Новая система питания сои на основе фосфогипса
Текст: Н. И. Аканова, Н. В. Макарова, Т. А. Сидорова, ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д. Н. Прянишникова»; К. Е. Денисов, ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии им. Н. И. Вавилова»; Л. Н. Холомьева, М. М. Можаренко, АО «Апатит»
Сельское хозяйство — основная сфера применения фосфогипса (ФГ), который образуется при производстве фосфорной кислоты. По качеству и химическому составу, в том числе по содержанию тяжелых металлов и радионуклидов, он полностью отвечает современным санитарно-гигиеническим требованиям.
Рациональное и экономически выгодное использование фосфогипса предусматривает повышение эффективности земледелия с учетом гарантированного сохранения экологической безопасности окружающей среды. В текущих сложных условиях вопросы экономики и экологии приобрели еще большую актуальность. Применение фосфогипса позволит обеспечить рост производительности труда, продуктивности сельскохозяйственных культур, в том числе сои за счет увеличения выхода зерна. Таким образом, будут созданы условия для повышения ресурсоотдачи и получения дополнительной прибыли.
СОСТАВ ПОЧВЫ
С целью агроэкологической оценки и установления эффективности применения фосфогипса в качестве системы питания сои на орошении специалисты провели исследования. При этом учитывались почвенно-климатические условия региона и биологические особенности культуры для оптимизации технологии ее возделывания. В задачи научной работы входило выявление агрономической эффективности и экологической безопасности использования данного продукта в полевых условиях на посевах сои при формировании продуктивности. Важно было установить, как влияет фосфогипс на агрохимические параметры почвы — содержание азота, фосфора, серы, плотность, а также на качество получаемого зерна.
Опыты проводились в 2021–2022 годах на орошаемом участке в стационарном севообороте на базе УНПО «Поволжье» ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии им. Н. И. Вавилова». Почвы были темно-каштановые, тяжелосуглинистые, крупнопылевато-иловатые, с содержанием гумуса 2,8%. Реакция среды была щелочная, рН водной вытяжки составил 6,7 единицы, сумма поглощенных оснований в гумусовом горизонте — 22–32,9 мг-экв/100 г почвы. В их составе преобладал обменный кальций, на долю которого приходилось 77,4–85,8% от общей суммы. Концентрация катионов магния равнялась 12,1–20%, натрия — 1–1,7%. Нитратного азота содержалось 3,6 мг/кг, доступного фосфора Р2О5 — 29,7 мг/кг, обменного калия К2О — 320 мг/кг. Плотность почвы определялась методом режущего кольца, концентрация нитратов — ионометрически по ГОСТ 26951-86, подвижных форм фосфора по Мачигину в модификации ГОСТ 26205-91, подвижной серы — по ГОСТ 26490-85, pH солевой вытяжки — по методу ЦИНАО ГОСТ 26483-85.
ШЕСТЬ ВАРИАНТОВ
Схема опыта на посевах сои включала несколько делянок. Первая стала контрольной — на ней не вносились вещества, на второй делали подкормки аммофосом в норме 100 кг/га. На последующих четырех участках на фоне этого препарата в аналогичном объеме применяли фосфогипс в различных дозировках — 2, 4, 6 и 8 т/га соответственно. Данное вещество вводилось весной под культивацию. Повторность опыта была четырехкратной, площадь делянки — 25 кв. м, их расположение — систематическое. Общая территория опытного участка составляла 600 кв. м. Технология возделывания сои на орошении была общепринятой для Саратовской области. Высевался сорт Мезенка с нормой 800 всходов семян на гектар.
По значению гидротермического коэффициента увлажнения Селянинова (ГТК) условия 2021 года характеризовались как очень засушливые: ГТК равнялся 0,43, сумма осадков за теплый период выше 10°С была 138,9 мм, что составило 141% от среднемноголетних значений. В среднем за данный промежуток температура окружающей среды превышала норму на 1,7°С. За время вегетации 2022 года ГТК был равен 0,62, что соответствовало засушливому периоду. Год характеризовался как умеренно жаркий и влажный. Сумма осадков в апреле равнялась 35,2 мм, что составило 166% от среднемноголетней нормы. При этом температура была выше климатической нормы на 4,7°С. Полевые опыты проводились в соответствии с рекомендациями Б. А. Доспехова. Структура урожая и биологической продуктивности анализировалась по «Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур».
КАКИМИ ПОЛУЧИЛИСЬ РЕЗУЛЬТАТЫ
Плотность почвы является интегральным показателем плодородия. В проведенных опытах он менялся при внесении фосфогипса, и эти изменения были пропорциональны дозе внесения. Применение аммофоса практически не влияло на плотность почвы перед посевом, а введение ФГ незначительно ее изменяло в слое 0–30 см до 1,18–1,21 г/куб. см. Перед уборкой данный параметр колебался от 1,38 г/куб. см на контроле до 1,25 г/куб. см. Внесение только аммофоса давало снижение плотности в слое 0–30 см на 0,02 г/куб. см. Добавление фосфогипса обеспечивало сокращение этого показателя в зависимости от дозы на 0,08–0,13 г/куб. см. Наименьшая плотность отмечалась на варианте с применением препарата в объеме 8 т/га — 1,25 г/куб. см. Данное удобрение уменьшало процессы уплотнения почвы к уборке тем эффективнее, чем выше была норма внесения. Так, при дозировке 2 т/га дрейф составил 0,16 г/куб. см, а при объеме 8 т/га — 0,7 г/куб. см.
При возделывании сои применение минеральных удобрений и фосфогипса повышало содержание элементов питания в почве, влияло на ее кислотность и уровень лабильного органического вещества. Так, на контроле реакция почвенного раствора pH составляла 6,1, при внесении аммофоса — 6,12. С увеличением дозы ФГ отмечался рост pH с 6,34 при подкормке в объеме 2 т/га до 6,6 при дозировке 8 т/га. Содержание гумуса изменялось незначительно по вариантам опыта, однако наблюдался тренд на повышение при применении фосфогипса. В контрольном варианте параметр составил 1,8%, внесение минеральных удобрений повысило его на 0,1%, а ФГ — на 0,1–0,3%. Максимальным показатель был при использовании 6 т/га этого продукта — 2,1%.
Содержание нитратного азота в почве варьировало от 2,3 мг/кг в контрольном варианте до 6,6 мг/кг на участке с внесением 8 т/га фосфогипса. Показатель увеличивался по мере повышения дозы — от 4,5 мг/кг при объеме 2 т/га до 6,6 мг/кг при норме 8 т/га. Прибавка относительно контроля составляла 3,2 мг/кг. При использовании ФГ также росла концентрация фосфора. На контроле она равнялась 10,2 мг/кг, а подкормка минеральными удобрениями повысила ее на 3,3 мг/кг. За счет применения фосфогипса данный показатель увеличился на 12,2 мг/кг при дозе 2 т/га и на 30,8 мг/кг при норме 8 т/га. Наибольшее его содержание в почве составило 41 мг/кг. Концентрация серы также имела тенденцию к повышению по мере роста объема фосфогипса. Максимальная прибавка, равная 46,3 мг/кг, относительно контроля отмечалась при внесении аммофоса и 8 т/га продукта.
ДОЗИРОВКИ ИМЕЮТ ЗНАЧЕНИЕ
Использование различных объемов фосфогипса совместно с минеральными удобрениями влияло на густоту стояния сои в фазе всходов и полной спелости. Количество взошедших растений на контроле составило 680 тыс/га. Наибольшим оно было в варианте с совместным внесением аммофоса и 6 т/га фосфогипса — 765,6 тыс/га. При увеличении дозы продукта до 8 т/га параметр снижался на 3,79% относительно предыдущего показателя и равнялся 737,6 тыс/га. Густота стояния сои к уборке была наименьшей в контрольном варианте — 503,2 тыс. шт/га, а при внесении аммофоса она повысилась до 558,7 тыс. шт/га, то есть на 11,03%. Подкормки фосфогипсом увеличивали количество растений по сравнению с контролем на 20,1–32,6%. Наибольшая густота отмечалась при использовании 6 т/га продукта — 667,1 тыс. шт/га.
По вариантам опыта полевая всхожесть сои варьировала от 85% на контрольном варианте до 95,7% при применении аммофоса и фосфогипса в дозе 6 т/га. Внесение фосфата аммония повысило данный показатель на 2,7% по сравнению с контролем. На участке с использованием 8 т/га ФГ полевая всхожесть была несколько ниже, чем при объеме 6 т/га, и составила 92,2%, однако тенденция роста этого параметра с увеличением дозы продукта все же наблюдалась. Так, применение 2 т/га привело к повышению всхожести до 91,4%, а внесение 4 т/га — до 93,1%. В итоге за счет фосфогипса показатель возрастал на 7,52–12,58% по сравнению с контролем. Сохранность растений колебалась от 74% на контрольной делянке до 87% на вариантах с внесением аммофоса и 4, 6 т/га фосфогипса, то есть максимальное повышение показателя составляло 17,5%. При применении фосфата аммония данный параметр увеличился на 8,1% по сравнению с контролем. Минимальный эффект от введения мелиоранта был при объеме 8 т/га — 78%.
Внесение различных доз фосфогипса оказывало влияние на ветвистость сои. Этот показатель определяли перед уборкой, и в целом по опыту он не превышал 2,6 боковой ветки на одно растение. Наименьшей ветвистость была на контроле и составляла 0,9. Применение аммофоса увеличивало значение до 1,1, а в случае с фосфогипсом число боковых веток зависело от дозировки и колебалось от 1,8 шт/раст. при норме 2 т/га продукта до 2,6 шт/раст. при объеме 6 т/га, что превышало контрольный вариант на 0,9–1,7 единицы на одно растение.
КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
В 2022 году фитопатологический мониторинг на посевах сои выявил развитие опасного заболевания — аскохитоза. В условиях умеренно теплой и влажной погоды первой половины вегетации были созданы предпосылки для повышенной вредоносности болезни. На листьях наблюдались сравнительно крупные, до одного сантиметра, округлые светло-бурые пятна с темно-бурой каймой. Нередко их центр был некротизирован и высыпался. Уровень распространения листовой формы аскохитоза достигал 15%, развития — 10%. Поражение стеблей и бобов происходило в меньшей степени и не имело хозяйственного значения. В целом по вариантам опыта существенных различий по распространенности и развитию аскохитоза и других инфекционных болезней не было выявлено.
Основными элементами структуры урожая сои являются количество выполненных бобов на одно растение, число зерен в бобе и масса тысячи семян. Последний параметр под влиянием минерального удобрения и различных доз фосфогипса колебался от 130 до 134,5 г. Наименьший показатель был на контроле — 128,5 г. При внесении аммофоса масса тысячи семян превосходила контрольный вариант на 1,5 г. Наибольшей она была на участке с совместным применением фосфата аммония и 6 т/га фосфогипса — 134,5 г. При дозировке 8 т/га продукта данное значение снижалось до 130,5 г.
Количество выполненных бобов увеличивалось под влиянием аммофоса и ФГ. В контрольном варианте оно составляло девять штук, а при внесении минерального удобрения возрастало до 11 единиц. Использование фосфогипса повышало показатель на 6–11 штук, причем наращивание объема продукта способствовало увеличению количества выполненных бобов на одном растении. Однако данное явление отмечалось до дозировки в 6 т/га, в то время как при норме 8 т/га их численность уменьшалась на 33,3%. Таким образом, данный параметр оказался максимальным при внесении 6 т/га фосфогипса и равнялся 20 единицам.
Количество зерен в бобе также изменялось по вариантам опыта. На контрольной делянке оно равнялось 2,1 штуки. На участках с подкормками фосфогипсом на фоне аммофоса увеличение к контролю составляло от 1,9 до 4,76 штуки в зависимости от дозы. С повышением нормы расхода больше становилось и количество зерен в бобе: при объеме 2 т/га — 2,16 единицы, при 4 т/га — 2,18 штуки, на фоне 6 т/га — 2,2 семени. При дозировке 8 т/га показатель был минимальным и составлял 2,14 штуки.
КАЧЕСТВО РЕШАЕТ ВСЕ
Востребованность продукции растениеводства на рынке определяется ее качеством. Для сои таким показателем служит содержание белка и жира в семенах. По вариантам опыта концентрация протеина колебалась от 41,3 до 45,2%. При внесении фосфогипса данный параметр менялся на 6,1–9% в зависимости от дозы и оказался наибольшим при объеме 6 т/га — 45,2%. При подкормках с нормой расхода 8 т/га содержание белка в зерне сои было выше контроля на 8% и равнялось 44,6%. Однако данное значение было на 0,6% меньше по сравнению с участком, где вносилось 6 т/га ФГ. Уровень жира по вариантам опыта составлял 14–16,5%. Применение минеральных удобрений и фосфогипса увеличивало показатель на 3,6–7,9%. При введении аммофоса содержание возросло на 3,6% по сравнению с контролем, ФГ — на 8,6–17,9%. Наибольшее значение отмечалось при использовании 6 т/га фосфогипса.
Важнейшим параметром при оценке любого агроприема является урожайность. При применении минеральных удобрений и фосфогипса была получена достоверная прибавка урожая сои по всем вариантам опыта. В целом продуктивность культуры колебалась от 2,03 т/га на контрольном участке до 2,81 т/га при внесении аммофоса и 8 т/га фосфогипса. Подкормки данным продуктом линейно увеличивали урожайность в зависимости от дозы на 7,9–38,4% по сравнению с контролем.
ПОСЧИТАТЬ ДЕНЬГИ
Об экономической эффективности агроприемов, применяемых при возделывании сои, можно судить по их влиянию на повышение результатов производства, в частности на увеличение прибыли за счет роста продуктивности культуры. Наиболее значимыми показателями в растениеводстве являются прямые затраты средств при выращивании, стоимость урожая с гектара, себестоимость производства тонны продукции, условно чистый доход и уровень рентабельности.
В исследовании прямые затраты повышались с 40,2 тыс. руб/га на контроле до 45,6 тыс. руб/га в варианте с внесением аммофоса и 8 т/га фосфогипса. При расчете учитывались расходы на использование ФГ. Аналогичная ситуация наблюдалась относительно стоимости продукции — увеличение с 89,32 тыс. руб/га на контроле до 123,64 тыс. руб/га на участке с применением аммофоса и 6 т/га фосфогипса. Себестоимость тонны зерна, наоборот, имела тенденцию к снижению. На контрольной делянке она была равна 19,8 тыс. рублей и уменьшалась до 16,01 тыс. рублей. Так, при внесении фосфата аммония показатель составил 19,73 тыс. рублей, то есть сократился на 0,07 тыс. рублей, или менее 1%. Добавление фосфогипса в различных дозах давало снижение себестоимости продукции от 1,34 до 3,79 тыс. рублей. Наименьшее значение наблюдалось при использовании 6 т/га этого вещества. Внесение фосфогипса приводило к повышению условного чистого дохода. На контроле показатель равнялся 49,12 тыс. руб/га, подкормки аммофосом повышали показатель на 4,04 тыс. руб/га, а ФГ — до 63,08–78,64 тыс. руб/га. Максимальный условный чистый доход был получен на участке с применением 6 т/га продукта. Наиболее рентабельным оказался вариант с внесением аммофоса и 6 т/га фосфогипса — 174,76%. В этом же случае отмечалась максимальная урожайность сои — 2,81 т/га. Использование фосфата аммония давало повышение рентабельности относительно контроля на 0,87%.
Таким образом, проведенные исследования показали, что внесение фосфогипса давало достоверную прибавку урожайности сои в условиях орошения. С экономической точки зрения применение данного вещества также оказалось выгодным. Так, при возделывании культуры наибольший уровень рентабельности равнялся 174,76%. Помимо этого, внесение фосфогипса оказывало положительное влияние не только на продуктивность агроценоза, но и на агрохимические и агрофизические свойства почвы. Продукт показал себя наиболее эффективным в объеме 6 т/га как с агрономической, так и с экономической точек зрения. Именно такая дозировка может быть рекомендована для практического применения.