Краткая характеристика зоны проведения испытания

Воронежская область занимает центральное положение в черноземной зоне европейской части России. Климат Каменной Степи, где проводились исследования, континентальный, с относительно холодной зимой, жарким, нередко засушливым летом. Сумма среднесуточных температур более 10⁰ составляет 2020-3540⁰С. Среднегодовое количество атмосферных осадков составляет 450-460 мм.

11.Агрохимическая характеристика почвы (опытного участка)

Почва опытного участка – чернозем обыкновенный, малогумусированный, тяжелосуглинистого гранулометрического состава со следующей агрохимической характеристикой: гумус – 5,2 %, рН солевой вытяжки – 5,9, гидролитическая кислотность – 2,35 мг-экв./100г, сумма поглощенных оснований – 29,2 мг-экв./100г почвы.

 

Метеорологические условия вегетационного периода

Погодные условия 2019 года для вегетации сельскохозяйственных культур сложились умеренно благоприятные. Распределение осадков в течение вегетации было неравномерным (табл. 2).

 

Таблица 2 – Агроклиматические показатели вегетационного периода картофеля в 2019 году по данным ВБС «Каменная Степь»

 

май			июнь			июль			август
I	II	III	I	II	III	I	II	III	I	II	III
Температура воздуха, ^0С
15,3	16,7	19,1	22,9	22,0	21,8	19,0	18,9	20,2	16,7	21,4	19,1
15,0^*			18,3*			19,8*			18,9*
Осадки, мм
15,7	13,4	11,2	2,1	23,7	8,4	20,7	16,4	71,1	31,4	7,4	0,0
44,0*			56,0*			56,0*			48,0*
Влажность воздуха, %
62	65	57	52	55	52	58	64	68	64	62	59
57*			62*			63*			62*

*- среднемноголетние показатели

 

Агрометеорологические условия за I декаду мая характеризовались повышенным температурным режимом (на 1,7⁰С выше нормы) и выпадением хороших осадков (119 % от нормы). Условия для роста и развития картофеля были благоприятные. II декада мая была с температурным режимом на 1,7⁰С выше нормы. В этой декаде выпало осадков 92 % от нормы. III декада мая характеризовалась режимом на 2,8⁰С выше нормы и выпадением небольших осадков (69 % от нормы), что также благоприятно для роста и развития картофеля. В среднем за май температура воздуха была 17,1 ⁰С, что на 2,1⁰С выше среднемноголетнего значения. Относительная влажность воздуха на этот период была выше среднемноголетнего показателя на 4,0 %.

Температурный режим I декады июня был выше нормы на 5,5 ⁰С с несущественным выпадением осадков – 11 % от нормы. Сухая жаркая погода ускорила рост и развитие картофеля. Во II декаде июня выпало 127 % осадков от нормы на фоне температурного режима выше на 3,6⁰С среднемноголетних значений. В III декаде июня температура воздуха была на 2,6⁰С выше нормы на фоне выпадения небольших осадков (45 % от нормы). Осадков за июнь выпало 34,2 мм при норме 56,0 мм.

В первой декаде июля выпало 20,7 мм осадков, во второй – 16,4 мм, в третьей – 71,1 мм. В целом сумма осадков за июль 108,2 мм, что выше среднемноголетней в 2 раза. Температурный фон июля ниже нормы на 0,4⁰С.

В августе сумма осадков на период уборки картофеля составила 31,4 мм. Температурный режим первой декады августа также был ниже среднемноголетних показателей на 2,2 ⁰С. Однако это позволило сформировать достаточно высокую урожайность картофеля в результате применения системы капельного увлажнения.

 

Схема опыта

1. Контроль. Фон NPK.

2. Фон NPK + Кремниевые удобрения Bio Si. Некорневая подкормка растений: 1-я – в фазе полных всходов; 2-я – в фазе бутонизации; расход агрохимиката – 10,0 мл/10 л воды, расход рабочего раствора – 300 л/га (дата – 05.06.; 20.06. 2019 г.).

Площадь опытной делянки – 100 м,² площадь учётной делянки – 50 м². Повторность – четырёхкратная.

 

Агротехнические мероприятия

– предшественник – озимая пшеница;

– обработка почвы после озимой пшеницы – дискование в два следа на глубину 10-12 см 20.08. 2018 г.;

– внесение удобрений под дискование – нитроаммофоска N₆₀P₆₀K₆₀;

– дата посадки – 20.04. 2019 г.;

– схема посадки картофеля 80х45 см; перед посадкой клубни обрабатывали препаратом Табу;

– мероприятия по уходу за растениями: 2 раза окучивание, система капельного увлажнения.

 

      15. Результаты проведенных исследований

Посадку картофеля сорта «Крона» проводили 20 апреля 2019 года (табл. 3).

Вегетационный период в среднем составлял 105 дней. В течение вегетационного периода проводились фенологические наблюдения, учет биомассы ботвы и урожая картофеля, а также ряд сопутствующих наблюдений.

При регистрации морфологических изменений, связанных с ходом развития растений, выделяли следующие фенофазы: полные всходы, бутонизация, цветение, начало отмирания ботвы.

Результаты проведенных фенологических исследований показали, что некорневая обработка картофеля агрохимикатом Кремниевые удобрения Bio Si в фазу полных всходов и в фазу бутонизации стимулирует начальный рост и развитие растений, ускоряя фазу цветения на 1 день.

 

Таблица 3 – Даты прохождения основных фенофаз картофеля в 2019 году

 

№ п/п	Вариант	Срок посадки	Основные фенофазы				Срок уборки
			полные всходы	бутони-зация	цвете- ние	начало отмира-ния ботвы
1.	Контроль без обработки	20.04.	05.06.	20.06.	10.07.	07.08.	07.08.
2.	Bio Si 10,0 мл/10 л	20.04.	05.06.	20.06.	09.07.	06.08.	07.08.

 

Отмирание ботвы на контрольном варианте отмечено 7 августа. На варианте с применением изучаемого препарата на один день раньше.

Результаты экспериментальных исследований, проведенных на участке под картофелем сорта Крона на черноземе обыкновенном юго-востока ЦЧЗ, представлены в таблице 4.

 

Таблица 4 – Содержание элементов питания под картофелем

в слое почвы 0-30 см в фазу полных всходов

 

№ п/п	Вариант	мг/кг		мг-экв./100 г
		Р2О5	К2О	Са	Мg
1.	Контроль	98	119	22,1	7,1
2.	Bio Si, 10,0 мл/10 л	113	121	25,0	3,8
Среднее		106	120	23,6	5,5

 

До применения некорневых подкормок агрохимикатом Кремниевые удобрения Bio Si содержание основных элементов питания в пахотном слое почвы по вариантам варьировало в небольшом диапазоне.

Концентрация Р₂О₅ изменялась по вариантам от 98 мг/кг на контроле до 113 мг/кг на варианте применения препарата Кремниевые удобрения Bio Si в дозе 10,0 мл/10 л воды.

Среднее содержание подвижного фосфора 5 июня 2019 года на период полных всходов картофеля составляло 106 мг/кг.

Содержание подвижного калия в почве на вариантах изменялось от 119 мг/кг до 121 мг/кг, при среднем его значении 120 мг/кг.

Концентрация обменного кальция имела среднее значение 23,6 мг-экв./100 г почвы.

Содержание обменного магния в среднем по вариантам составляло 5,5 мг-экв./100 г почвы.

Основные агрохимические показатели почвы под картофелем в агрогенном горизонте представлены также на момент первой обработки растений в фазу полных всходов (табл. 5).

 

Таблица 5 – Агрохимические показатели под картофелем

в слое почвы 0-30 см в фазу полных всходов

 

№ п/п	Вариант	Гумус, %	рН	Нг, мг-экв./100г.
1.	Контроль	5,2	5,9	2,35
2.	Bio Si, 10,0 мл/10 л	5,9	5,4	3,63
Среднее		5,6	5,7	2,99

 

В агроценозе картофеля среднее содержание гумуса под растениями в пахотном слое почвы 5,6 %. Количество гумуса изменялось по вариантам от 5,2 до 5,9 % абсолютно сухой почвы. Количество гумуса на контрольном варианте – 5,2 %. На варианте 2, где в дальнейшем применяли некорневые подкормки растений картофеля, содержание гумуса 5,9 % абсолютно сухой почвы.

Показатель обменной кислотности изменялся от 5,4 до 5,9. Среднее рН солевой вытяжки пахотного горизонта составляло 5,7 единицы.

Амплитуда варьирования гидролитической кислотности от 2,35 до 3,63, при среднем значении её 2,99 мг экв./100 г почвы.

Обыкновенные чернозёмы Каменной Степи низко обеспечены микроэлементами: цинком, медью, кобальтом и марганцем (табл. 6).

 

Таблица 6 – Содержание микроэлементов под картофелем

в слое почвы 0-30 см в фазу полных всходов, мг/кг

 

№ п/п	Вариант	Zn	Mn	Сu	Co
1.	Контроль	0,2	6,7	0,10	0,11
2.	Bio Si, 10,0 мл/10 л	0,2	11,1	0,08	0,10
Среднее		0,2	8,9	0,09	0,11

 

В почве изучаемого агроценоза среднее значение Zn 0,2 мг/кг, что соответствует низкой обеспеченности цинка согласно группировке почв по содержанию в них подвижной формы этого элемента. Концентрация марганца в среднем составляла 8,9 мг/кг, что свидетельствует также о низком содержании в почве этого микроэлемента. Количество подвижной меди изменялось по вариантам от 0,08 до 0,10 мг/кг. Концентрация кобальта варьировала от 0,10 до 0,11 мг/кг.

Низкое содержание перечисленных микроэлементов в почве позволяет отнести их в некоторой степени к лимитирующему фактору роста урожайности картофеля.

10 июля 2019 года после цветения картофеля были отобраны пробы растительных образцов, аналитические результаты которых представлены в таблице 7.

 

Таблица 7 – Содержание основных элементов питания в растениях картофеля после цветения в 2019 году,% абсолютно сухого вещества

 

№ п/п	Вариант	Содержание элементов питания
				К2О
		N	Р2О5
1.	Контроль	2,62	0,17	6,52
2.	Bio Si, 10,0 мл/10 л	2,70	0,28	6,47
Среднее		2,66	0,23	6,50

 

Среднее содержание азота на этот период в ботве картофеля – 2,66 % абсолютно сухого вещества. На варианте без применения некорневых подкормок (контроль) на растениях картофеля концентрация N в листьях составляла 2,62.

Некорневая обработка ботвы картофеля препаратом Кремниевые удобрения Bio Si в дозе 10,0 мл/10 л воды способствовала повышению содержания азота в растениях до 2,70 %.

На контрольном варианте концентрация Р₂О₅ в ботве имела значение 0,17 % абсолютно сухого вещества. Обработка растений препаратом Кремниевые удобрения Bio Si дозировкой 10,0 мл/10 л повышала концентрацию фосфора в ботве до 0,28 абсолютных процентов, что выше контроля на 0,09 %.

Концентрация К₂О в ботве на варианте с применением агропрепарата Кремниевые удобрения Bio Si в дозе 10,0 мл/10 л на 0,05 % абсолютно сухого вещества ниже контроля. На варианте 2 концентрация К₂О составляла 6,47 % абсолютно сухого вещества,, при значении на контрольном варианте 6,52 % абсолютно сухого вещества.

Кроме того, в растительных образцах, отобранных после цветения, было определено содержание тяжелых металлов (табл. 8).

 

Таблица 8 – Содержание тяжелых металлов в растениях картофеля

после цветения в 2019 году, мг/кг

 

№ п/п	Вариант	Zn	Сu	Рb	Cd
1.	Контроль	25,73	4,73	3,32	0,23
2.	Bio Si, 10,0 мл/10 л	27,50	5,74	4,74	0,27
Среднее		26,62	5,24	4,03	0,25
ПДК		100,00	30,00	5,00	0,30

 

На контрольном варианте содержание Zn было 25,73 мг/кг. На варианте с применением изучаемого препарата концентрация цинка в растениях картофеля 27,50 мг/кг, что выше контрольного значения на 6,9 %, при среднем показателе 26,62 мг/кг.

Количество меди на варианте 2 – 5,74, при контрольном значении 4,73 мг/кг. Среднее значение Сu – 5,24 мг/кг.

Содержание свинца на контрольном варианте составляло 3,32 мг/кг. На варианте с некорневой обработкой препаратом Кремниевые удобрения Bio Si в дозе 10,0 мл/10 л воды концентрация свинца превышала этот показатель от контрольного значения на 42,8 %.

Показатель кадмия имел значение на контроле 0,23 мг/кг. На варианте с применением агрохимиката концентрация кадмия 0,27 мг/кг.

Однако концентрация названных тяжелых металлов в растениях картофеля не превышала предельно допустимой концентрации (ПДК) этих элементов.

Морфометрические показатели картофеля в 2019 году представлены в таблице 9. Согласно морфометрическим наблюдениям, применение препарата увеличивало высоту растений картофеля, как в период бутонизации, так и после цветения, и массу сырой ботвы, отобранной после цветения.

Более высокими были растения картофеля на варианте 2 – обработанные препаратом Кремниевые удобрения Bio Si в дозе 10,0 мл/10 л воды.

Высота растений на этом варианте в фазу бутонизации достигала 62 см, при контрольном значении – 55 см, после цветения – соответственно, 87 и 82 см – на контроле. Масса ботвы, определяемая после цветения, в большей мере увеличивалась также на варианте 2.

 

Таблица 9 – Морфометрические показатели картофеля в 2019 году

 

№ п/п	Вариант				Поражен- ность растений болезнями
		Высота растений, см		Масса сырой ботвы после цветения, г/куст
		20.06.	10.07.
1.	Контроль	55	82	750	–
2.	Bio Si, 10,0 мл/10 л	62	87	860	–
Среднее		59	85	805	–

 

Проведённые наблюдения показали, что ни на одном из растений картофеля не было выявлено пораженности характерными болезнями.

Уборку картофеля проводили 7 августа 2019 года.

Результаты учета урожайности картофеля сорта Крона представлены в таблице 10. Они свидетельствуют, что применение агрохимиката Кремниевые удобрения Bio Si, изученного в опыте, обеспечило достоверное увеличение урожайности картофеля по сравнению с фоновым вариантом.

 

Таблица 10 – Урожайность картофеля сорта Крона в 2019 году, ц/га

 

№ п/п	Вариант опыта	Повторность				Сред.	Прибавка
		I	II	III	IV		ц/га	%
1.	Контроль	350	352	355	347	351	-	-
2.	Bio Si, 10,0 мл/10 л	448	442	439	443	443	92	26,2
НСР0,95                                                             69

 

Обработка растений картофеля препаратом Кремниевые удобрения Bio Si дозой 10,0 мл/10 л воды дала достоверную прибавку урожая – 92 ц/га, при НСР_0,95 = 69 ц/га. Урожайность картофеля на варианте 2 – 443 ц/га, при контрольном показателе 351 ц/га.

Структурные показатели с одного куста картофеля сорта Крона представлены в таблице 11.

 

Таблица 11 – Структура урожая картофеля в 2019 году с одного куста

 

№ п/п	Массавсех клуб- ней, кг	Коли- чествоклуб- ней, шт.	Фракции
			товарная		семенная		мелкая
			коли- чество шт.	мас-са, кг	коли-чество шт.	мас- са, кг	коли-чество шт.	мас-са, кг
1	1,17	11	6	1,03	2	0,08	3	0,06
2	1,48	11	8	1,28	3	0,20	0	0,00

 

Масса клубней с одного куста на контрольном варианте составляла 1,17 кг, в то время как на варианте с использованием препарата Кремниевые удобрения Bio Si этот показатель составлял 1,48 кг.

Некорневая подкормка растений в течение вегетации в дозе 10,0 мл/10 л способствовала повышению массы клубней на 26,5 %.

Массовая доля товарных клубней на варианте 2 – 86 % от всей массы картофеля с куста (табл. 12).

Количество клубней в целом с куста на варианте 2 было такое же, как и на контроле. Масса товарных клубней выше контрольного показателя на 0,25 кг.

 

Таблица 12 – Процент различных фракций по числу и массе клубней картофеля в 2019 году с одного куста

 

№ п/п	Масса всех клуб- ней	Коли- чество клуб- ней	Товарная		Семенная		Мелкая
			коли- чество	мас-са	коли-чество	мас- са	коли-чество	мас-са
1.	100	100	55	88	18	7	27	5
2.	100	100	73	86	27	14	0	0

 

В среднем вес одного товарного клубня с контроля составлял 171,6 г. Вес товарного клубня на варианте 2 – 160,0 г.

Процентное соотношение массы товарных, семенных и мелких клубней на варианте 2: 86, 14 и 0. На контроле это соотношение составляет: 88, 7 и 5.

Масса клубней картофеля с 1 м²  на варианте 2 с применением препарата – 4,43 кг, при контрольном показателе 3,51 кг (табл. 13). На варианте с применением агрохимиката Кремниевые удобрения Bio Si масса товарных клубней – 3,84 кг/ м².

Таблица 13 – Структура урожая картофеля в 2019 году с 1 м²

 

№ п/п	Массавсех клуб- ней, кг	Коли- чествоклуб- ней, шт.	Фракции
			товарная		семенная		мелкая
			коли- чество шт.	мас-са, кг	коли-чество шт.	мас- са, кг	коли-чество шт.	мас-са, кг
1	3,51	32	18	3,09	5	0,24	9	0,18
2	4,43	34	25	3,84	9	0,59	0	0,00

 

На этом варианте получено 0,59 кг семенного картофеля с одного м², в то время как на контроле значение этого показателя – 0,24 кг/м².

Опрыскивание картофельных растений раствором агрохимиката Кремниевые удобрения Bio Si способствовало увеличению в клубнях картофеля крахмала до 12,5 % к сырой массе (табл. 14).

 

Таблица 14 – Показатели качества урожая картофеля в 2019 году

 

№ п/п	Вариант	Крахмал, %	Витамин С, мг%	N-NO3, мг/кг
1.	Контроль	12,4	12,2	27,9
2.	Bio Si, 10,0 мл/10 л	12,5	12,3	27,5
Среднее		12,5	12,3	27,7

 

Так, если содержание крахмала в клубнях контрольного варианта составляло 12,4 %, то на варианте с обработкой растений картофеля изучаемым препаратом в дозе 10,0 мл/10 л воды отмечается тенденция к повышению концентрации крахмала до 12,5 %.

Картофель считается важным источником необходимого для нас витамина С, содержание которого варьировало в опыте от 12,2 до 12,3 мг%. На контроле этот показатель составлял 12,2 мг%. Накопление витамина С на варианте 2, где применяли препарат Кремниевые удобрения Bio Si в дозе 10,0 мл/10 л воды в два приёма – 12,3 мг%.

Содержание нитратного азота в клубнях картофеля на варианте применения агропрепарата – 27,5 мг/кг. На контрольном варианте этот показатель имел значение 27,9 мг/кг, при среднем показателе 27,7 мг/кг.

Существенных различий по вкусовым качествам картофеля на опытных вариантах не выявлено.

Содержание азота, фосфора и калия в клубнях картофеля представлено в таблице 15.

 

Таблица 15 – Содержание основных элементов питания в клубнях картофеля

в 2019 году,% абсолютно сухого вещества

 

№ п/п	Вариант	Содержание элементов питания
				К2О
		N	Р2О5
1.	Контроль	0,87	0,21	3,12
2.	Bio Si, 10,0 мл/10 л	1,23	0,21	3,21
Среднее		1,05	0,21	3,17

 

В среднем по вариантам содержание азота составляло 1,05 % абсолютно сухого вещества. На вариантах с применением препарата Кремниевые удобрения Bio Si количество азота 1,23 %, при значении на контрольном варианте 0,87 %.

Концентрация фосфора в клубнях картофеля на контрольном варианте была 0,21 %. На варианте 2 значение этого показателя было такое же, как и на контрольном варианте.

Количество калия в клубнях на варианте 2 – 3,21 %, при показателе на контроле 3,12 %. Среднее содержание калия в клубнях картофеля 3,17 % абсолютно сухого вещества.

Изучая качественные показатели, особое внимание уделяли накоплению тяжелых металлов в клубнях картофеля (табл. 16).

 

Таблица 16 – Содержание тяжелых металлов в клубнях картофеля

в 2019 году, мг/кг

 

№ п/п	Вариант	Zn	Сu	Рb	Cd
1.	Контроль	8,47	2,53	0,48	0,024
2.	Bio Si, 10,0 мл/10 л	8,48	2,72	0,46	0,027
Среднее		8,48	2,63	0,47	0,026
ПДК		10,00	5,00	0,50	0,030

На всех изучаемых вариантах накопление цинка, меди, свинца и кадмия ниже ПДК. Следовательно, можно сказать, что полученная в этих условиях продукция картофеля экологически безопасный продукт питания.

Таким образом, для сельскохозяйственного производства картофеля сорта Крона эффективно применение препарата Кремниевые удобрения Bio Si в дозе10,0 мл/10 л воды, применяемого в двукратной повторности, обеспечивающего получение прибавки урожая – 26,2 % или 92 ц/га.

 

Заключение

На черноземе обыкновенном юго-востока ЦЧЗ в условиях 2019 года применение агрохимиката Кремниевые удобрения Bio Si в качестве некорневой подкормки на картофеле сорта Крона на фоне N₆₀P₆₀K₆₀ при системе капельного увлажнения обеспечило достоверную прибавку урожайности.

Двукратная некорневая подкормка растений картофеля в фазу полных всходов и бутонизации агрохимикатом Кремниевые удобрения Bio Si в дозе 10,0 мл/10 л воды увеличила урожайность этой культуры до 443 ц/га, при значении на контрольном варианте 351 ц/га. Прибавка урожая составила 92 ц/га или 26,2 %. НСР_{0,95 =} 69 ц/га. Массовая доля товарных клубней составила 86 %. Средний вес товарного клубня достиг 160,0 г.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ