Соя и магний — опыты по внесению удобрений

Текст: Н. И. Аканова, Н. М. Макарова, Т. А. Сидорова, ФГБНУ «ВНИИ агрохимии им. Д. Н. Прянишникова»; Н. М. Троц, В. Б. Троц, ФГБОУ ВО «Самарский государственный аграрный университет»

Одним из важных элементов для развития многих сельскохозяйственных культур выступает магний. Интенсивная химизация, в частности использование высоких доз минеральных удобрений, приводит к усилению напряженности магниевого баланса, особенно на легких дерново-подзолистых и торфяно-болотных почвах, в результате выноса и вымывания элемента.

Для исправления ситуации можно вносить удобрения, содержащие магний. Одним из основных источников для их производства являются природные соединения и минералы, в том числе серпентинит. Он относится к нерастворимым в воде веществам, но при взаимодействии с кислой средой в почвенный раствор выделяется форма, доступная для растений.

НЕЗАМЕНИМЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Магний играет одну из ключевых ролей в обеспечении роста и развития сельхозкультур и не может быть заменен никаким другим химическим элементом. По содержанию в растениях он занимает четвертое место после калия, азота и кальция. В расчете на сухую массу его концентрация составляет 0,02–3,1%. Особенно много Mg в молодых клетках и растущих тканях культур короткого дня: кукурузы, картофеля, бобовых. Прибавки урожая зерновых от применения магниевых удобрений могут достигать 0,2–0,6 т/га, клубней картофеля — 1,5–3 т/га, корнеплодов сахарной свеклы — 2–4 т/га, зеленой массы кукурузы — 2–6 т/га, сена многолетних трав — 0,4–0,7 т/га, чайного листа — 0,5–1 т/га.

Потребность в магнии во многом зависит от культуры и величины урожая. При повышении в структуре посевных площадей доли зернобобовых, пропашных, овощей и картофеля необходимость в Mg возрастает. Между потребностью культур в этом элементе и их отзывчивостью на него отмечается связь: более требовательные растения дают более высокий прирост урожая при его внесении. На почвах легкого гранулометрического состава со средним содержанием Mg рекомендуется использовать не менее 30–40 кг/гa MgO под зерновые и 60–70 кг/га под картофель, кукурузу и корнеплоды. На участках с низкой обеспеченностью дозы увеличивают, при повышенной и высокой концентрации сокращают на 15–25%. Чем меньше оказывается содержание Mg и чем выше кислотность почвы, тем больше наращивают объем магниевых удобрений. Одним из преимуществ их использования является полное исключение передозировки. Даже при избыточном внесении растения усваивают только необходимое количество магния, а излишек остается в почве, благодаря чему хорошая урожайность сохраняется в течение нескольких сезонов.

МЕТОДИКА ОПЫТА

С целью агроэкологической оценки и установления биологической эффективности применения магниевого серосодержащего удобрения с микроэлементами специалисты провели научные исследования. Они проходили в условиях Самарской области на сое сорта Кордоба на орошении и богаре. В опытах применялся препарат «Ультра-Си» марки А, В, С от российской компании. Удобрение представляет собой побочный продукт гидрометаллургической переработки серпентинита растворами сильных минеральных кислот. Степень выщелачивания Mg в раствор можно довести до 95 мас.%. В составе «Ультра-Си» в незначительных количествах также содержатся оксиды марганца, титана, кобальта, цинка, калия и меди. Исследование предполагало решение нескольких задач. Прежде всего необходимо было определить влияние различных норм микроэлементов в дозировках 100, 150 и 200 кг/га на полевую всхожесть, сохранность растений, особенности роста и развития, а также формирование урожая сои. Помимо этого требовалось установить степень воздействия продукта на симбиотическую активность почвенной микрофлоры, уровень накопления белка в зерне, а также провести экономическую оценку целесообразности внесения удобрения в норме 100, 150 и 200 кг/га.

Опыт проводился в семи вариантах. Первый участок стал контрольным — на нем не использовались удобрения, второй был фоном — в почву вносилось N100P100K100. Расчетная норма азота была представлена в виде карбамида, в качестве фосфорных удобрений применяли аммофос, калийных туков — KCl. На третьей, четвертой и пятой делянках на фоне использовался препарат «Ультра-Си» в дозах 100, 150 и 200 кг/га. На шестом, седьмом и восьмом вариантах на фоне вносилось удобрение MgSО4 в аналогичных объемах.

Поглотительная способность почвы экспериментального участка была высокой: сумма поглощенных оснований равнялась 40 мг-экв/100 г, причем в их составе преобладал катион кальция — 92%. Реакция почвенной среды рН — 7,2–7,4 единицы, при этом доминировал сульфатно-содовый и содово-сульфатный типы засоления. Содержание гумуса достигало 5%, подвижного фосфора — 18,5 мг/100 г, обменного калия — 24,45 мг/100 г. Орошение проводилось методом дождевания фронтальной машиной Bauer. Влажность почвы на участке в течение вегетации поддерживалась в пределах 70–75% от НВ. Вода поступала из реки Волги по системе открытых каналов. Норма высева сои составила 0,7 млн шт/га всхожих семян.

СТИМУЛИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ

Исследованиями было установлено, что в контрольном варианте на корнях растений сформировалось около 1617 шт/кв. м клубеньков со средней сырой массой 2021,3 мг. При этом средний вес одного клубенька равнялся 1,3 мг. На фоне N100P100K100 общее их число находилось в пределах 780 шт/кв. м при суммарной массе 1794 мг/кв. м, а средний вес одного клубенька оказался в 1,7 раза больше контрольного параметра. Внесение магниевого удобрения существенно повлияло на мощность симбиотического аппарата. Средняя масса клубеньков увеличилась с 1794 мг/кв. м в фоновом варианте до 6300 мг/кв. м на участке с нормой 200 кг/га. Менялся и средний вес — с 2,3 до 12,6 мг. В целом применение удобрения в дозе 100 и 150 кг/га повышало сырую массу клубеньков на 3,1 и 27,9% по сравнению с фоновой делянкой, а в объеме 200 кг/га — в 3,5 раза. Средний вес возрос в 2,6–5,5 раза. Опыты на орошении подтвердили выявленные закономерности стимулирующего эффекта «Ультра-Си» и сульфата магния. По мере увеличения их норм повышалась средняя масса клубеньков на квадратный метр и средний вес одного клубенька. Максимальные значения этих параметров равнялись 8000 мг/кв. м и 14,5 мг, 7750 мг/кв. м и 12,9 мг соответственно, что стало в 1,3–2,8 и 3,9–8,2 раза больше контрольного показателя.

ДИНАМИКА ПРОДУКТИВНОСТИ

На участках без орошения внесение N100P100K100 увеличивало урожай зерна до 1,85 т/га — прибавка составила 14,2%, или 0,23 т/га, по сравнению с контролем. Добавление к фону магниевого удобрения в объеме 100 кг/га доводило сборы до 1,92 т/га, что оказалось на 0,3 т/га, или 18,25%, больше. Дальнейшее повышение нормы продукта до 150 кг/га способствовало оптимизации минерального питания и росту урожая почти на 6,4% — до 2,02 т/га, что стало на 24,6% больше. Выявленные биометрические особенности развития растений при применении магниевого удобрения в дозе 200 кг/га обуславливали максимально высокие сборы зерна — 2,07 т/га, что было на 3,1% выше значения предыдущего варианта. Прибавка к контролю составила 0,45 т/га, или 27,7%. Анализ данных по участкам с сульфатом магния выявил, что при его внесении растения сои начинали хуже использовать имеющиеся жизненные ресурсы. В итоге урожайность на делянках оказалась в среднем на 1,5–2,5% меньше, чем в аналогичных вариантах с магниевым удобрением, при этом максимальная прибавка при внесении сульфата магния в норме 200 кг/га равнялась 0,41 т/га, или 25,3%.

Уборка орошаемых участков и учет полученного зерна показали, что объем сборов в среднем был на 7,4–8,4% больше по сравнению с вариантами на богаре. Сравнительно небольшую разницу в полученных результатах можно объяснить нетипично влажными погодными условиями года, которые нивелировали преимущества дополнительного орошения. Более того, поливы растений могли нарушить оптимальный воздушный режим почвы. Однако и в условиях увлажнения внесение в почву магниевого удобрения позволило дополнительно получить около 0,06–0,21 т/га зерна. Прибавка урожая по отношению к контролю составила 20,1–28,7% против 16,6% на фоновом варианте. Таким образом, применение магниевого серосодержащего удобрения с микроэлементами на фоне N100P100K100 достоверно обеспечивало прибавку урожая сои в пределах 18,2–27,7%, или 0,3–0,45 т/га, при сборах на уровне 1,92–2,07 т/га. В условиях орошения показатели увеличивались в среднем на 7,4–8,4%.

Содержание белка в зерне на неорошаемых вариантах опыта варьировало в пределах 38,61–39,61%. На участках с поливом показатель был немного ниже — от 38,43 до 39,32%, однако разница находилась в пределах статистической ошибки. Внесение N100P100K100 повышало значение в среднем на 0,5–0,7%. Добавление магниевого удобрения в дозе 100 кг/га увеличивало содержание белка на 1,1–1,6% по сравнению с контролем, в объеме 150 кг/га — на 1,7–2,2%. Максимальная концентрация была получена при использовании исследуемого продукта в норме 200 кг/га — 39,32–39,62%, что оказалось в среднем на 2,3–2,6% больше показателей контрольного варианта и на 1,8–2,3% выше значений на фоне. Внесение сульфата магния не имело существенных преимуществ по уровню накопления белка в зерне.

КАКОВА ЭКОНОМИКА

Показателем хозяйственной целесообразности применения того или иного агроприема является экономическая окупаемость понесенных затрат и величина получаемого условного чистого дохода. Проведенные расчеты показали, что при условии продажи зерна сои по рыночной цене, равной 40 тыс. руб/т в 2022 году, можно было выручить от 64,8 до 82,8 тыс. руб/га. На орошаемом участке стоимость продукции варьировала от 69,6 до 89,6 руб/га. Экономический анализ полученных результатов показал, что важным фактором увеличения объема урожая и, следовательно, его стоимости являлось внесение минеральных удобрений и средства с магнием. Однако повышение продуктивности сои сопровождалось дополнительными материальными затратами, которые наряду с необходимыми расходами на выполнение технологических операций включали издержки на покупку, транспортировку и внесение минеральных удобрений. При этом они возрастали с увеличением норм применения «Ультра-Си» — с 29,8 тыс. руб/га на контроле до 36,34 тыс. руб/га на участке с дозой этого продукта в 200 кг/га, то есть на 21,9%.

Уровень рентабельности в контрольном варианте без орошения равнялся 115,4%. С внесением N100P100K100 закономерно возрастали производственные затраты, но они обеспечивали прибавку урожая и получение условно чистого дохода, который на 19,5% перекрывал все расходы. Уровень рентабельности не только сохранился на рубеже контрольного значения, но и возрос по сравнению с ним на 4,1%. Добавление к фону магниевого удобрения в объеме 100 кг/га позволило существенно повысить сбор продукции с единицы площади. При этом ее стоимость полностью покрывала производственные издержки с уровнем рентабельности 120%. Дальнейшее увеличение нормы внесения микроэлементов до 150 и 200 кг/га обеспечило рост последнего параметра до 126 и 127,8% соответственно. При этом было установлено, что повышение дозы магниевого удобрения со 150 до 200 кг/га не имело существенных экономических преимуществ. Разница в величине получаемого условного чистого дохода между этими вариантами равнялась 3,1%, в уровне рентабельности — 1,4%, то есть находилась в пределах статистической ошибки.

Замена магниевого удобрения сульфатом магния оказалась экономически не нецелесообразной. В вариантах с применением последнего уровень рентабельности производства снижался до 118,9–123,5%. Помимо этого было установлено, что при внесении 200 кг/га сульфата магния рентабельность находилась на одном уровне с показателем при использовании 150 кг/га этого вещества.

УРОВЕНЬ РЕНТАБЕЛЬНОСТИ

Размещение сои на орошаемом участке позволило увеличить стоимость получаемой продукции в среднем на 7,4–8,2%. При этом возрастали затраты на ее производство — примерно на 3,7–8,7%, но по всем вариантам опыта они окупались. Максимальный уровень рентабельности отмечался при внесении 150 и 200 кг/га магниевого удобрения — в пределах 137%. Аналогичная закономерность прослеживалась при использовании аналогичных норм сульфата магния — около 130%. При орошении применение повышенных объемов препаратов в дозировке 200 кг/га, содержащих магний и серу, оказалось экономически нецелесообразным.

По результатам проведенных исследований можно сделать определенные выводы. Внесение в почву на фоне N100P100K100 магниевого серосодержащего удобрения и сульфата магния стимулирует функционирование клубеньковых бактерий на корнях сои, в первую очередь повышая среднюю сырую массу и вес одного клубенька. Кроме того, использование препарата «Ультра-Си» на фоне N100P100K100 обеспечивает прибавку урожая в пределах 18,2–27,7%, или 0,3–0,45 т/га, при сборах на уровне 1,92–2,07 т/га. В условиях орошения показатель увеличивается в среднем на 0,06–0,21 т/га зерна, или на 20,1–28,7%. При совместном внесении N100P100K100 и магниевого удобрения содержание белка в зерне повышается на 1,1–2,6%, достигая максимального значения при дозировке микроэлементов 200 кг/га. В целом использование препарата «Ультра-Си» и сульфата магния в посевах сои как на богаре, так и на орошении оказалось экономически оправданным. Такое решение позволяет получить максимальный условный чистый доход с рентабельностью производства на уровне 120–137,9%. При этом магниевые удобрения экономически целесообразно применять в норме 150 кг/га — в этом случае рентабельность составляет 126–137,9%. Дальнейшее увеличение дозировок препаратов снижает окупаемость затрат и прибыльность до 123,4 и 137,6%.