Воздействие минеральных удобренийи микробиологического препарата на урожайность и питательность рапса ярового

Снабжение населения продуктами питания и производство надежной кормовой базы для животноводства являются приоритетными направлениями в развитии сельского хозяйства Вологодской области. Одним из способов решения данного вопроса будет выращивание масличных высокобелковых культур на корм скоту, таких как рапс, люпин, соя, подсолнечник и других (Прядильщикова и др., 2022; Чернышева и др., 2023a; Чернышева и др., 2023b).

Среди этих культур отдельного внимания заслуживает яровой рапс (Brassica napus L. ssp.) из семейства Капустные (Brassicaceae). Являясь продуктивным, холодостойким, быстрорастущим растением, занимающим первое место среди однолетних кормовых культур по комплексу питательных веществ, рапс обладает хорошей отавностью и может использоваться в качестве основной или промежуточной культуры. Он обладает детерминантным типом роста, характеризующимся ограниченным ростом главного стебля, с сильно развитым стержневым корнем, поэтому дерново-подзолистые легкосуглинистые почвы являются пригодными для выращивания рапса ярового (Артемов, Карпачев, 2005; Лисицин и др., 2013; Кошелева, Смышляев, 2022; Givens et al., 2009).

Рапсовый жмых и шрот (продукты переработки) широко используются как высокобелковые добавки к комбикормам, они содержат незаменимые аминокислоты, микроэлементы и белок, хорошо пе-реваримый и сбалансированный по аминокислотному составу. Из зеленой массы и силоса рапса получаются ценные корма, легко усваиваемые, охотно поедаемые разными видами животных, обеспечивающие баланс между протеином и обменной энергией, они успешно применяются как сидеральное удобрение (Гущина, Лыкова, 2009; Гольцман и др., 2015; Abbadi, Leckband, 2011).

В современном сельскохозяйственном производстве яровой рапс играет особую роль в биоразнообразии, формировании агроэкологического равновесия и улучшения фитосанитарной обстановки. Существенное влияние на урожайность зеленой массы и кормовую ценность ярового рапса оказывают растительный покров, плодородие почвы, внесение удобрений и другие агрономические факторы. Однако для раскрытия потенциала растения очень важны сбалансированное внесение органических и минеральных удобрений, подбор более перспективных сортов или гибридов, применение адаптированных приемов возделывания (Иванов, 2010).

Районированные сорта должны обладать рядом положительных качеств: высокой урожайностью, приспособленностью к местным условиям, отличным качеством, устойчивостью к неблагоприятным условиям, болезням и вредителям, скороспелостью и пригодностью к механизированной уборке. К районированию допускаются только сорта, которые значительно превосходят распространенные в данной местности сорта по урожайности, качеству продукции и другим важным показателям. В настоящее время используют районированные или перспективные высоко- продуктивные безэруковые и низкоглюко-зинолатные сорта или гибриды. Они должны быть отзывчивы на высокий агрофон, устойчивы к полеганию, болезням, вредителям и обеспечивать получение высокой урожайности зеленой массы. В настоящее время в Государственном селекционном реестре1 зарегистрировано 102 сорта и гибрида ярового рапса по Северо-Западному региону (Посыпанов и др., 2007; Чернышева и др., 2023b).

Причиной низких урожаев может быть несбалансированное минеральное питание. Яровой рапс относится к группе культур, характеризующихся высокой потребностью в питательных веществах, поскольку отличается медленным первоначальным ростом и потреблением элементов питания. Применение инновационных технологий возделывания рапса ярового с использованием минеральных удобрений в совокупности с биопрепаратом в современных условиях является одним из факторов, определяющих эффективность повышения урожайности ярового рапса (Волошин, Аветисян, 2017; Олейникова и др., 2019; Казанова, Казанов, 2021).

Результаты исследований А.Т. Фарние-ва, А.А. Сабановой и И.В. Аликовой свидетельствуют, что в условиях неустойчивого увлажнения в предгорной зоне Республики Северная Осетия – Алания на Кировском госсортоучастке применение биопрепаратов существенно повышало урожайность зеленой массы ярового рапса. Так, наиболее урожайным оказался сорт Ярвэлон – от 21,1 до 38,5 т/га. Обработка препаратом (штамм 17-1) дала прибавку урожая на 9,2 т/га. Обработка семян и вегетирующих растений ярового рапса существенно влияла на показатели кормовых достоинств зеленой массы. Содержание сырого протеина повышалось у сорта Ярвэлон с 14,79 до 17,94%, максимальная прибав- ка в лучшем варианте (шт. 17-1+38-22) составила 3,15% (Фарниев и др., 2012).

Необходимо постоянно совершенствовать технологию возделывания и внедрять в производство новые сорта. В связи с этим исследование, направленное на изучение технологических приемов возделывания и подбор перспективных гибридов ярового рапса, является актуальным и своевременным.

Научная новизна работы состоит в изучении влияния минеральных удобрений и микробиологического препарата на продуктивные и питательные показатели гибридов ярового рапса в условиях Вологодской области за два года исследований.

Целью исследования являлось получение результатов по урожайности и питательности зеленой массы гибридов зарубежной селекции ярового рапса при воздействии удобрений, биопрепарата и взаимодействия минерального удобрения с биопрепаратом в условиях Вологодской области за два года исследований.

Задачи исследования:

• 1)    заложить полевой опыт по изучению гибридов ярового рапса;

• 2)    внести минеральные удобрения и обработать посевы ярового рапса биопрепаратом (инокуляция семян перед посевом, модификация минеральных удобрений);

• 3)    провести наблюдения и учеты (фенологические наблюдения, высота растений перед уборкой, урожайность, питательность);

• 4)    дать оценку эффективности влияния минеральных удобрений, микробиологического препарата и взаимодействия минерального удобрения с биопрепаратом на урожайность и питательность ярового рапса.

Материалы и методы исследований

Исследования по изучению влияния минеральных удобрений и микробиологи-

Таблица 1. Схема полевого опыта

№ п/п	Гибрид	Фон	Вид	Доза
1	Джой КВС	Минеральное удобрение	Диаммофоска, аммиачная селитра	N 90 P 60 K 60
2		Микробиологический препарат	Бисолби-Т	4 г на 1 кг семян
3		Минеральное удобрение + микробиологический препарат	Диаммофоска, аммиачная селитра + Бисолби-Т	N 90 P 60 K 60 + 5 г на 1 кг удобрений
4	Джером	Минеральное удобрение	Диаммофоска, аммиачная селитра	N 90 P 60 K 60
5		Микробиологический препарат	Бисолби-Т	4 г на 1 кг семян
6		Минеральное удобрение + микробиологический препарат	Диаммофоска, аммиачная селитра + Бисолби-Т	N 90 P 60 K 60 + 5 г на 1 кг удобрений
7	Джаз КВС	Минеральное удобрение	Диаммофоска, аммиачная селитра	N 90 P 60 K 60
8		Микробиологический препарат	Бисолби-Т	4 г на 1 кг семян
9		минеральное удобрение + микробиологический препарат	Диаммофоска, аммиачная селитра + Бисолби-Т	N 90 P 60 K 60 + 5 г на 1 кг удобрений
Источник: исследования авторов.

Источник: исследования авторов.

Рис. 1. Полевой опыт по изучению ярового рапса ческого препарата на урожайность и питательность гибридов ярового рапса проводились в 2022–2023 гг. на опытном поле СЗНИИМЛПХ – обособленного подразделения ФГБУН «Вологодский научный центр РАН», расположенном в д. Дитять-ево Вологодского района, в соответствии с методическими указаниями по проведению полевых опытов ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (Новоселов, 1987) по запланированной схеме (табл. 1).

Во второй декаде мая как в 2022 году, так и в 2023 году произведен посев трех гибридов ярового рапса (рис. 1) :

– Джой КВС – ранний гибрид с высоким потенциалом урожайности; внесен в Госре-естр в 2017 году; вегетационный период – 104 дня;

– Джером – холодостойкий среднерослый гибрид; внесен в Госреестр в 2010 году; вегетационный период – 109 дней;

– Джаз КВС – ранний пластичный гибрид; внесен в Госреестр в 2015 году; вегетационный период – 99 дней.

Перед посевом были внесены минеральные удобрения, проведена сухая инокуляция семян и модификация минеральных удобрений биопрепаратом согласно схеме опыта (Бисолби-Т). Основу биопрепарата составляет грамположительная спорообразующая бактерия Bacillus subtilis штамм Ч-13, оказывающая многостороннее воздействие на растительный организм благодаря широкому спектру продуцируемых метаболитов различного физиологического действия.

Получаемый эффект применения биопрепарата – заселение поверхности семян и корневой системы антагонистами патогенов с целью защиты от широкого спектра почвенной инфекции, включая фу-зариозное и вертициллезное увядание, черную ножку и бактериозы; снижения фитотоксичности от химического протравителя, повышения всхожести и энергии прорастания семян; развития мощной корневой системы, увеличения поглотительной способности корней и эффективности применения минеральных удобрений на 20–30%; мобилизации почвенных запасов фосфора и фиксации атмосферного азота – до 40 кг/га N в год (Чернышева и др., 2023a).

Почва опытного участка дерново-подзолистая, среднесуглинистая, средней окуль-туренности (рН – 5,2, Р 2 О 5 – 336 мг/кг почвы, К 2 О – 119 мг/кг почвы, гумуса – 2,3%). По мере наступления спелости почвы весной перед посевом проводилась культивация с боронованием. Опыт включает девять вариантов в трехкратной повторности с площадью одной делянки 10 м².

Климатические условия 2022 года в процессе роста и развития гибридов ярового рапса были разнообразными. Май характеризовался низкими температурами и чрезмерной влажностью, что не позволило реализовать потенциал формирования урожая. Засуха и жаркая погода наступили с третьей декады июля и продолжались до конца августа. Во второй и третьей декадах июля прошли кратковременные дожди с грозами.

Агрометеорологические условия 2023 года были благоприятными для ранних фаз вегетационного периода рапса ярового. С начала второй декады июля температурный режим снизился и сопровождался неравномерным количеством выпавших осадков.

При учете урожая отбирались образцы зеленой массы, они анализировались по биохимическому составу и качеству в лаборатории химического анализа Северо-Западного НИИ молочного и лугопастбищного хозяйства имени А.С. Емельянова. Показатели содержания кормовых единиц, переваримого протеина и жира получены расчетными методами. Обработка данных проводилась методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985) и с помощью программы Excel.

Результаты исследований

Гибриды ярового рапса на зеленую массу убирали в фазу конец бутонизации – начало цветения. В среднем за два года исследований высота гибридов находилась на уровне от 52 до 67 см. Отличия по высоте вызваны различными фонами. Низкорослыми оказались гибриды, где была произведена инокуляция семян биопрепаратом, а самыми высокими – смешанный фон с модификацией удобрений препаратом (рис. 2, 3) .

Формирование урожая во многом зависит от агрометеорологических условий, но значимую роль играют соблюдение технологии возделывания и потенциал гибрида (рис. 4) .

Урожайность сухого вещества в зеленой массе рапса ярового в среднем за два года исследований была на уровне 2,85–4,07 т/га.

Рис. 2. Измерение высоты гибридов ярового рапса Источник: исследования авторов.

Рис. 3. Высота ярового рапса в среднем за два года, см

Источник: исследования авторов.

■ 2022 ■ 2023 среднее

Рис. 4. Урожайность сухого вещества гибридов ярового рапса, т/га

Источник: исследования авторов.

Достоверную прибавку урожая (НСР 05 = 0,7 т/га) в 2022 году смогли обеспечить гибриды Джой КВС и Джаз КВС на смешанном фоне с модификацией минерального удобрения биопрепаратом – 3,88 и 4,13 т/га. В 2023 году наибольший сбор сухого вещества (НСР 05 – 0,4 т/га) обеспечили гибриды Джой КВС и Джаз КВС (N 90 P 60 K 60 + микробиологический препарат Бисолби-Т) – 3,94 и 4,01 т/га соответственно.

Продуктивные показатели зеленой массы гибридов ярового рапса за два года исследований отображены в табл. 2 .

В среднем за два года исследований по урожайности зеленой массы (19,75 т/га), по сбору жира (0,12 т/га), ПП (0,41 т/га) и кормовых единиц (3,39 тыс.) выделился гибрид Джой КВС на смешанном фоне.

В 2022 году была получена урожайность зеленой массы от 13,1 до 19,8 т/га. Высо- кую урожайность гибридов обеспечил смешанный фон (N90P60K60 + микробиологический препарат Бисолби-Т) – 17,9–19,8 т/га.

В 2023 году гибриды ярового рапса сформировали урожай зеленой массы от 14,1 до 19,7 т/га. Джой КВС, Джером и Джаз КВС на фоне с модификацией удобрений биопрепаратом получили урожайность зеленой массы от 19,4 до 19,7 т/га.

В ходе учета урожайности произведен отбор образцов зеленой массы ярового рапса на химический анализ. Питательная ценность полученной зеленой массы ярового рапса за два года исследовательской работы составила от 2,51 до 3,34% жира, от 12,12 до 15,33% протеина, от 20,53 до 22,84% клетчатки и от 10,27 до 10,59 МДж обменной энергии (табл. 3) .

В 2022 году по содержанию жира 3,37 и 3,41% выделились гибриды Джаз КВС и

Таблица 2. Продуктивность зеленой массы гибридов рапса ярового в среднем за 2022–2023 гг.

№ п/п	Гибрид	Фон	Урожайность зеленой массы, т/га	Сбор с 1 га
				жир, т	переваримый протеин, т	кормовые единицы, тыс.
1	Джой КВС	N90P60K60	18,50	0,12	0,36	3,21
2		Бисолби-Т	14,30	0,08	0,28	2,69
3		N90P60K60 + Бисолби-Т	19,75	0,12	0,41	3,39
4	Джером	N 90 P 60 K 60	17,10	0,10	0,30	2,81
5		Бисолби-Т	13,60	0,08	0,28	2,55
6		N90P60K60 + Бисолби-Т	18,65	0,12	0,37	3,12
7	Джаз КВС	N90P60K60	17,10	0,11	0,35	3,19
8		Бисолби-Т	13,90	0,09	0,24	2,67
9		N90P60K60 + Бисолби-Т	18,95	0,12	0,35	3,44
Источник: исследования авторов.

Таблица 3. Питательность зеленой массы рапса ярового в среднем за 2022–2023 гг.

№ п/п	Гибрид	Фон	Содержание питательных веществ в 1 кг СВ, %			Обменная энергия, МДж
			жир	протеин	клетчатка
1	Джой КВС	N90P60K60	3,19	14,22	21,33	10,38
2		Бисолби-Т	2,51	13,38	22,38	10,31
3		N90P60K60 + Бисолби-Т	3,13	15,33	21,80	10,41
4	Джером	N90P60K60	2,98	13,67	21,72	10,34
5		Бисолби-Т	2,73	14,15	20,53	10,59
6		N90P60K60 + Бисолби-Т	3,34	15,29	20,44	10,52
7	Джаз КВС	N90P60K60	3,02	14,18	21,46	10,44
8		Бисолби-Т	2,72	12,12	21,23	10,43
9		N90P60K60 + Бисолби-Т	2,74	12,97	22,84	10,27
Источник: исследования авторов.

Джой КВС на фоне с применением минеральных удобрений. Лучшим гибридом по количеству протеина в растении (16,06 и 16,24%) оказался Джой КВС с использованием минерального удобрения на смешанном фоне. При инокуляции семян микробиологическим препаратом гибрид Джером обеспечил получение обменной энергии 11,01 МДж.

По содержанию жира, протеина, клетчатки и обменной энергии в 2023 году выделился гибрид ярового рапса Джером на фоне N 90 P 60 K 60 + Бисолби-Т с показателями 3,64, 16,32, 21,11% и 10,45 МДж соответственно.

Стабильные средние данные за два года исследований по питательной ценности полученной зеленой массы оказались у гибрида Джером на смешанном фоне.

Выводы

На основании полученных результатов исследований можно сделать выводы, что в агрометеорологических условиях 2022–2023 гг. высокую урожайность сухого вещества обеспечили все гибриды ярового рапса при применении смешанного фона с модификацией минеральных удобрений микробиологическим препаратом, основу которого составляет грам-положительная спорообразующая бактерия Bacillus subtilis. Достоверную прибавку урожая сухого вещества (НСР05 = 0,7 т/га) в 2022 году смогли обеспечить гибриды Джой КВС и Джаз КВС на смешанном фоне с модификацией минерального удобрения биопрепаратом – 3,88 и 4,13 т/га. В 2023 году наибольший сбор сухого вещества (НСР05 – 0,4 т/га) обеспечили гибриды Джой КВС и Джаз КВС (N90P60K60 + микробиологический препарат) – 3,94 и 4,01 т/га соответственно. Питательная ценность зеленой массы гибридов ярового рапса за два года составила: от 2,51 до 3,34% жира, от 12,12 до 15,33% протеина, от 20,53 до 22,84% клетчатки и от 10,27 до 10,59 МДж обменной энергии. Стабильные средние данные по всем показателям оказались у гибрида Джером на смешанном фоне. Внесение минерального удобрения (N90P60K60) в нашем опыте оказало влияние на получение стабильно высоких урожаев зеленой массы ярового рапса, но для каждого поля опытного участка нужно подбирать определенную дозу удобрения исходя из агрохимических показателей почвы. В данном случае внесение минерального удобрения указывает на повышение урожайности и питательной ценности растений.

Научный вклад авторов исследования заключается в изучении влияния минеральных удобрений и микробиологического препарата на урожайность, продуктивность, питательность гибридов ярового рапса в условиях Вологодской области. В практическом плане результаты научной работы способствуют созданию устойчивой кормовой базы с помощью внедрения перспективных гибридов и агротехнических приемов возделывания рапса ярового.