Эффективность применения минерального удобрения НаноКремний на озимой и яровой пшенице, яровом ячмене в условиях Волгоградской области

Автор: Т.В. Иванченко, к.с-х.н., в.н.с. лаборатории земледелия и защиты растений НВНИИСХ – филиал ФНЦ агроэкологии РАН

Цель испытаний – установление биологической эффективности минерального удобрения НаноКремний в условиях Волгоградской области. Исследования проводили на сорте озимой пшеницы Камышанка-5, сорте яровой пшеницы Камышинская 3 и сорте ярового ячменя Медикум 139.

Характеристика препарата

НаноКремний – это препарат с частицами активного кремния размером от 0,005 мкм, без дополнительных примесей. Наночастицы в составе препарата составляют 50%. Удобрение также содержит более крупные включения кремниевых кислот, полиэтиленоксид и микроэлементы (железо, цинк, медь) – последних не более 10%.

Кремний для растений – экологически чистое удобрение, пришедшее на замену пестицидам. Потенциал препарата привлекает к нему внимание ученых-биологов. Они выяснили, что данный элемент, хотя и не входит в двадцатку необходимых, без которых нормальное развитие растений невозможно, но способен существенно повлиять на плодородность грунта и его состав. Почва с дефицитом кремниевых кислот имеет низкий уровень других минералов, т.к. сокращение аморфного кремнезема способствует деградации почвенного органического вещества.

Технология применения и приготовления рабочего раствора

Некорневую подкормку проводят путем опрыскивания растений при помощи любых серийно выпускаемых опрыскивателей. Рабочий раствор готовят непосредственно перед выполнением подкормок. Для приготовления рабочего раствора отмеряют требуемое количество препарата на одну обработку. Далее бак опрыскивателя наполняют примерно наполовину водой, добавляют необходимое количество удобрения, доливают воду до расчетного объема, раствор перемешивают и проводят обработки.

Краткая характеристика зоны проведения испытания

Исследования проводятся на опытном поле НВНИИСХ-филиал ФНЦ агроэкологии РАН, расположенном в светло-каштановой подзоне сухостепной зоны каштановых почв Нижнего Поволжья. Территория хозяйства – слабоволнистая равнина. Климат резко континентальный, ГТК=0,5-0,6. Сумма среднесуточных положительных температур воздуха равна 3400-3500 ºС. Среднегодовое количество осадков 300-350 мм.

Почвы низко обеспечены азотом, средне – фосфором и повышенно – калием. Содержание гумуса – 1,2-2,0%, рН=7-8.

Агрохимическая характеристика почвы

Почва опытного поля светло-каштановая, слабосолонцеватая, тяжелосуглинистая по гранулометрическому составу. Водный режим почвы непромывного типа. Содержание гумуса в пахотном горизонте 1,6-1,7%. Реакция почвенного раствора нейтральная и слабощелочная (рН = 7,0 – 8,2). Пахотный слой почвы характеризуется средней обеспеченностью общим азотом (0,11…0,13%), валового фосфора (0,10…0,12%), повышенное – обменного калия (1,53…1,67%).

Опыт № 1: озимая пшеница

Фаза – кущение:

1. 1. Контроль б/о.
   2. Гербицид
   3. Гербицид + НаноКремний 100 гр/га + Карбамид 10 кг/га
   4. Гербицид + НаноКремний 75 гр/га + Карбамид 10 кг/га
   5. Гербицид + НаноКремний 60 гр/га + Карбамид 10 кг/га
   6. Гербицид + НаноКремний 50 гр/га + Карбамид 10 кг/га

В фазе колошение во втором варианте гербицид заменен карбамидом 10 кг/га. Остальное – аналогично.

Фенологические наблюдения за ростом и развитием озимой пшеницы Камышанка-5 показали, что разницы в наступлении фаз развития не отмечено. Продолжительность вегетационного периода составила 285 дней.

В опыте наибольшее влияние на выживаемость растений – 85,1% к уборке – оказалось на варианте №3, с максимальной дозировкой НаноКремния в 100 г/га. К уборке количество растений на квадратном метре по вариантам опыта № 2-6 составило от 287 до 298 шт/м2, в то время как на контрольном варианте этот показатель составил 268 шт/м2. Весной, в фазу кущения, плотность стеблестоя растений была на одном уровне – 350 шт/м2. Применение в период кущения и колошения удобрения НаноКремний способствовало сохранности растений озимой пшеницы.

Анализ растений озимой пшеницы показал, что различные дозы НаноКремния дали положительные результаты. Высота растений при обработке пшеницы в дозировке 100 г/га составила 92,4 см, в дозировке 75 г/га по вегетации – 92,2 см, 60 г/га – 90,2 см, 50 г/га – 91,6 см. Применение НаноКремния показало превосходство по высоте растений от 7,3 до 10,2 % в сравнении с контролем б/о.

Некорневые подкормки препаратом НаноКремний положительно влияли на показатели структуры урожая. Длина колоса на контроле (б/о) составила 6,7 см. Применение удобрения НаноКремний во всех вариантах увеличило длину колоса на 20,5-2,9%.

Отмечено влияние НаноКремния на количество зерен в колосе и массу зерна с одного колоса и растения. Количество зерен в колосе увеличилось по всем вариантам на 8,3-20,8%, масса зерна с растения – на 13,7-22,2%, в сравнении с контрольным вариантом.

Применение различных доз удобрения НаноКремний оказало положительное влияние на урожайность озимой пшеницы (табл. 1). Наибольший эффект (0,58 т/га) получен от применения НаноКремния в дозировке 100 г/га (вариант № 3).

Минеральное удобрение НаноКремний положительно влияло на качество зерна озимой пшеницы. Масса 1000 зерен составила 32,3-32,6%, тогда как на контроле этот показатель был 30,1%. Натура зерна составила 766-775 г/л, где применяли НаноКремний, и 754 г/л на контрольном варианте (б/о). Кроме того, увеличилось содержание сырого протеина в зерне на 1,1-1,5% по сравнению с контролем, а содержание клейковины на 9,1-11,6%.

Опыт № 2: яровая пшеница

Предпосевная обработка семян:

1. 1. Контроль б/о.
   2. Хим. протравитель 2,0 л/т (эталон)
   3. Хим. протравитель 2,0 л/т + НаноКремний 300 гр/т
   4. Хим. протравитель 1,5 л/т + НаноКремний 300 гр/т
   5. Хим. протравитель 2,0 л/т + НаноКремний 200 гр/т
   6. Хим. протравитель 1,5 л/т + НаноКремний 200 гр/т

По вегетации (фаза кущение):

1. 1. Контроль б/о.
   2. Гербицид
   3. Гербицид + НаноКремний 125 гр/га
   4. Гербицид + НаноКремний 100 гр/га
   5. Гербицид + НаноКремний 75 гр/га
   6. Гербицид + НаноКремний 50 гр/га

На вариантах № 3-6, где применяли удобрение НаноКремний в дозировке от 200-300 гр/т, прослеживается положительная тенденция по показателям энергии прорастания и всхожести семян. НаноКремний снижает пестицидный прессинг, повышая энергию прорастания семян с 69% до 96 %.

По длине проростка можно выделить вариант №6, где этот показатель составил 11,0 см, что на 18,3% выше длины на варианте №2. Максимальная масса одного растения – 0,16 гр. – отмечена также на варианте №6, преимущество составило 33,3%.

На основании биометрических исследований отмечено, что максимальная высота растения яровой пшеницы – 38,2 см – отмечена на варианте №4 в фазе кущения. В фазу трубкования растений картина не изменилась.

Анализ фитосанитарного состояния подземных органов растений яровой пшеницы свидетельствовал о значительной эффективности химического протравителя против фузариозно-гельминтоспориозных корневых гнилей, как в чистом виде, так и при снижении дозировки в смеси с удобрением НаноКремний.

Применение различных доз удобрения НаноКремний оказало положительное влияние на урожайность озимой пшеницы (табл. 1). Наибольший эффект получен от применения НаноКремния в дозировке 300 г/га (вариант № 3).

Минеральное удобрение НаноКремний положительно повлияло и на качество зерна яровой пшеницы. Масса 1000 зерен составила 25,6% на варианте №3, тогда как на контроле этот показатель был 23,4%.

Опыт № 3: яровой ячмень

Фаза – кущение:

1. 1. Контроль б/о
   2. Гербицид
   3. Гербицид + НаноКремний 100 гр/га + Карбамид 10 кг/га
   4. Гербицид + НаноКремний 75 гр/га + Карбамид 10 кг/га
   5. Гербицид + НаноКремний 50 гр/га + Карбамид 10 кг/га

Фаза – колошение-флаг-ист.

1. 1. Контроль б/о.
   2. Фунгицид (карбамид)
   3. Фунгицид (карбамид) + НаноКремний 100 гр/га
   4. Фунгицид (карбамид) + НаноКремний 75 гр/га
   5. Фунгицид (карбамид)+ НаноКремний 50 гр/га

На основании биометрических исследований отмечено, что максимальная высота яровой пшеницы – 39,2 см – отмечена на варианте №4.

В фазу трубкования растений картина не изменилась. Вариант №4 по всем биометрическим показателям преобладает. В начальные фазы развития растений сказывается наименьший прессинг баковой смеси (химический препарат + удобрение). Это способствовало положительному результату.

Несмотря на засушливые условия вегетационного периода ячменя, отмечено преимущество по урожайности варианта №3 (Гербицид + НаноКремний 100 гр/га + Карбамид 10 кг/га + Фунгицид + НаноКремний 100 гр/га.) – 0,97 т/га (+0,24 т/га). А также варианта №5 (Гербицид + НаноКремний 50 гр/га + Карбамид 10 кг/га + Фунгицид + НаноКремний 50 гр/га) – 1,0 т/га (+0,27 т/га).

Таким образом, можно рекомендовать минеральное удобрение НаноКремний на посевах озимой пшеницы, яровой пшеницы и ярового ячменя.