Оценка качества фитомассы гороха при внесении традиционных комплексных удобрений и акваринов

Введение. Кормовые бобовые культуры выступают одним из лучших растениеводческих компонентов экологического земледелия. Помимо обогащения почвы и себя необходимым количеством азота бобовые травы обладают глубокой корневой системой и тем самым способствуют биологическому оструктурированию почвы, облегчению ее предпосевной обработки под другие культуры. Также они являются важным источником растительного белка для животноводства. В зеленой массе и недозрелых семенах много различных витаминов (А, В и особенно С), что особенно важно для нормального развития молодняка скота [1–3]. Если бобовые травы способны сами фиксировать азот, то недостаток других макро- и микроэлементов должен восполняться с удобрением. В результате правильного применения минеральных удобрений наряду с повышением урожайности улучшается качество корма за счет увеличения содержания протеина, питательных элементов, снижения количества клетчатки [4].

Современные комплексные удобрения имеют отличные технологические качества, оптимальные физические свойства, высокую концентрацию питательных веществ, хорошую смешиваемость с семенами, обладают достаточным последействием. Эти удобрения высокотехнологичны и поэтому характеризуются большой экономической эффективностью применения [5–7]. Но для правильного внесения питательных элементов с удобрением во время вегетации требуется проводить комплексную диагностику минерального питания, что позволяет своевременно воздействовать на формирование урожая и его качество [8–12]. В последнее время в России и за рубежом начинают все больше признавать необходимость диагностирования условий питания растений по их химическому составу [12–14]. На показателях концентрации в растениях элементов питания базируется определение потребности и выявление действия удобрений [15, 16]. Оптимальность уровня одного элемента зависит от уровня всех других, и оптимальность уровня всех элементов зависит от уровня каждого из них в отдельности [17, 18].

Цель исследований – определить действие акваринов и традиционных комплексных удобрений на химический состав, питательную и энергетическую ценность фитомассы гороха сорта Аннушка.

Объекты и методы. Лабораторный опыт проводился на кафедре почвоведения и агрохимии Красноярского ГАУ в двух повторениях. Варианты опыта:

• 1)    контроль (без удобрений);

• 2)    N 10,5 P 10,5 K 10,5 – нитроаммофоска;

• 3)    N 13,8 P 13,8 K 27,6 – нитроаммофос с сульфатом калия;

• 4)    N 1,8 P 6,6 K 21 – акварин 3 (в почву);

• 5)    N 10,8 P 10,8 K 10,8 – акварин 5 (в почву);

• 6)    6) N 12 P 4,8 K 4,8 – акварин 9 (в почву).

Опыты закладывались в стеклянных сосудах с дренажем (битое стекло) и газоотводной трубкой. Почва опыта: темно-серая лесная, тяжелосуглинистая, формирующаяся на коричневобурых карбонатных глинах с содержанием гумуса 5,9 %, слабокислой реакцией почвенного раствора (рН H2O 6,0; рН KCL 5,2), невысокой гидролитической кислотностью (6 м-моль/100 г почвы), высокой степенью насыщенности основаниями (V = 85,4 %). Отношение углерода к азоту (C : N) довольно широкое – 11,8. Содержание нитратного азота низкое (4,1 мг/кг), подвижного фосфора (318 мг/кг) и обменного калия (250 мг/кг) – высокое. Масса почвы в сосуде – 200 г. Повторность четырехкратная. Уборку растений проводили в фазу цветения. Измерение содержания азота, фосфора, калия в измельченных образцах фитомассы гороха проводили согласно ГОСТ 13496.4-93, ГОСТ 2665797, ГОСТ 30504-97. Микроэлементы (медь, цинк, марганец, железо, бор, кобальт, молибден) анализировали по следующим методикам: ГОСТ 30692-2000, ГОСТ 27997-88, ГОСТ 2799877, ГОСТ 10.155-88, ГОСТ 10.154-88, ААС «МГА-915». Количество кальция, магния и на- трия в зерне гороха определяли согласно ГОСТ Р 51429-99, содержание протеина – в соответствии с ГОСТ Р 54630-2011. Выращиваемая культура – горох сорта Аннушка. В каждый сосуд высевали по 5 проросших зерен гороха. Через 8 дней посевы прореживали, оставляя по 3 здоровых всхода.

Результаты и их обсуждение. Состав элементов питания фитомассы гороха довольно широко изменялся в зависимости от вносимых удобрений и не всегда показывал строгую зависимость от их содержания в удобрениях (табл. 1). Макроэлементы в зависимости от концентрации имели следующий аккумулятивный ряд: N > K > Ca > Mg > P > Na. На вариантах с внесением акварина 5 и 9 элементами-доминантами являлись N, Са, K.

Таблица 1

Влияние удобрений на содержание макроэлементов в фитомассе гороха, % (среднее за 2 опыта)

Вариант	N	P	K	Ca	Mg	Na
Контроль	4,32	0,55	3,83	3,02	1,05	0,4
	3,32	0,69	2,16	2,22	0,89	0,21
НАФК	4,30	0,55	3,84	3,48	1,29	0,6
	3,50	0,68	2,31	2,59	1,06	0,11
НАФ+K с	4,81	0,56	3,18	3,67	1,32	0,43
	2,87	0,54	1,62	2,17	1,15	0,32
Акварин 3	4,51	0,60	4,05	3,11	1,61	0,65
	3,95	0,77	3,42	3,25	1,56	0,22
Акварин 5	4,22	0,55	3,66	3,93	1,79	0,83
	3,95	0,76	3,04	3,19	1,75	0,64
Акварин 9	4,76	0,59	3,38	4,12	1,63	0,58
	3,38	0,75	3,07	3,15	1,45	0,71
НСР 05	0,12	0,07	0,15	0,37	0,12	0,10
	0,05	0,02	0,01	0,16	0,11	0,09

Примечание : в числителе – надземная масса гороха; в знаменателе – подземная масса гороха.

Максимальное содержание азота (N) отмечено на варианте с акварином 9 и при совместном внесении нитроаммофоса с сульфатом калия. Наиболее высокие концентрации калия (К) отмечались на варианте с внесением акварина 3. Эти удобрения содержат больше всего соответствующего питательного вещества, что повлияло на их количество в фитомассе. По количеству фосфора (Р) химический состав растений гороха на разных вариантах опыта существенно не различался. Внесение акваринов 5 и 9 значительно повышало содержание Ca, Mg и

Na в зеленой надземной массе гороха. В химическом составе подземной массы гороха отмечается увеличение содержания макроэлементов на всех удобренных вариантах. Химические элементы располагались следующим образом: N > Ca > K > Mg > P > Na. Внесение акварина всех марок способствовало повышению макроэлементов в корнях гороха. Максимальное увеличение содержания N и Ca обнаружено при внесении акварина 3 и 5. Данные удобрения усилили поглощение Ca из почвенных коллоидов. Благодаря большей длине корней на ва- рианте совместного внесения нитроаммофоса с сульфатом калия происходило интенсивное поглощение элементов питания из почвы, в частности N, наибольшее количество которого обнаруживается в надземной массе. Наблюдались более выраженные различия по содержанию P. Наиболее высокое количество K отмечалось на варианте с внесением акварина 3, содержащим 35 % этого элемента. Полученные данные по- зволяют предположить, что в процессе дальнейшего роста гороха внесенные удобрения усилят поступление элементов питания в растения через корневую систему.

Накопление элементов питания фитомассой гороха на удобренных вариантах превосходило контроль, но степень превышения была различной для каждого элемента в отдельности (табл. 2).

Таблица 2

Влияние удобрений на накопление макроэлементов фитомассой гороха, г/сосуд (среднее за 2 опыта)

Вариант	N	P	K	Ca	Mg	Na
Контроль	0,10	0,01	0,09	0,07	0,03	0,01
	0,03	0,01	0,02	0,02	0,01	0,002
НАФК	0,15	0,02	0,13	0,12	0,04	0,02
	0,04	0,01	0,02	0,03	0,01	0,001
НАФ+K с	0,13	0,02	0,09	0,10	0,04	0,01
	0,03	0,01	0,02	0,02	0,01	0,003
Акварин 3	0,12	0,02	0,11	0,08	0,04	0,02
	0,04	0,01	0,04	0,04	0,02	0,002
Акварин 5	0,11	0,01	0,11	0,10	0,05	0,02
	0,05	0,01	0,04	0,04	0,02	0,008
Акварин 9	0,15	0,02	0,11	0,13	0,05	0,02
	0,04	0,01	0,04	0,04	0,02	0,009

Примечание : в числителе – надземная масса гороха; в знаменателе – подземная масса гороха.

Так, на вариантах с внесением нитроаммофоски и акварина 9 обнаруживалась максимальное накопление N. По содержанию Ca, Mg, Na отличились варианты с внесением акварина 5 и 9. Накопление элементов надземной массой гороха, кроме фосфора, многократно превосходило подземную. На контрольном варианте N было больше в 3,3 раза; K – в 4,5; Ca – в 3,5; Mg – в 3 и Na – в 5 раз. Применение удобрений способство- вало увеличению значений превышения на всех вариантах опыта, кроме P при внесении акварина 5. Здесь баланс фосфора такой же, как на контроле, что требует дополнительного внесения соответствующего удобрения.

Соотношение Ca : P на всех вариантах выше допустимых пределов за счет низкого содержания фосфора (табл. 3).

Таблица 3

Соотношение элементов минерального питания в фитомассе гороха (среднее за 2 опыта)

Вариант	Ca : P	K : Na
Контроль	7 : 1	9 : 1
НАФК	6 : 1	6,5 : 1
НАФ+K с	5 : 1	9 : 1
Акварин 3	4 : 1	5,5 : 1
Акварин 5	10 : 1	5,5 : 1
Акварин 9	6,5 : 1	5,5 : 1
Норма	1–3 : 1	4,5–7,5 : 1

Удовлетворительными источниками этого элемента являлись зерна гороха, которых было недостаточно при снятии опыта в фазу цветения. Ближе к оптимальной величине был вариант с внесением акварина 3, где соотношение Ca : P составило 4 : 1 при рекомендуемой норме 1–3 : 1 [19]. Сбалансированное отношение K : Na составляло 4,5–7,5 : 1. В таких пределах находился химический состав растений на вариантах с внесением акваринов и нитроаммофоски. Отношение калия к натрию составило 5,5 и 6,5 соответственно. Дефицита по данным элементам не наблюдалось.

Микроэлементы в зависимости от концентрации в надземной массе гороха располагались следующим образом (контроль): Fe > B > Mn > Zn > Cu > Mo > Co. Элементами-доминантами здесь явились Fe, B, Mn, Zn. Содержание токсичных веществ (цинка и меди) не превышало предельно допустимые концентрации. Анализ микро-элементного состава надземной фитомассы гороха при внесении удобрений показал, что содержание Zn, Mn, B, Co повышалось по сравнению с контролем. Самое высокое содержание Co в растениях гороха отмечено на варианте с применением акварина 5. Существенное увеличение Mn наблюдалось при внесении акварина 9 (табл. 4).

Таблица 4

Влияние удобрений на микроэлементный состав зеленой массы гороха, мг/кг (среднее за 2 опыта)

Вариант	Cu	Zn	Mn	Fe	B	Co	Mo
Контроль	16,8	44,5	64,5	408	75,3	0,17	0,78
НАФК	11,2	25,0	62,6	298	77,6	0,18	0,61
НАФ+K с	11,3	47,0	135,0	188	45,9	0,15	0,72
Акварин 3	8,5	38,3	67,8	238	26,3	0,10	0,65
Акварин 5	8,0	34,0	51,6	161	65,0	0,24	0,60
Акварин 9	14,0	32,0	74,4	239	48,9	0,14	0,62
НСР 05	0,3	0,4	1,4	0,8	0,5	0,01	0,02
Рекомендуемая концентрация	6–15	30–70	35–70	50–80	Не регламентируется	0,8–1,0	0,01–0,15
Максимально допустимый уровень	80–100	500–100	До 1000	400–1000	Не регламентируется	20–30	4–6

В результате совместного применения нитроаммофоса и физиологически кислого сульфата калия обнаруживалось максимальное количество Zn и Mn. Эти удобрения больше всего подкисляли темно-серую почву опыта, что повышало подвижность указанных элементов и усиливало их поступление в растения. При внесении нитроаммофоски в фитомассе гороха отмечалось превышение бора.

Применение удобрений неоднозначно повлияло на вынос микроэлементов фитомассой гороха. Накопление Cu и Mn было максимальным при внесении акварина 9 (табл. 5). Использование акварина 5 способствовало аккумуляции бора. Действие нитроаммофоски проявилось в накоплении железа, совместное внесение нитроаммофоса с сульфатом калия – цинка и марганца. Оптимальное количество кобальта обнаружено только на варианте с акварином 3, оно составляло 0,1 мг/кг при рекомендуемой норме 0,8–1,0 мг/кг. В остальных вариантах этот показатель незначительно превышен.

Таблица 5

Влияние удобрений на накопление микроэлементов зеленой массой гороха, мг/сосуд (среднее за 2 опыта)

Вариант	Cu	Zn	Mn	Fe	B	Co	Mo
Контроль	0,040	0,107	0,155	0,979	0,181	0,0004	0,0019
НАФК	0,038	0,085	0,212	1,007	0,262	0,0006	0,0021
НАФ+K с	0,0318	0,129	0,371	0,517	0,126	0,0004	0,0020
Акварин 3	0,023	0,103	0,183	0,643	0,071	0,0003	0,0018
Акварин 5	0,021	0,088	0,134	0,419	0,169	0,0006	0,0016
Акварин 9	0,046	0,104	0,242	0,777	0,159	0,0005	0,0020
Оптимальное соотношение железа к марган- удобрений уменьшилась, соответственно, сни-цу в организме растений составляет 1,5–2,5.  зилась и зольность. В целом содержание макро Соотношение Fe : Mn можно считать нормаль- и микроэлементов не превышало ПДК. ным только на варианте совместного внесения     Растения гороха характеризовались высоким нитроаммофоса с одинарным калийным удоб-  содержанием сырого протеина на всех вариан- рением. Концентрация же других элементов в  тах нашего опыта (табл. 6). надземной фитомассе гороха при внесении Таблица 6 Питательность и энергетическая ценность зеленой массы гороха (среднее за 2 опыта)

Вариант	Протеин		Обменная энергия, МДж/кг	Кормовые ед., кг
	сырой %	переваримый, г/кг
Контроль	27,00	32,7	9,56	0,74
НАФК	26,88	35,8	9,80	0,78
НАФ+K с	30,06	53,2	9,71	0,76
Акварин 3	26,38	43,6	9,96	0,80
Акварин 5	28,19	49,5	10,02	0,81
Акварин 9	29,75	50,1	9,87	0,74
Нормативное содержание ОСТ 10.273-2001	Не менее 17	40–50	Не менее 10,1	Не менее 0,83

Максимальное его количество отмечено там, где было получено больше всего N. Содержание перевариваемого протеина в опыте высокое, что связано с сортовыми качествами гороха и появлением стручков перед уборкой опыта. Энергетическая питательность фитомассы гороха несколько отставала от требований стандартов. В травах посевных бобовых должно быть 0,83 кормовых единицы и 10,1 МДж/кг обменной энергии. На удобренных акваринами вариантах эти показатели возросли. Близкое содержание к оптимальному отмечалось при внесении акварина 5. Применение акварина 9 и нитроаммофоски повысило сборы обменной энергии и кормовых единиц. Это увеличение составило 39,2 и 43,5 % соответственно для обменной энергии, 33,4 и 44,5 % – для кормо- вых единиц. Максимальный сбор сырого и пе-реваримого протеина был получен с использованием акварина 9.

Заключение. Таким образом, использование комплексных удобрений увеличило вынос макроэлементов. Произрастание гороха на темносерых почвах под действием удобрений имело калиево-кальциево-азотный тип химизма. Данные элементы накапливались в фитомассе гороха в большем количестве по порядку возрастания. Интенсивно накапливаемыми микроэлементами в надземной фитомассе гороха являлись Fe, B, Mn, Zn без превышения допустимых концентраций.

Максимальное содержание азота в надземной массе гороха отмечалось на варианте с акварином 9 и при совместном внесении нитроам- мофоса с сульфатом калия. Наиболее высокие концентрации калия отмечались при внесении акварина 3. Использование акваринов 5 и 9 значительно повышало содержание Ca, Mg и Na.

Внесение акварина всех марок способствовало повышению макроэлементов в корнях гороха. Максимальное увеличение содержания N и Ca обнаружено при внесении акварина 3 и 5.

Применение акварина 9 и нитроаммофоски повысило сборы обменной энергии и кормовых единиц. Максимальный сбор сырого и перева-римого протеина был получен с использованием акварина 9.