Эффективность предпосевной обработки семян ярового ячменя наноструктурной водно-фосфоритной суспензией

Обеспеченность животных энергией является одним из основных факторов, определяющих уровень их продуктивности. Влияние факторов питания по значимости можно разделить следующим образом: энергия – 40-50 %, протеин – 30-40 %, минеральные вещества, витамины, биостимуляторы – около 20 % [10]. Животное получает энергию в результате частичного или полного окисления углеводов, жиров и белков, поступивших в организм после переваривания корма, или в результате распада гликогена, жира, белков, накопленных в теле самого животного. Поступающая энергия с кормами используется животными, прежде всего, для поддержания жизненно важных процессов, происходящих на уровне целого организма (отдельных органов, тканей, клеток) и для образования продукции (мяса, молока, яиц, потомства и т.п.). Даже в непродуктивном состоянии животные нуждаются в энергии для поддержания организма, сохранения постоянства температуры тела и мышечной активности [11].

Протеин является необходимым компонентом обменных процессов в организме животных и выполняет роль предшественника в образовании белков тела и продукции. Белки – важнейшие компоненты клеток и тканей живого организма. В сухом веществе животного организма содержится примерно 45,0 % белков, а в отдельных органах их количество достигает 85,0 %. На образовании 1 кг молочного белка животные затрачивают около 4,0 кг белков корма. На образование 1 кг белка мяса свиньи затрачивают 7,0 кг растительного белка, а овцы – 12,5 кг. Недостаток протеинов в рационах сельскохозяйственных животных: резко снижает их продуктивность, ухудшает их воспроизводительные способности, замедляет рост молодняка, увеличивает продолжительность выращивания и откорма, ухудшает переваримость и использование питательных веществ кормов, что приводит к перерасходу кормов на единицу продукции – при недостатке протеина на 1,0 %, затраты кормовых единиц возрастают на 2,0 % [9].

Важнейшей задачей в современном мировом и российском кормопроизводстве является создание прочной и биологически полноценной кормовой базы. В условиях Татарстана яровой ячмень является основной фуражной культурой, возделываемой на больших площадях во всех почвенноклиматических зонах республики [2]. Зерно ячменя – основной источник энергии и питательных веществ в рационах животных. Ячмень содержит в среднем в 1 кг: 11,8—13,2 МДж обменной энергии. Средний состав зерна включает: воду – 13,0 %, белок – 12,0 %, жир – 2,1 %, безазотистые экстрактивные вещества (БЭВ) – 64,4 %, зольные элементы – 2,8 % [15]. 1 кг зерна ячменя равен 1,20 кормовым единицам и 100 г перевариваемого протеина, это больше чем в зерне овса и ржи. По аминокислотному составу, включая дефицитный лизин, зерно ячменя сбалансировано лучше, чем другие зерновые культуры. Так, содержание лизина в 1 кг зерна ячменя – 4,4 г, яровой пшеницы – 3,9 г, овса – 3,6 г. Следовательно, для получения единицы животноводческой продукции, ячмень расходуется в меньшем количестве, чем яровая пшеница и другие зерновые [13].

Для формирования высоких урожаев сельскохозяйственных культур и повышения качества продукции требуется обеспечить растения необходимым количеством питательных веществ. В связи с этим весьма актуальным является создание и применение агробиотехнологий, включающих использование новых экологически безопасных средств комплексного положительного действия на посевы сельскохозяйственных культур. Перспективным направлением является разработка и внедрение инновационных удобрений на основе нанотехнологий. Наночастицы способны воздействовать на биологические объекты на клеточном уровне, внося свою избыточную энергию, повышающую эффективность протекающих в растительных организмах метаболических процессов.

В связи с этим целью работы являлась оценка урожайности и качества продукции ярового ячменя при применении наноструктурной водно-фосфоритной суспензии в качестве средства для предпосевной обработки семян растений.

Материал и методы исследований. Полевые эксперименты по оценке влияния фосфоритной муки (ФМ) обычного помола Сюндюковского месторождения Республики Татарстан (РТ) и наноструктурной водно-фосфоритной суспензии (НВФС) на урожайность и качественные показатели ярового ячменя, проводили в 2017 г. на базе опытного поля в Буинском районе РТ по следующей схеме: 1) Контроль – без удобрений, 2) N60Р60K60 – фон, 3) Фон + предпосевная обработка семян ФМ в дозе 1,25 кг/т, 4) Фон + предпосевная обработка семян НВФС в дозе 1,25 кг/т. В качестве минеральных удобрений (фон) применяли сложное удобрение – азофоску. Минеральные удобрения вносили в почву под предпосевную культивацию.

Почва опытного участка выщелоченный чернозем тяжелосуглинистый с содержанием гумуса – 7,46 %, pH солевой вытяжки – 5,2, гидролитическая кислотность – 2,5 мг-экв./100 г почвы, сумма поглощенных оснований – 39,7 мг-экв./100 г почвы, щелочно-гидролизуемый азот – 194 мг/кг почвы, подвижный фосфор – 86 мг/кг почвы, обменный калий – 109 мг/кг почвы [14].

Территория проведения исследований характеризуется умеренноконтинентальным климатом с теплым коротким летом и умеренно холодной продолжительной зимой [1]. Продолжительность вегетационного периода (температура выше 10 °C) достигает 135-137 дней, а сумма температур за этот период составляет 2200-2270 °C. Средняя месячная максимальная температура воздуха самого жаркого месяца (июля) составляет +24,5 °C. Количество осадков с мая по сентябрь составляет более 250 мм.

Объект исследований – ячмень яровой (Hordeum vulgare) сорта Рахат первой репродукции. Учетная площадь делянок 4 х 25 м =100 м2. Повторность в опытах трехкратная, размещение вариантов рен-домизированное. Агротехника возделывания общепринятая в зоне [5].

Химический состав ФМ: СаО – 32,8 %; SiO2 – 18,0 %; Р 2 О 5 – 10,0-12,0 %; Fe 2 O 3 – до 8,0 %; CO 2 – 4,0 %; SO 2 – 3,8 %; Al 2 O 3 – 2,4 %; F – 2,3 %; MgO – 1,4 %; K 2 O – 1,0 %; Na 2 O – 1,0 %. Минеральный состав: фосфат – 64,0 %; глауконит и гидрослюда – 22,0 %; кварц – 7,0 %; глинистые минералы (смешаннослойный монт-мориллонит-гидрослюдистый) – 3,0-10,0 %; кальцит – 0,7 %; прочие – 0,1 % [7].

Предварительно фосфоритная руда была отмыта, при этом содержание Р 2 О 5 повышалось в 1,5-1,7 раза (до 20,0-24,0 %). Для повышения химической активности проводили ее механическую активацию, что способствовало увеличению содержания доступной для растений лимоннорастворимой формы Р 2 О 5 в 2,5 раза. Из ме-ханоактивированной ФМ по методике, разработанной в Центре коллективного пользования «Наноматериалы и нанотехнологии» ФГБОУ ВПО Казанского национального исследовательского технологического университета, была получена НВФС

Фенологические наблюдения вели согласно методическим указаниям «Практикум по физиологии растений» [12]. Содержание азота и сырого протеина в растениях определяли фотометрическим индо-фенольным методом, фосфора – фотометрическим методом [3, 4].

Статистическую обработку результатов экспериментов проводили с помощью Microsoft Office Excel 2010.

Результаты исследований. Вегетационный период 2017 года характеризовался пониженным температурным режимом с обилием осадков, среднемесячная температура в мае составила +11,4 °C, в июне – 14,5 °C, в июле – 18,8 °C и в августе – 18,2 °C. На основании фенологических наблюдений за развитием растений ярового ячменя, выращенного из семян с предпосевной обработкой НВФС, установлено раннее наступление фаз – всходы, кущение, выход в трубку на 3-5 дней по сравнению с контролем и на 2-4 дня – по сравнению с фоном и применением ФМ. Также в этом варианте выявлено увеличение продолжительности протекания основных фенологических периодов развития – колошение, цветение. Визуальные наблюдения за ростом и развитием ярового ячменя показали, что растения во всех вариантах опыта были здоровые, крепкие, имели полноразвитые листья.

Сбор кормовых единиц с гектара является производственно важным суммарным показателем кормового достоинства урожая. Предпосевная обработка семян при возделывании ячменя способствовала повышению продуктивности опытной культуры. В варианте с обработкой семян НВФС урожайность составила 41,0 ц/га (4920 кормовых единиц), что выше контроля на 15,0 ц/га, фона – 2,4 ц/га, варианта с ФМ – на 2,0 ц/га (Таблица 1).

Таблица 1 – Урожайность ярового ячменя сорта Рахат при предпосевной обработке семян ФМ и НВФС

При обработке семян ФМ урожайность повысилась на 13,0 ц/га по сравнению с контролем, на 0,4 ц/га – по сравнению с фоном, и составила 39,0 ц/га (4680 кормовых единиц).

Для обеспечения полноценного питания животных важным является не только количество кормов, но и их качество, которое определяется содержанием в них питательных веществ. При оценке питательности корма основными показателями качества являются содержание сырого протеина, жира, сырой золы, безазотистых экстрактивных веществ, фосфора и кальция [8].

Содержание белка в зерне ячменя по вариантам опыта варьировало в преде- лах 9,6-10,8 %. Наибольшее значение показателя было получено при предпосевной обработке семян НВФС: прирост по сравнению с контролем составил 1,2 %, с фоном и вариантом с ФМ – 0,3 %. При использовании ФМ содержание белка в зерне не отличалась от фона и составило 10,5 %, что выше контрольного варианта на 0,9 %.

Предпосевная обработка НВФС и ФМ не оказала достоверного влияния на химический состав зерна – содержание общего азота и общего фосфора. Содержание общего азота по вариантам опыта варьировало в пределах 1,25-1,30 %, общего фосфора – 0,28-0,30 %.

Заключение. Таким образом, в данном исследовании была изучена эф- фективность использования НВФС в качестве средства для предпосевной обработки семян ярового ячменя сорта Рахат. В результате установлено, что применение НВФС в дозе 1,25 кг на т посевного материала способствует ускорению прохождения фаз развития растений – всходы, кущение, выход в трубку; повышению урожайности ячменя на 2,0-15,0 ц/га (240-1800 кормовых единиц) по сравнению с другими вариантами опыта; улучшению качества зерна по показателю содержания белка в зерне до 10,8 %.

В данной статье представлены результаты исследования по применению фосфоритной муки обычного помола Сюндюковского месторождения Республики Татарстан и наноструктурной водно-фосфоритной суспензии в качестве средства для предпосевной обработки семян основной фуражной культуры республики – ярового ячменя (Hordeum vulgare) при выращивании на тяжелосуглинистом выщелоченном черноземе на базе опытного поля в Буинском муниципальном районе Татарстана. Изучено влияние фосфоритной муки и наноструктурной водно-фосфоритной суспензии на урожайность и качественные показатели ярового ячменя сорта Рахат. В полевых экспериментах выявлена эффективность обработки семян ячменя наноструктурной водно-фосфоритной суспензией в дозе 1,25 кг на т посевного материала. Установлено ускорение прохождения фаз развития растений (всходы, кущение, выход в трубку) на 2-5 дней, повышение урожайности на 2,015,0 ц/га и улучшение качества зерна по показателю содержания белка до 10,8 % по сравнению с другими вариантами опыта.