Особенности проявления разнокачественности семян зеленных культур семейства Brassicaceae

Приемы возделывания овощных культур, и в частности, арбуза столового, направлены на получение стабильной урожайности и чистого дохода от реализации продукции. Развитие сельскохозяйственной отрасли в современных условиях, ее интенсификация, чрезмерное использование минеральных удобрений и индустриальных технологий в погоне за количественными показателями, нарушает основы овощеводства, как отрасли специфической, от продукции которой зависит здоровье человека. Использование прогрессивных, химико-техногенных систем земледелия в овощеводстве сопровождается не только увеличением урожайности, но и ростом невозобновляемых энергетических затрат на производство продукции, а также наносит вред окружающей среде и ухудшает качество производимой продукции. Поэтому для разработки ресурсо- и энергосберегающих технологий выращивания овощной продукции необходимы альтернативные приемы возделывания, менее энергозатратные и экологически безопасные.

Дополнительным методом расчета, который считается более объективным, помимо экономических показателей применяемых агроприемов возделывания овощных культур, является определение их энергетической эффективности.

Актуальность биоэнергетической оценки вытекает из требований современного производства: экономии энергии на единицу получаемой продукции. Биоэнергетическая оценка подразумевает определение соотношения количества энергии, аккумулируемой в урожае сельскохозяйственных культур в процессе фотосинтеза, и совокупных затрат энергии, вкладываемых в производство продукции растениеводства [1]. На основе многолетних исследований разработаны агротехнические приемы возделывания арбуза столового, обеспечивающие достаточно высокий выход продукции [2,3,4]. Но быстрые темпы развития сельскохозяйственного производства способствуют увеличению объемов затрат промышленной энергии. Повышение эффективности использования энергии и материальных ресурсов в производстве арбуза столового предусматривает правильность учета общих затрат, их соотношения в фактически полученной продукции. Дополняя денежную, биоэнергетическая оценка позволяет определить эффективность применяемых агроприемов возделывания арбуза столового, оптимизировать технологический процесс производства продукции и повысить их энергетическую эффективность.

Целью исследований является определение биоэнергетичекой эффективности классических и новых агроприемов возделывания арбуза столового.

Материалыи методы исследований

Исследования проводили в условиях Волгоградского Заволжья на Быковской бахчевой селекционной опытной станции. Период исследований – 2014-2016 годы. Объект иссле- дований – сорт арбуза раннего срока созревания Триумф. Метод – лабораторно-полевой. Площадь учетной делянки – 83 м2, площадь опытной делянки – 248 м2. Повторность – 3-х кратная, размещение вариантов систематическое. Схема посева – 2,1х1,5 м. Научные исследования проводили с учетом методических указаний, методик и Государственных и отраслевых стандартов [5, 6, 7] при использовании современных приборов: плазменного фотометра, термостатов, ионометра ЭВ-74, КВК-3 и др.

Результаты исследований и их обсуждение

Характерными особенностями климата зоны исследований является засушливость и резко выраженная континентальность, малое количество осадков и высокие летние температуры. Сумма температур выше +10°С по годам исследований составляет от 2700 до 3400°С. Количество осадков за период вегетации неравномерное, при средних показателях 217,9 мм.

Почва опытных участков характеризуется уменьшением гумусового горизонта (до 22 см) и низким содержанием гумуса – до 1,1%. Содержание общего азота 0,12-0,15%, гидролизуемого (по Корнфильду) – 36,5 мг/кг, N-NO3 – 28,028,3 мг/кг, общего фосфора – 0,070,09%, подвижного – от 18,0-20,0 до 45,6-48,3 мг/кг, обменного калия – 120180 мг/кг.

Ранее проведенными исследованиями были выявлены оптимальные предшественники для арбуза столового в условиях Волгоградского Заволжья в системах травопольного и паропропашного севооборотов [8], определены дозы минеральных и органических удобрений, позволяющие получить стабильную урожайность арбуза столового [9], которые легли в основу классической технологии возделывания данной культуры.

С энергетической точки зрения, используемые приемы возделывания арбуза столового считаются эффективными при соотношении энергии, полученной в хозяйственно-ценной части урожая и израсходованной совокупной энергии на производство данного урожая, больше или равном единице [10]. Как показали расчеты, выбор предшественника напрямую влияет на энергетические показатели. При использовании под посевы арбуза пласта многолетних трав энергия, накопленная в урожае, на 55,9% больше по сравнению с предшественником рожь озимая при урожайности 14,2 т/га, что на 54,3% больше урожайности, полученной по предшественнику рожь озимая. Несмотря на более высокие энергетические затраты при возделывании арбуза по пласту многолетних трав: на 3,8% больше по отношению к предшественнику рожь озимая, коэффициент энергетической эффективности по данному предшественнику в 1,5 раза больше. При использовании в качестве предшественника ржи озимой возрастает и энергоемкость товарной продукции, которая составила 950 МДж на 1 т товарной продукции при 595 МДж по предшественнику пласт многолетних трав.

При возделывании арбуза столового в богарных условиях Волгоградского Заволжья эффективным приемом увеличения урожайности является применение минеральных и органических удобрений. Максимальный эффект по урожайности плодов арбуза был получен при внесении органического удобрения в норме 27 т/га по предшественнику пласт многолетних трав, урожайность была на 21,3% больше по сравнению с предшественником рожь озимая. Сравнительный анализ урожайности от использования минеральных и органических удобрений показал преимущество органических удобрений: по пласту многолетних трав урожайность была больше на 11,3%, по предшественнику рожь озимая – больше на 11,5%.

Однако оценка энергетической эффективности использования органических и минеральных удобрений показала, что при использовании органических удобрений растут затраты совокупной энергии: по пласту многолетних трав – на 37,1%, по предшественнику рожь озимая – на 36,9%, по сравнению с использованием минеральных удобрений в дозе N 60 P 90 K 60 . Повышенная урожайность и энергия, накопленная в урожае от применения органических удобрений, не смогли превысить энергетическую эффективность использования минеральных удобрений.

Значение основного показателя – коэффициента энергетической эффективности при использовании минеральных удобрений было больше на 27,3% и 18,4% по сравнению с органическими (27 т/га) при более низких значениях энергоемкости 1 т товарной продукции: от 1277 МДЖ до 1038 МДж – по пласту многолетних трав и от 1533 МДж до 1248 МДж по озимой ржи. Также отмечено, что внесение минеральных удобрений в дозе N60P90K60, хотя и обеспечивает рост урожайности, но приводит к снижению по отношению к контролю коэффициента энергетической эффективности и увеличению энергоемкости 1 т продукции, на 65,6-39,3% и на 74,531,4% соответственно (табл. 1).

Вышеуказанные приемы возделывания арбуза столового являются классическими. Современные условия развития сельскохозяйственной отрасли требуют новых, менее энергозатратных приемов возделывания сельскохозяйственных культур. Рынок предлагает новые виды водорастворимых минеральных удобрений, регуляторов роста, которые, как показали исследования, позволяют получить стабильную урожайность бахчевых культур с меньшими энергозатратами.

В исследованиях применяли следующие препараты для замачивания семян и обработки растений в течение вегетации:

– гумат калия: органоминеральное удобрение, производится из леонар-дита (бурого угля), д.в. – 85-90% гуминовых кислот; содержит: калий – 12%, фосфор – 12%, магний – 160 мг/л, железо – 1470 мг/л, кальций – 38 мг/л и микроэлементы: медь – 5 мг/дм3, марганец 1,1 мг/дм3, цинк – 8,3 мг/дм3, кобальт – 5,8 мг/дм3, никель – 11 мг/дм3, молибден – более 40 мкг/дм3, бор;

Таблица 1. Влияние предшественников и видов удобрений на показатели биоэнергетической эффективности (среднее за 3 года) Table 1. Influence of predecessors and types of fertilizers on bioenergy efficiency indicators (average for 3 years)

Показатели	Контроль		N 60 P 90 K 60		Навоз 27 т/га
	Пласт 3-х лет	Рожь озимая	Пласт 3-х лет	Рожь озимая	Пласт 3-х лет	Рожь озимая
Урожайность, т/га	14,2	9,2	15,8	13,0	17,6	14,5
Содержание сухого вещества, %	10,2	10,1	10,7	10,3	10,4	10,6
Энергия, накопленная в урожае, МДж/га	21581	13845	25189	19951	27272	22901
Затраты совокупной энергии, МДж/га	8450	8140	16398	16230	22476	22230
Коэффициент энергетической эффективности	2,55	1,70	1,54	1,22	1,21	1,03
Энергоемкость 1 т продукции, МДж	595	950	1038	1248	1277	1533

– Мастер специальный 18.18.18+3Mg: полностью растворимое микрокристаллическое удобрение. Состав (%): NРК – 18+18+18; оксид магния – 3,0; оксид серы – 10,0; бор – 0,02; железо – 0,07; марганец – 0,03; цинк – 0,01; медь – 0,005; молибден – 0,001:

– Мегафол: антистрессовый биостимулятор нового поколения. Произведён из растительных аминокислот с содержанием прогормональ-ных соединений, его компоненты получены путём энзимного гидролиза из высокопротеиновых растительных субстратов. Состав: аминокислот – 28,0%; азот органический – 4,5%; растворимый калий – 2,9%; органический углерод – 15,0%;

– Рибав-экстра: регулятор роста, продукт метаболизма микоризных грибов, выделенных из женьшеня. Действующее вещество – 0,00152 г/л L-аланин + L-глутаминновой кислоты.

Результаты исследований показали, что использование новых препаратов позволяет значительно увеличить урожайность арбуза столового по сравнению с контролем – на 36,467,7%. Отмечено также повышение содержания сухого вещества в плодах арбуз: с 10,5% в контрольном варианте до 12,4-22,6% в вариантах с применением новых удобрений и регулято- ров роста. Наибольшая урожайность была получена в варианте с использованием Гумата калия: на 4,5% и 22,9% больше по сравнению с вариантами Мастер специальный + Мегафол и Рибав-экстра соответственно.

С энергетической точки зрения, наибольший эффект был получен от использования в технологии возделывания арбуза водорастворимого удобрения Мастер специальный в комплексе с биостимулятором Мегафол, где значение Кээ на 7,9% и 1 1,6% больше по отношению к вариантам с применением Рибав-экстра и Гумат калия соответственно (табл. 2).

Сравнительный анализ биоэнергетической эффективности применения новых агроприемов возделывания арбуза показал их преимущество по сравнению с применением почвенных минеральных удобрений в дозе N60P90K60. Затраты совокупной энергии, при использовании под посевы арбуза почвенных минеральных удобрений по лучшему предшественнику – пласт многолетних трав составили 16398 МДж/га, что на 78,6%, 69,9% и 75,1% больше по сравнению с вариантами Гумат калия, Мастер специальный + Мегафол и Рибав-экстра соответственно. Кээ от применения новых приемов в возделывании арбуза значительно выше, его показатели в 1,7...1,9 раза больше по сравнению с использованием минеральных удобрений в дозе N60P90K60. Энергоемкость 1 т продукции при технологии возделывания арбуза с использованием минеральных удобрений в дозе N60P90K60 составила 1038 МДж, при использовании гумата калия снизилась на 82,0%, Мастер специальный + Мегафол – на 65,7% и Рибав-экстра – на 45,2%.

Заключение

• 1.    Результаты исследований показали, что с энергетической точки зрения предлагаемые приемы возделывания арбуза столового являются эффективными, т.к. коэффициент энергетической эффективности больше единицы.

• 2.    Выявлено преимущество пласта многолетних трав в качестве предшественника под арбуз столовый, Кээ – 2,55, по предшественнику рожь озимая – 1,70.

• 3.    Применение минеральных удобрений в дозе N60P90K60 в богарных условиях приводит к значительному увеличению энергоемкости 1 т товарной продукции, по пласту многолетних трав – в 1,7 раза, по предшественнику рожь озимая – в 1,3 раза. Отмечено

• 4.    Сравнительный энергетический анализ показал, что использование водорастворимых минеральных удобрений и регуляторов роста позволяет при возделывании арбуза снизить энергетические затраты совокупной энергии от 70 до 79% по сравнению с внесением минеральных удобрений в дозе N60P90K60 по пласту многолетних трав, при повышении коэффици-

• ента энергетической эффективности с 1,54 до 2,68-2,77.

• 5.    Как показали расчеты энергетической эффективности, более эффективным приемом является вариант с замачиванием семян и обработкой вегетирующих растений водорастворимыми удобрениями Мастер специальный + Мегафол. В этом варианте величина Кээ составила 2,99, что на 7,9-11,5% больше по сравнению с вариантом Гумат калия и Рибав-экс-тра соответственно.

Таблица 2. Влияние новых агроприемов возделывания арбуза столового на показатели биоэнергетической эффективности (среднее за 3 года) Table 2. Impact of new agricultural cultivation of watermelon table on indicators of bioenergetic efficiency (average over 3 years)

Показатели	Контроль	Гумат калия	Мастер специальный + Мегафол	Рибав-экстра
Урожайность, т/га	9,6	16,1	15,4	13,1
Содержание сухого вещества, %	10,5	12,4	12,6	13,3
Энергия, накопленная в урожае, МДж/га	14900	24651	28911	25960
Затраты совокупной энергии, МДж/га	8450	9183	9646	9366
Коэффициент энергетической эффективности	1,76	2,68	2,99	2,77
Энергоемкость 1 т продукции, МДж	880,2	570,3	626,4	714,9

снижение Кээ и увеличение затрат совокупной энергии и энергоемкости 1 т продукции при использовании навоза 27 т/га по сравнению с минеральными удобрениями в дозе N60P90K60.

Но, необходимо отметить, что в связи с ростом цен на минеральные удобрения, появлением высокопроизводительной техники по внесению органики, увеличения потребительского спроса на продукцию, выращенную без применения химикатов, отмечается мировая тенденция увеличения роста использования органических удобрений в выращивании овощных культур.

Об авторах:

Tatyana G. Koleboshina – doctor of agricultural Sciences, leading researcher

Elena A. Varivoda – senior researcher

Olga G. Verbitskaya – junior researcher Х