Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Особенности минерального питания и продуктивность сортов льна масличного (обзор литературы) .
1.1 Значение, распространение и посевные площади льна масличного 10
1.2 Биологические особенности льна масличного 17
1.3 Особенности минерального питания и продуктивность сортов льна масличного 20
1.4 Масличность семян и качество льняного масла 32
Глава 2 Объекты, методы и условия проведения исследований
2.1 Объекты исследований 38
2.2 Методика и методы проведения исследований 40
2.3 Агрометеорологические и почвенные условия в годы проведения исследований 43
Глава 3 Продуктивность семян льна масличного в зависимости от применения азотных удобрений на дерново-карбонатных почвах в условиях ленинградской области (результаты исследований)
3.1 Полевая всхожесть и сохраняемость растений льна масличного к уборке 50
3.2 Фенологические фазы, рост и развитие льна масличного 56
3.3 Морфологическая структура урожая льна масличного 64
3.4 Урожайность семян льна масличного 69
3.5 Посевные качества семян льна масличного в урожае 71
3.6 Продуктивность и качество масла льна масличного 73
Глава 4 Экономическая эффективность возделывания льна масличного при внесении азотных удобрений 82
Заключение 88
Рекомендации производству 91
Список литературы 92
Приложения 112
Приложение А – Качество посевного материала различных сортов льна масличного в годы проведения исследований, (2014-2016 гг.) 113
Приложение Б – Полевая всхожесть и сохраняемость растений к уборке льна масличного в зависимости от доз азотных удобрений за 2014-2016 гг 113
Приложение В – Даты наступления фенологических фаз роста и развития льна масличного в зависимости от доз азотных удобрений за 2014-2016 гг 115
Приложение Г – Продолжительность межфазных периодов и вегетационного периода у различных сортов льна масличного в зависимости от доз азотных удобрений за 2014-2016 гг. 118
Приложение Д – Накопление суммы активных температур в межфазные периоды роста и развития и за вегетацию у различных сортов льна масличного в зависимости от доз азотных удобрений, С (2014-2016 гг.) 121
Приложение Е – Динамика роста растений льна масличного в зависимости от доз азотных удобрений, см за 2014-2016 гг 124
Приложение Ж – Динамика ежесуточного прироста растений льна масличного в течение вегетации в зависимости от доз азотных удобрений, см (2014-2016 гг.) 126
Приложение З – Структура урожайности семян льна масличного в зависимости от доз азотных удобрений за 2014-2016 гг 127
Приложение И – Результаты дисперсионного анализа урожайности семян льна масличного в зависимости от доз азотных удобрений за 2014-2016 гг 129
Приложение К – Посевные качества семян различных сортов льна масличного в зависимости от доз азотных удобрений за 2014-2016 гг 133
Приложение Л – Сбор масла у сортов льна масличного в зависимости от доз азотных удобрений, т/га за 2014-2016 гг 134
Приложение М – Содержание жирных кислот в масле семян льна масличного в зависимости от доз азотных удобрений, % за 2014-2016 гг 135
Приложение Н – Технологическая карта возделывания льна масличного сорта ЛМ 98 при применении минеральных удобрений N30P40K60 136
Приложение О – Акты внедрения в производство 137
- Особенности минерального питания и продуктивность сортов льна масличного
- Полевая всхожесть и сохраняемость растений льна масличного к уборке
- Продуктивность и качество масла льна масличного
- Экономическая эффективность возделывания льна масличного при внесении азотных удобрений
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Лен масличный – ценная техническая и продовольственная культура многостороннего использования (семена, масло, короткое волокно, жмых и шрот). В его семенах содержится до 50% и более ценнейшего растительного масла – самого богатого источника комплекса полиненасыщенных жирных кислот омега-3 и омега-6, необходимых для полноценного развития и функционирования организма человека.
Льняное масло занимает первое место среди технических масел по объему производства в мире. Его используют при изготовлении экологически безопасных лаков, красок, олифы, которые служат эталоном надежности и долговечности. Льняное масло находит разнообразное применение в полиграфической, резиновой, электротехнической и многих других отраслях промышленности (Растениеводство, 1986; Гаркуша С.В. и др., 2011; Шиндин А.П. и др., 2012).
С экономической точки зрения возделывание льна масличного более выгодное, чем зерновых культур и озимого рапса. Однако для нормального роста и развития посевов и получения стабильно высоких урожаев культуры ученые рекомендуют вносить минеральные удобрения (Ходянков А.А. и др., 2013, Лен масличный ..., 2013).
Являясь составной частью любого белка растений, азот оказывает многообразное влияние на рост и развитие культуры. При достаточном количестве прочих элементов азот способствует быстрому росту растений, образованию мощной надземной части, удлиняет период цветения и созревания, и в целом повышает как общий урожай, так и урожай семян в частности (Вихорева Г.В., 2001; Тишков Н.М., 2005б; Виноградов Д.В., 2010).
Более 60% всех посевных площадей льна в России сосредоточены в Поволжье, Северном Кавказе и Южном Урале. Однако в связи с потеплением климата, благодаря высокой экологической пластичности, а также устойчивости к низким температурам воздуха, лен масличный стал продвигаться на север и восток, расширяя свой ареал возделывания (Виноградов Д.В., Жулин А.В., 2009; Хромцев Д.Ф., Кунцевич А.А., 2014).
Перспективы внедрения новых культур в земледелие Ленинградской области обуславливают необходимость изучения специфики сортовой отзывчивости льна масличного на разные дозы минеральных удобрений. Это позволит разработать приемы повышения продуктивности растений, в основе которых лежит реализация возможностей генотипа производить урожай. Решению данного вопроса посвящена диссертационная работа.
Степень разработанности. В России изучению влияния минеральных удобрений на продуктивность льна масличного посвящены работы Г.Н. Кузнецовой (2004), Н.М. Тишкова (2005а, 2005б; 2008; 2013), А.С. Бушнева (2005; 2011), А.Т. Куанышкалиева (2006), Р.М. Гайнуллина (2008), О.А. Черенкова (2009), А.С. Кочкина (2010), Д.В. Виноградова (2009; 2010; 2015), Р.И. Шамур-заева (2011), И.А. Лошкомойникова (2011), О.И. Антоновой (2012), В.К. Дриди-гера (2013), О.В. Синяковой (2017) и многих других. Однако исследования по
отзывчивости льна масличного на разный фон минеральных удобрений в условиях Ленинградской области ранее не проводились.
Научные исследования выполнялись в соответствии с планом НИР ФГБОУ ВО СПбГАУ 2012-2016 гг. по теме: «Разработка и усовершенствование современных агротехнологических приемов возделывания сельскохозяйственных культур и методов их защиты от вредителей и болезней для оздоровления агроэкосистем при разных формах собственности на земельные ресурсы в РФ», в разделе: «Разработка ресурсосберегающих агроприемов и технологий возделывания полевых культур с целью получения стабильно высоких урожаев хорошего качества в условиях Северо-Запада Нечерноземной зоны РФ», подраздел: «Разработка энергоресурсосберегающих технологий возделывания льна-долгунца и льна масличного в условиях Северо-Западного региона».
Цель и задачи исследований. Подобрать оптимальное сочетание сорта льна масличного и дозы азотных удобрений, при которых реализуется наибольшая семенная продуктивность при возделывании на дерново-карбонатных почвах Ленинградской области.
Задачи исследований:
-
Провести наблюдения за ростом и развитием сортов льна масличного при разных дозах азотного питания;
-
Определить морфологическую структуру урожайности семян изучаемой культуры;
-
Определить урожайность и качество семян сортов льна масличного на разных уровнях азотного питания;
-
Установить масличность и жирно-кислотный состав масла семян изучаемой культуры в зависимости от сорта и доз азотных удобрений;
5. Дать экономическое обоснование изучаемым агротехническим прие
мам возделывания льна масличного на дерново-карбонатных почвах Ленин
градской области.
Научная новизна. Впервые в условиях Ленинградской области определена отзывчивость сортов льна масличного на разные дозы азотных удобрений. Изучены особенности роста и развития льна масличного. Выявлены основные элементы структуры урожая и урожайность семян изучаемой культуры. Определена масличность семян и жирно-кислотный состав льняного масла. Дана оценка экономической эффективности возделывания различных сортов льна масличного в зависимости от доз азотных удобрений и рекомендации производству.
Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные данные свидетельствуют о возможности наиболее эффективного выращивания льна масличного, что позволит расширить ассортимент возделываемых культур в отрасли растениеводства Ленинградской области.
Изучена отзывчивость трех сортов льна масличного на четырех разных фонах минерального питания в годы с различными погодными условиями. Рассмотрены особенности роста и развития растений льна при разном уровне минерального питания. Для каждого сорта льна масличного определена наиболее эффективная доза азотных удобрений при возделывании его на семена. Выяв-
лены сорта льна для возделывания на продовольственные и технические цели. Результаты экономической оценки свидетельствуют о рентабельном выращивании культуры (64-111%) в условиях области. Рекомендовано выращивание льна масличного сорта ЛМ 98 с внесением минеральных удобрений в дозе N30P40K60, которая обеспечивает стабильную урожайность льносемян на уровне 2,4 т/га с масличностью – 38%.
Результаты исследований могут использоваться как в учебном процессе ФГБОУ ВО СПбГАУ, так и в агропромышленном комплексе Ленинградской области.
Методология и методы исследований. Методология научных исследований основывается на анализе научных трудов отечественных и зарубежных ученых, разработке цели, задач и программы исследований, постановке полевых опытов с применением методов дисперсионного и корреляционного анализа.
Положения, выносимые на защиту:
– полевая всхожесть и сохраняемость растений льна масличного к уборке в зависимости от сортовых особенностей и доз азотных удобрений;
– рост и развитие льна масличного;
– урожайность льна масличного и её структура;
– масличность семян и жирно-кислотный состав льняного масла;
– экономическое обоснование возделывания различных сортов льна масличного в зависимости от доз азотных удобрений на дерново-карбонатных почвах Ленинградской области.
Степень достоверности и апробация работы. Экспериментальные данные статистически обработаны методом дисперсионного и корреляционного анализа, сопоставлены с результатами исследований других отечественных и зарубежных ученых.
Основные результаты исследований диссертационной работы были доложены на научно-практических конференциях регионального и международного уровня: Международной научно-практической конференции профессор-ско-преподавательского состава «АПК России: Прошлое, настоящее, будущее», 2015 г. (Санкт-Петербург, 29-31 января); Международной научно-практической конференции молодых ученых и студентов «Научный вклад молодых исследователей в сохранение традиций и развитие АПК», 2015 г. (Санкт-Петербург, 26-27 марта); II Международной научно-практической конференции, посвященной 105-летию образования ФГБНУ «Псковский НИИСХ: Лен – стратегическая культура XXI века», 2015 г. (г. Псков, 2-4 июля); Международной очно-заочной научно-практической конференции: «Ресурсосберегающие технологии в земледелии», 2015 г. (Ярославль, 9 декабря); Международной научно-практической конференции молодых ученых и студентов «Роль молодых ученых в решении актуальных задач АПК», 2016 г. (Санкт-Петербург, 25-27 февраля); X Международной научно-практической конференции молодых исследователей: «Наука и молодежь: новые идеи и решения», 2016 г. (г. Волгоград, 15-17 марта); Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов РГАУ – МСХА им. К.А. Тимирязева, 2016 г. (г. Москва, 1-3 июня); Меж-
дународной научно-практической конференции: «Развитие земледелия в Нечерноземье: проблемы и их решение», 2016 г. (Санкт-Петербург, 9 ноября); Межрегиональной научно-практической конференции с международным участием «Льноводство: современное состояние и перспективы развития», посвященной 80-летию томской школы селекции льна-долгунца, 2017 г. (г. Томск, 5 июля). Результаты исследований ежегодно были заслушаны на заседаниях кафедры растениеводства им. И.А. Стебута и утверждены на заседаниях Ученого совета института Агротехнологий, почвоведения и экологии ФГБОУ ВО СПбГАУ (2014-2016 гг.).
В 2017 г. на площади 20 га были заложены производственные опыты лучших вариантов полевого эксперимента по теме диссертации в ЗАО «Племенной завод «Ленинский путь» Волосовского района Ленинградской области.
Публикации. По материалам диссертации издано 10 печатных работ, 3 из которых опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.
Объем работы. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, рекомендаций производству, списка литературы (177 источник, из которых 23 иностранных авторов), включает 13 таблиц, 11 рисунков и 14 приложений. Общий объем работы составляет 142 страницы компьютерного текста, в том числе без приложений – 111 страниц.
Объект проведения исследований. Объектами исследований послужили три сорта льна-межеумка масличного назначения российской и канадкой селекции: Северный, ЛМ 98, Norlin. При выборе сортов принимали во внимание следующие показатели: продолжительность вегетационного периода, урожайность, масличность, устойчивость к болезням и полеганию.
Сорта были предоставлены ФГБНУ Всероссийским научно-
исследовательским институтом льна (г. Торжок).
Схема и методика проведения исследований. Исследования по теме диссертационной работы проводились на малом опытном поле кафедры растениеводства им. И.А. Стебута ФГБОУ ВО Санкт-Петербургского государственного аграрного университета в 2014-2016 гг.
Полевой двухфакторный опыт (ПФЭ 3х4) включал 12 вариантов: фактор А – сорт (Северный, ЛМ 98, Norlin); фактор В – доза минеральных удобрений (P40K60 (фон); фон+N30; фон+N60; фон+N90 кг д.в./га).
Контролем для каждого сорта льна масличного следует считать вариант с внесением P40K60 (фон) – P40K60 (St.).
В 2016 г. для объективной оценки экономической эффективности применения удобрений под лен масличный для каждого сорта был заложен дополнительный вариант без удобрений – абсолютный контроль.
Повторность опыта четырехкратная. Площадь учетной делянки – 1 м2. Опыт размещен методом организованных повторений, варианты в повторениях
– рендомизированно. Для снижения краевого эффекта по краям делянок дополнительно высевали защитные ряды.
В опыте использовались минеральные удобрения в виде: азотные – мочевина (46% N), фосфорные – простой суперфосфат (20% P2O5) и калийные – калий хлористый (60% K2O). Удобрения вносили под предпосевную культивацию.
В 2014 г. предшественником в эксперименте была озимая рожь, в 2015-2016 гг. – картофель. Агротехника в опыте общепринятая для возделывания яровых культур в Ленинградской области.
Посев льна проводили вручную при наступлении физической спелости почвы и прогревании в слое 0-10 см до 6-7оС: в 2014 г. – 25 апреля, в 2015 и 2016 гг. – 7 мая. Норма высева составила 6 млн. всхожих семян/га с учетом показателей лабораторной всхожести. Ширина междурядий составляла 10 см. Глубина заделки семян – 2-3 см.
Теребление и очес коробочек осуществляли вручную: в 2014 г. – с 20 по 28 августа, в 2015 г. – с 31 августа по 11 сентября и в 2016 г. – с 15 по 18 августа.
При выполнении экспериментальной работы опыты проводили согласно требованиям общепринятых методик опытного дела (Методика государственного…, 1985; Доспехов Б.А., 2011).
Посевные качества семян: чистота – ГОСТ 12037-81; энергия прорастания и всхожесть – ГОСТ 12038-84; масса 1000 семян – ГОСТ 12042-80; зараженность семян болезнями – ГОСТ 12044-93 (Семена…, 1991; ГОСТ Р 52325-2005).
Для определения агрохимических свойств и питательного режима почвы были отобраны почвенные образцы из пахотного слоя (0-22 см). Анализ смешанных образцов проводили: гумус – по методу И.В. Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91); подвижные соединения фосфора и калия – по методу А.Т. Кирсанова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-91); сумма поглощенных оснований – по методу Каппена – Гильковица (ГОСТ 27821-88); степень насыщенности почвы основаниями – методом расчета (Петербургский А.В., 1968); обменная кислотность (рНКСl) – потенциометрическим методом (ГОСТ 26483-85).
Масличность семян определяли в аппаратах Сокслета методом исчерпывающей экстракции согласно ГОСТ 10857-64 на кафедре химии древесины, физической и коллоидной химии ФГБОУ ВО СПбГЛТУ им. С.М. Кирова.
Определение жирно-кислотного состава льняного масла осуществлялось методом газохроматографического анализа метиловых эфиров жирных кислот на хроматографе ХРОМАТЭК-Кристалл 5000.1 с пламенно-ионизационным детектором.
Йодное число масла рассчитывали по формуле (AOCS Method Cd 1c-85, цит. по: Thambugala D. et al., 2013): IOD = 0,86 OLE + 1,732 LIO + 2,616 LIN, где IOD – йодное число масла, OLE, LIO, LIN – доля олеиновой, линоле-вой и линоленовой кислот в масле, соответственно.
Фенологические наблюдения, структуру урожая и урожайность семян – определяли сплошным методом с каждой делянки опыта, морфологические по-
казатели растений по общепринятым методикам (Методические указания…, 1969; 1978; Методика государственного…, 1985; Методика проведения…, 2010). Статистическую обработку данных проводили по методике Б.А. Доспе-хова (2011) с использованием программы Excel. Экономическую эффективность изучаемых приемов возделывания льна масличного рассчитывали на основании технологических карт (Экономическая оценка…, 2008, Шеуджен А.Х., 2012). Терминология и определения – по ГОСТ 16265-89 и ГОСТ Р 52784-2007).
Метеорологические и почвенные условия в годы проведения исследований. Вегетационный период льна масличного в 2014 г. характеризовался ранней весной и дождливым послевсходовым периодом, теплым, временами жарким летом и засушливыми условиями в период цветения и созревания.
Вегетационный период льна 2015 г. характеризовался оптимальной температурой воздуха в весенний и летний период и неравномерным поступлением осадков, что привело к удлинению межфазных периодов и поздней уборке.
Вегетационный период 2016 г. характеризовался теплой и засушливой весной, теплым летом с обилием осадков. Погодные условия в июле-августе крайне неблагоприятно сказались на посевах льна масличного. В вариантах с применением азотных удобрений растения полегли, наблюдалось вторичное цветение, от повышенной влажности в коробочках начали прорастать семена, что привело к затруднению уборки и потери части урожая. В урожае был высокий процент щуплых и невыполненных семян.
Таким образом, метеорологические условия вегетационных периодов льна масличного 2014-2015 гг. были благоприятными для роста, развития и формирования высокой урожайности семян культуры. Обилие осадков на третий год проведения исследований в период формирования и созревания семян отрицательно сказалось на получении качественной продукции льна масличного.
Почва опытного участка дерново-карбонатная среднесуглинистая. Содержание гумуса среднее (2,7-3,2%), подвижного фосфора – очень высокое (392-423 мг/кг), подвижного калия – высокое и очень высокое (188-266 мг/кг), реакция почвенного раствора слабокислая (5,5-5,8), почва хорошо насыщена основаниями (87%).
Особенности минерального питания и продуктивность сортов льна масличного
Доступность элементов питания для растений зависит от физико-химических свойств почвы, водного, температурного и воздушного режимов, населяющих почву живых организмов, а также от развития самих растений и климатических условий. В этом состоит сущность разнокачественных условий питания растений (Васько В.Т., 2001).
В связи с этим изменения условий окружающей среды и возможность воздействия на них приемами полевой культуры, направленными на более полное и своевременное обеспечение возделываемых растений необходимыми питательными веществами, является актуальным вопросом для теории и практики растениеводства. Вынос элементов питания льном масличным не является постоянной величиной и зависит от почвенно-климатических условий, агротехники и биологических особенностей сортов (Тишков Н.М., 2005б).
Сведения о сортовой реакции на удобрения необходимы для разработки приемов повышения продуктивности растений, в основе которых лежит реализация возможностей генотипа производить урожай (Кошелева Л.Л., 1980).
Лен масличный предъявляет повышенные требования к содержанию в почве легкоусвояемых питательных веществ из-за относительно слаборазвитой корневой системы. В первые фазы развития лен масличный растет медленно, и его листовая поверхность сравнительно небольшая, и, соответственно, конкурентная способность растений льна в эти фазы невысокая. Поэтому для получения высоких урожаев особенно важно с первых фаз вегетации в достаточной мере обеспечить растения льна питательными веществами (Дьяков А.Б., 2006; Цику Д.М., 2017).
По сравнению с зерновыми культурами – пшеницей, рожью, ячменем – лен масличный требует меньше питательных веществ, но все же хорошо отзывается на плодородие почв и удобрения. На образование 1 ц семян растения льна потребляют в среднем 5-8 кг азота, 1-3 кг фосфора (Р2О5), 4-6 кг калия (К2О) (Санин А.А., 2006; Двуреченский В.И. и др., 2011).
Поглощение питательных веществ льном масличным происходит неравномерно: относительно небольшое количество их усваивается в период от всходов до фазы бутонизации, а максимума достигает в фазе цветения. Так, если до цветения лен поглощает около 30% азота и 15% фосфора, то за короткий период от начала до массового цветения потребление азота достигает 90%, а фосфора – 50% и более (Тишков Н.М., 2005б; Лукомец В.М и др., 2013).
Растения льна масличного потребляют больше азота, чем любого другого элемента корневого питания. При достаточном содержании прочих питательных веществ он способствует быстрому росту растений, образованию мощной надземной массы, повышает урожай и качество семян (Виноградов Д.М. и др., 2010).
До фазы елочки лен не предъявляет больших требований к азотному питанию. Критический период потребления азота приходится на межфазный период елочка-цветение. Недостаток элемента в это время приводит к значительному снижению урожая льносемян. Во влажной зоне при холодной погоде в мае–июне лен нуждается в ранней азотной подкормке и еще лучше – предпосевном внесении азота (Гаркуша С.В. и др., 2011; Двуреченский В.И. и др., 2011).
Подкормка посевов льна проводится в основном в холодные и дождливые годы, когда в почве замедлены процессы аммонификации и нитрификации, из-за этого растения могут испытывать недостаток в азоте. Следует отметить, что основная доля азотных удобрений вносится в качестве основного удобрения весной под предпосевную культивацию (Налиухин А.Н., 2015).
Однако обильное и одностороннее азотное питание льна в первой половине вегетации приводит к полеганию, уменьшению засухоустойчивости растений, ухудшению качества волокна и, как следствие, снижению продуктивности культуры (Штефан В.К., 1981; Петербургский А.В., 1981; Лащев Г.А., 2016).
Позднеспелые сорта льна развиваются медленней, чем раннеспелые, они устойчивы к полеганию, поэтому в условиях одинакового уровня плодородия почв дозы азотных удобрений для них будут выше, чем для раннеспелых сортов (Прудников В.А. и др., 2005).
По данным Н.М. Тишкова (2005б) и В.А. Задворнева (2015) оптимальная доза азота под лен масличный в различных регионах страны колеблется от N20 до N120 и зависит от зоны возделывания, типа почвы и ее плодородия, погодных условий, уровня урожайности и других факторов. Следует иметь в виду, что установить оптимальную дозу азота довольно сложно, потому что во многих случаях связь между содержанием в почве минерального азота и действием азотных удобрений проявляется слабо или вообще отсутствует. Если удобрения не были внесены до посева или одновременно с ним, поле льна масличного можно обрабатывать в фазе елочки мочевиной в дозе N30. Внесение азота в этой фазе не вызывает задержки образования бутонов и цветков и обеспечивает дружное созревание растений льна масличного (Бушнев А.С., 2011).
В.Д. Панников (1983) отмечает, что при размещении по пласту многолетних трав, после картофеля и озимых хлебов, удобренных органическими удобрениями, лен выращивают без применения азотных удобрений. Если лен высевают после яровых зерновых, то под устойчивые к полеганию сорта вносят N30-40, а под сорта, склонные к полеганию – дозу снижают до N20. Для Курской области, по мнению Г.А. Лащева (2016), рекомендуемая доза азотных удобрений варьирует в зависимости от предшественника от 15-20 до 20-30 кг/га д.в. В предгорно-степной зоне Крыма экономически обоснованная доза азота составляет не более N35 с внесением под предпосевную обработку почвы (Гапиенко А.А. и др., 2009).
W. Diepenbrock и D. Iwersen (1989) указывают, что наибольший урожай семян льна масличного в Германии достигается при внесении азота в дозе 40-60 кг/га. В Австралии P.J. Hocking et al. (1987) рекомендуют нормы азотных удобрений от 20 до 60 кг д.в./га, при этом максимальный урожай семян был получен при внесении 80 кг азота на 1 га. В США и Канаде в зависимости от плодородия почвы рекомендуемая норма азотных удобрений составляет 90 кг д.в./га (Franzen, 2004). В Аргентине рост урожая семян наблюдается при увеличении азота от 40 до 120 кг азота на 1 га (Sаnchez G.E., Flores C.C., 1999).
В Иране, Бразилии и Чили применение азота в дозе 100-150 кг/га приводит к повышению показателей структуры урожая и обеспечивает получение урожайности семян на уровне 2,0-2,5 т/га (Berti M. et al., 2008; Rahimi M.M. et al., 2011; Soethe G. et al., 2013).
Фосфор ускоряет развитие растений льна, сокращает продолжительность вегетации, повышает урожай семян и волокна. При внесении фосфорных удобрений лучше развивается корневая система – корни глубже прони 24 кают в почву и разветвляются в стороны. Потребность в фосфоре наблюдается в течение всей вегетации культуры, особенно в период всходы – образование 5-6 листьев. Важно, чтобы элемент был в легкодоступной форме, так как недостаток элемента ведет к снижению урожайности семян и не всегда компенсируется дополнительным внесением удобрений в подкормку в более поздние сроки его вегетации (Тишков Н.М., 2005б; Двуреченский В.И. и др., 2011).
Фосфорные удобрения под лен масличный рекомендуется вносить от 45 до 90 кг д.в./га в зависимости от содержания его в почве. Очень эффективно внесение части фосфорных удобрений в виде суперфосфата или нитрофоски (Р15) в рядки при посеве весной, за счет чего урожайность маслосе-мян увеличивается на 0,3 т/га (Коломейченко В.В., 2007; Лащев Г.А., 2016).
Внесение фосфатов в дозе Р30 оправдано на полях с низким и очень низким содержанием подвижного фосфора в почве (менее 1,5 мг/100г). При его содержании 1,51-2,0 мг/100г целесообразнее обойтись рядковым внесением фосфатов в дозе Р10-15. При более высоком уровне (более 2,0 мг/100 г почвы) внесение фосфатов под лен можно не планировать (Гапиенко А.А. и др., 2009).
Однако избыток фосфора (более 300 мг/кг почвы) нежелателен, так как высокое содержание подвижных фосфатов в почве способствует образованию нерастворимого фосфата цинка, что затрудняет поступление данного микроэлемента в растения (Ходянков А.А. и др., 2013).
Применение калийных удобрений под лен масличный способствует увеличению количества аммонифицирующих и нитрифицирующих бактерий, которые улучшают азотное питание растений, при этом увеличивается масса и объем корней, оводненность и водоудерживающая способность надземной массы, благодаря чему растения лучше переносят засуху, полегание и болезни. Внесением дополнительных доз калийных удобрений ослабляется отрицательное действие на лен высоких доз азота и извести (Удобрения ..., 1982; Тишков Н.М., 2005б; Ходянков А.А. и др., 2013).
Полевая всхожесть и сохраняемость растений льна масличного к уборке
Размер урожая любой культуры зависит от веса или урожая одного растения и от количества растений на определенной площади. Поэтому агротехника высокого урожая, в первую очередь, преследует цель вырастить на полях как можно больше мощных, хорошо развитых растений (Ермилов Г.Б., 1960).
Существует тесная зависимость между полевой всхожестью и урожайностью растений. Полнота всходов определяется климатическими и погодными условиями, предпосевной обработкой почвы, агротехникой сева, качеством семян, подготовкой их к посеву и другими факторами. Поэтому повышение полевой всхожести семян – это неиспользованный резерв дальнейшего увеличения производства сельскохозяйственной продукции (Пилипченко В.С., 1959; Ягло М.Н., 2012).
Совокупность различных факторов, в том числе и генетических, оказывают влияние на прорастание семян в поле. В зависимости от сортовых особенностей у льна полевая всхожесть составляет в среднем 70-75% (Ягло М.Н., 2012).
Сохраняемость растений к уборке определяется не только полевой всхожестью и изреженностью посевов в течение вегетации, но и процессами их взаимодействия в агроценозе, отзывчивостью на применение минеральных удобрений и химических средств защиты растений. Тем не менее, этот показатель прямо пропорционально зависит от полноты всходов (Старцев А.А., 2016).
За годы проведения исследований полевая всхожесть и сохраняемость растений льна масличного к уборке сильно варьировали по вариантам опыта и зависели от генетических особенностей, доз минеральных удобрений и сложившихся погодных условий в период посев – всходы (рисунок 4, 5, 6, таблица 2, приложение Б).
В 2014 г. к моменту сева сумма эффективных температур составила 136,8oС, осадков выпало 10,9 мм.
В первый год проведения исследований пониженная температура воздуха в дневное время суток (от +4,9 до +7,9оС) и небольшие ночные заморозки (от –1,6 до –3,1оС) в период посев–всходы обусловили получение низкой полевой всхожести семян льна масличного от 40,3 до 78,8% (рисунок 4, приложение Б.1).
Наибольшие значения этого показателя 65,2-78,8% отмечены у льна сорта Norlin. У растений сорта Северный полевая всхожесть была самой низкой и составила 40,3-56,7%. Растения льна сорта ЛМ 98 со всхожестью от 45,7 до 65,2% занимали промежуточное положение.
Внесение азотных удобрений в дозе N30 способствовало увеличению полевой всхожести по всем сортам на 5,5-16,4%. Дальнейшее повышение дозы азота приводило к снижению показателя. Предположительно, это связано с отрицательной реакцией семян льна на повышенную концентрацию питательных веществ в почвенном растворе. Это согласуется с выводами А.В. Соколова (1938) и И.В. Гулякина (1977), которые отмечали, что лен, особенно его молодые растения, очень чувствителен к повышенной концентрации почвенного раствора. Растения погибают при такой концентрации питательных веществ в почвенном растворе, которая оптимальна для картофеля и злаков.
На второй год исследований полевая всхожесть была самой низкой за время проведения эксперимента и находилась по вариантам опыта от 31,7 до 53,4% (рисунок 5, приложение Б.2).
У сортов Северный и Norlin при внесении азотных удобрений отмечено увеличение полевой всхожести на 9,9-21,3%, а у сорта ЛМ 98, наоборот, лучшие значения по показателю получены на фосфорно-калийном фоне (51,4%). Применение азотных удобрений снижало этот показатель на 8,9-10,6%.
Благоприятные погодные условия, сложившиеся в 2016 г. перед посевом и после, способствовали появлению дружных всходов изучаемой культуры. Полевая всхожесть была наибольшей за три года проведения полевого опыта и находилась на уровне 72,3-85,9%, что выше на 7,1-32,0% по сравнению с первым годом и на 32,5-40,6% по сравнению со вторым годом исследований (рисунок 6, приложение Б.3).
Внесение азотных удобрений способствовало снижению этого показателя по всем сортам, у сорта Северный – на 4,6-5,7%, у сорта ЛМ 98 – на 0,6-5,7%, у сорта Norlin – на 1,7-5,1%.
В среднем за три года проведения эксперимента полевая всхожесть по вариантам опыта варьировала от 49,9 до 67,7% (таблица 2). Наибольшие значения по данному показателю отмечены у сорта Norlin при внесении азотных удобрений в дозе N30 и N60 – 67,3 и 67,7% соответственно, что на 7,2 и 7,6% больше по сравнению со стандартом. Такая же тенденция отмечена у раннеспелого сорта Северный, только полевая всхожесть соответственно дозам удобрений была несколько ниже и составила 56,9 и 53,3%, что на 6,9 и 3,3% выше по сравнению с фосфорно-калийным фоном.
У сорта ЛМ 98 отмечено четкое снижение полевой всхожести на 1,9-10,0% с внесением азотных удобрений, и чем выше была их доза, тем существеннее была разница в сравнении со стандартом.
В среднем за годы исследований полевая всхожесть по сортам составила: Norlin – 65, ЛМ 98 – 62 и Северный – 53%.
В семенах сорта Северный содержится 47-50% жира, что больше на 4-9% по сравнению с сортами ЛМ 98 и Norlin (Государственный реестр…, 2017). Эта генетическая особенность объясняет тот факт, что за три года наблюдений у раннеспелого сорта Северный отмечена наименьшая полевая всхожесть на уровне 50-57%, что ниже на 3-18% по сравнению с другими изучаемыми сортами.
Внесение минеральных удобрений в дозе N30Р40К60 способствует повышению полевой всхожести семян льна масличного сортов Северный и Nor-lin на 7%. Увеличение внесения доз азотных удобрений с N60 до N90 при возделывании позднеспелого сорта ЛМ 98 снижает полевую всхожесть семян на 3-10% при НСР05 для частных различий 4 растения/м2.
Анализ корреляционной зависимости показал среднюю отрицательную связь количества растений льна масличного перед уборкой с изучаемыми дозами азотных удобрений (r = –0,33).
При анализе данных по сохраняемости растений льна масличного к уборке лучшие показатели за три года исследований получены в контрольных вариантах (Северный – 85, ЛМ 98 – 92 и Norlin – 89%). При внесении возрастающих доз азотных удобрений данный показатель достоверно снижается у всех изучаемых сортов: на 2,1-8,3 у Северного, ЛМ 98 – на 3,9-7,2 и у Norlin – на 0,8-5,4% при НСР05 для частных различий 5 растений/м2.
Лучшим сортом по сохраняемости растений к уборке является ЛМ 98, у которого данный показатель по вариантам был на уровне 85-92%. Наименьшие значения по сохраняемости – 76-85% отмечены у сорта Северный. Варьирование данных по этому показателю у сорта Norlin занимали промежуточное положение и составили от 84 до 89%.
В среднем за три года исследований наибольшее количество растений перед уборкой отмечено у сортов Norlin – 323-353 и ЛМ 98 – 286-364 шт./м2. Наименьшее количество растений льна перед уборкой насчитывалось у сорта Северный – 226-241 шт./м2 при НСР05 для частных различий 5 растений/м2.
Таким образом, в условиях Ленинградской области лучшие показатели полевой всхожести на уровне 65% получены у сорта канадской селекции Norlin, что выше на 3 и 12% по сравнению с отечественными сортами соответственно, ЛМ 98 и Северный.
Внесение азотных удобрений способствует повышению полевой всхожести семян у сорта зарубежной селекции Norlin на 6-8%. При этом наибольший показатель всхожести на уровне 67% отмечен при внесении N30 и N60.
Применение азота выше дозы N60 под позднеспелый сорт ЛМ 98 снижает полевую всхожесть на 3-10%. Это связано с большей чувствительностью этого сорта к повышенным концентрациям солей почвенного раствора.
Внесение азотных удобрений в дозе N30 повышает на 7% полевую всхожесть семян сорта Северный, дальнейшее повышение дозы азота снижает показатель.
Внесение возрастающих доз азотных удобрений способствует снижению сохраняемости растений к уборке на 2-8% у всех изучаемых сортов льна масличного. Лучшие результаты по сохраняемости на уровне 85-92% отмечены у сорта ЛМ 98 с количеством растений перед уборкой от 286 до 364 шт./м2.
Продуктивность и качество масла льна масличного
Среднее содержание масла в семенах льна масличного составляет 43%. Различие между отдельными сортами по данному показателю незначительное (2-3%). В то же время в зависимости от условий выращивания колебание масличности в пределах одного сорта может достигать 4-5% (Вакула С.И., Корень Л.В., 2009).
В наших опытах самым высокомасличным сортом льна отмечен Северный, у которого средний показатель содержания масла находился на уровне 40,7%, что на 3,3-6,6% больше по сравнению с другими изучаемыми сортами (таблица 10). Для данного сорта наиболее благоприятным для накопления масла отмечен засушливый 2014 г., когда показатель в среднем составил 42,3%, что больше на 1,1-3,7% по сравнению с последующими годами эксперимента.
Для сортов ЛМ 98 и Norlin лучшие условия для накопления жира сложились в вегетационный период 2015 г., когда масличность по сортам варьировала от 36,8 до 40,2 и от 34,0 до 35,5% соответственно. Следует отметить, что у сорта Северный в этот год масличность семян, наоборот, уменьшилась на 1,0%.
Избыточные атмосферные осадки в течение вегетационного периода 2016 г. способствовали снижению масличности в среднем до 38,6 у сорта Северный, 35,0 – у ЛМ 98 и до 33,7% – у Norlin.
В среднем по вариантам внесение возрастающих доз азотных удобрений с N30 до N90 (фактор В) оказывало не существенное влияние на маслич-ность семян.
По всем изучаемым сортам отмечена тенденция снижения содержания масла в семенах с увеличением вносимой дозы азотных удобрений. Наилучший эффект достигался при применении азота в дозе N30 (37,9%), дальнейшее увеличение дозы до 90 кг д.в. приводило к снижению масличности семян (до 37,5 и 36,9%).
Различные зоны возделывания льна масличного отличаются по тепло-и влагообеспеченности, степени плодородия почв. Поэтому почвенно-климатические условия значительно влияют на масличность семян, при этом диапазон изменчивости их химического состава при выращивании льна в разных зонах оказался меньше, чем семян других масличных культур (Иванов Н.Н., 1926).
По данным государственного сортоиспытания льна, разнообразие абиотических условий обусловливает большую вариабельность масличности семян льна, чем сортовые особенности (Смирнова В.А., 1965). Напротив, А.И. Ермаков (1958) отмечает, что сортовые различия влияют на маслич-ность семян льна в большей степени, чем разнообразие почвенно-климатических условий от северо-запада России до Причерноморья, Закавказья и Средней Азии. Однако по его данным, средняя за три года масличность семян льна-межеумка сорта ВИР 1650 варьировала от 38,3% на поливе в Нижнем Поволжье до 42,9% на поливе в Дагестане, а у льна-кудряша сорта Крупносемянный 3 – от 38,9% в районе Одессы до 43,9% в Армении.
Для изучения степени влияния района возделывания льна масличного на содержание масла в семенах, мы провели регрессионный анализ, используя наши данные, результаты опытов других ученых, которые работали с изучаемыми сортами в различных почвенно-климатических условиях и данные оригинаторов сортов (Kenaschuk E., Hoes J.A., 1986; Кроль Т.А., 2010; Колотов А.П., Синякова О.В., 2015; Государственный реестр …, 2017).
Наглядную информацию по накоплению жира семенами льна на географическую широту района возделывания сорта культуры дают линии регрессии (рисунок 9).
По всем изучаемым сортам выявлена тенденция снижения масличности семян льна с продвижением культуры на север. Линия регрессии самого высокомасличного сорта Северный находилась выше остальных и показывает снижение показателя при выращивании в условиях Исилькуль – Екатеринбург – Пушкин с 48,0 до 40,7%. С продвижением на 1о севернее масличность семян льна снижается на 1,61%.
Наиболее крутая линия регрессии получена у сорта ЛМ 98, с продвижением на север при возделывании в условиях Екатеринбург – Торжок – Пушкин, показатель снижается на 2,16%. У сорта Norlin при возделывании в условиях провинция Манитоба (Канада) – Москва – Пушкин, показатель снижается на 0,69%.
За годы наблюдений выход масла льна масличного был различным и варьировал по годам исследований от 0,41 до 1,61 т/га (рисунок 10). Показатель сбора, в основном, зависел от урожайности семян, нежели от содержания в них масла. Так, по вариантам опыта наибольший сбор масла на уровне 1,06-1,61 т/га был получен в 2015 г. (приложение Л).
Применение азотных удобрений оказало положительный эффект на сбор льняного масла с единицы площади, разница с контролем по всем сортам составила в среднем 0,1 т/га.
За три года исследований применение всех изучаемых доз азота под сорт Северный обеспечивало одинаковый сбор масла – 0,97-0,99 т/га. У сортов ЛМ 98 и Norlin при внесении азота в дозах N30 и N60 также не было раз 77 ницы: сбор льняного масла составил 0,92-0,95 и 0,89-0,91 т/га, соответственно.
Оптимальный жирно-кислотный состав растительных масел определяется не только питательной ценностью той или иной жирной кислоты, но и пригодностью масла для хранения и переработки. Полезные нутрицевтиче-ские свойства льняного масла обусловлены высоким содержанием в нем моно- и полиненасыщенных жирных кислот, в особенности уровнем -линоленовой кислоты.
В среднем за три года проведения исследований на жирно-кислотный состав масла в большей степени влияли генетические особенности культуры и, в меньшей степени, изучаемые дозы минеральных удобрений и погодные условия вегетационного периода (таблица 11, приложение М).
Во второй год наблюдений у сортов Северный и Norlin в масле сформировалось большее количество ненасыщенной -линоленовой кислоты, – 56,9 до 60,7%, а также меньшее содержание насыщенных пальмитиновой и стеариновой кислот – 4,0-5,1 и 2,0-3,2% соответственно. Избыток влаги в 2016 г. способствовал увеличению содержания линолевой кислоты на 1-2% у данных сортов. Недостаточное количество атмосферных осадков в период созревания семян в 2014 г. обусловило максимальное накопление олеиновой кислоты – до 22-29%, что выше на 6-8 и 8-14% по сравнению с 2015 и 2016 гг.
У сорта ЛМ 98 в 2015 г. отмечено наибольшее содержание в масле ли-нолевой кислоты – 74,5-76,6%, наименьшее количество олеиновой (13,3-14,7%) и насыщенных кислот: пальмитиновой (4,9-5,2%), стеариновой (2,3-2,4%). Количество -линоленовой кислоты было на одном уровне с показателем в 2016 г. (2,6-4,1%), что в 2 раза выше по сравнению со значениями, полученными в 2014 г. В связи с тем, что жирно-кислотный состав масла неразрывно связан с его применением, нами была проведена сравнительная оценка соотношения линолевой и альфа-линоленовой кислот в масле изучаемых сортов (рисунок 11).
Из обзора литературы известно, что оптимальным соотношением омега-6/омега-3 полиненасыщенных жирных кислот является: для обычного рациона – 5-10/1, для лечебного – 3-5/1 (Пороховинова Е.А. и др., 2016).
Экономическая эффективность возделывания льна масличного при внесении азотных удобрений
На современном этапе в растениеводстве в условиях дефицита финансовых и материальных ресурсов ставится задача – снизить затраты на возделывание культуры, получить максимальную отдачу от вложенных средств, при этом увеличить производство и улучшить качество продукции. Усовершенствование системы применения удобрений под отдельные сельскохозяйственные культуры, в том числе и для льна масличного, обеспечивающей ресурсосбережение при высокой рентабельности производства, безусловно актуально (Пироговская Г.В., Милоста Ю.Г., 2013).
Экономическая эффективность возделывания льна масличного обусловлена влиянием множества факторов – от конъюнктуры внутреннего рынка, формирующего спрос и, соответственно, цену реализации маслосемян до природно-климатических условий, определяющих, в том числе, величину показателя урожайности культуры. Кроме того, различные погодные и природно-климатические условия могут обусловить необходимость применения либо отказа от тех или иных агротехнологических приемов возделывания льна масличного (Колотов А.П., 2015).
Основой эффективности производства любой сельскохозяйственной культуры является цена реализации и себестоимость. Калькуляция себестоимости – это расчет в денежном выражении затрат на производство и реализацию продукции. В условиях рыночной экономики роль и значение себестоимости продукции резко возрастают и лежат в основе показателя эффективности производства. Выращивание льна масличного сопровождается набором технологических операций, каждая из которых должна быть экономически обоснована и выгодна. Технологическая схема возделывания льна масличного включает в себя основную и предпосевную обработку почвы, подготовку семян к посеву, посев, уход и уборку урожая. Для определения экономического эффекта от применения минеральных удобрений под лен масличный в 2016 г. был включен в схему опыта дополнительный абсолютный контроль – без удобрений.
В таблице приложения Н представлена технологическая карта возделывания лучшего по рентабельности сорта льна масличного ЛМ 98 при внесении полной дозы минеральных удобрений N30Р40К60. Аналогичный расчет проводили по каждому варианту опыта с учетом полученных результатов.
Структура затрат при возделывании льна масличного на семена представлена на рисунке 12.
Анализ полученных данных показал, что в структуре затрат при выращивании льна масличного с использованием минеральных удобрений большую долю занимают расходы на горюче-смазочные материалы и амортизационные отчисления основных средств, которые составили 5,1-9,7 и 3,3-5,0 тыс. руб./га или 28-37% и 15-29%, соответственно. Затраты на приобретение минеральных удобрений возрастали по мере увеличения дозы азота по вариантам опыта. Так, на фосфорно-калийном фоне доля затрат на удобрения составила 15% (3,7 тыс. руб./га), на вариантах, с увеличивающейся дозой азота от 30 до 90 кг д.в./га – от 18 до 29% или от 4,76 до 6,72 тыс. руб./га. Увеличение затрат на приобретение минеральных удобрений не привело к повышению себестоимости продукции. Это объясняется получением прибавки урожая с единицы площади. Себестоимость 1 т семян снижалась с 14,6 до 10,8 тыс. руб. у сорта Северный, с 14,0 до 10,5 тыс. руб. у сорта ЛМ 98 и с 12,8 до 10,3 тыс. руб. у сорта Norlin (таблица 13).
В наших исследованиях использовался посевной материал высоких категорий, затраты на приобретение семян составили в зависимости от сорта 2-3 тыс. руб. и занимали в общей структуре затрат от 6 до 11%.
Сумма затрат на выплату заработной платы с начислениями изменялась по вариантам опыта от 1,55 до 2,54 тыс. руб. или 7-10%.
Доля затрат на средства защиты занимала 4-8%, на электроэнергию и текущий ремонт – не более 1%.
Таким образом, общие затраты при возделывании льна масличного при применении минеральных удобрений составили: у сорта Северный от 25,4 до 29,4 тыс. руб./га, у сорта ЛМ 98 – с 24,3 до 26,8 и у сорта Norlin – с 24,6 до 28,1 тыс. руб./га.
При определении экономической эффективности мы рассчитали себестоимость, чистый доход и рентабельность возделывания льна масличного на семена при выращивании на разных фонах минерального питания (таблица 13).
Цена реализации семян льна масличного сорта Северный и Norlin составила 20 тыс. руб./т, а желтосемянного сорта пищевого назначения ЛМ 98 – 22 тыс. руб./т., поэтому стоимость основной продукции у данного сорта была выше.
Анализ экономической эффективности технологии возделывания льна масличного показал, что выращивание культуры в условиях Ленинградской области является эффективным. По всем вариантам опыта получена положительная рентабельность: на вариантах без удобрений – 37-57%, с внесением удобрений – 64-111%.
У сортов Северный и Norlin самая низкая себестоимость на уровне 10,8 и 10,3 тыс. руб./т отмечена в варианте с внесением дозы азота N30. У позднеспелого сорта ЛМ 98 три варианта (Р40К60; N30Р40К60; N60Р40К60) обеспечили одинаково низкий уровень себестоимости семян – 10,5-10,6 тыс. руб./т.
Применение минеральных удобрений способствовало повышению рентабельности возделывания сорта льна масличного Северный на 26,9-48,8, сорта ЛМ 98 – на 33,0-53,4 и сорта Norlin – на 14,7-37,4% по сравнению с абсолютным контрольным вариантом.
У сортов Северный и Norlin наибольшая рентабельность достигнута при использовании удобрений в дозе N30Р40К60, при более высоких дозах показатель снижается: на 4-9% при внесении N60Р40К60 и на 22-23% – при N90Р40К60. У сорта ЛМ 98 наибольшие показатели рентабельности на уровне 108-111% отмечены во всех изучаемых вариантах за исключением внесения максимальной дозы азотных удобрений. Но с экономической точки зрения при возделывании позднеспелого сорта льна ЛМ 98 на дерново-карбонатных почвах высокой окультуренности рекомендуем вносить 30 кг д.в./га азота. Такая доза не подавляет процесс маслообразования при созревании семян и гарантирует получение чистого дохода на уровне 27,4 тыс. руб./га и рентабельность 108%.
В 2017 г. на площади 20 га были заложены производственные опыты лучших вариантов полевого эксперимента в ЗАО «Племенной завод «Ленинский путь» Волосовского района Ленинградской области (приложение О).
Экономический эффект при возделывании льна масличного сорта Северный на площади 8 га составил 87,7, сорта ЛМ 98 (на площади 8 га) – 111,7 и сорта Norlin (на площади 4 га) – 60,8 тыс. руб./га. Таким образом, в условиях Ленинградской области на высокоокульту-ренных дерново-карбонатных почвах при возделывании льна масличного наиболее рентабельным является сорт ЛМ 98 при внесении полной дозы минеральных удобрений N30Р40К60, рентабельность производства составит 108%, что на 22 и 14% выше по сравнению с сортами Северный и Norlin.