Магниевые удобрения для сои — опыты на Кубани, в Белгородской и Амурской областях

Текст: Н. И. Аканова, д-р биол. наук; С. И. Шкуркин, канд. юрид. наук, ФГБНУ «ВНИИ агрохимии»; А. В. Козлова, канд. с.-х. наук, ООО «Русское горно-химическое общество»; С. А. Фокин, канд. с.-х. наук, ФГБОУ ВО «Дальневосточный ГАУ»; П. И. Солнцев, канд. с.-х. наук, ФГБНУ «Белгородский ФАНЦ РАН»

В современной экономической ситуации обеспечение продовольственной безопасности становится приоритетным вопросом. Одним из его решений может стать переход на возделывание более доходных культур, к которым относится соя. При этом необходимо учитывать, что данный шаг будет рациональным только при условии создания наиболее эффективной системы удобрения.

Потенциал развития соеводства может быть реализован за счет расширения севооборотной площади до 15% и увеличения урожайности культуры. Первый путь приемлем и масштабен в связи с повышением внимания к Сибирскому и Дальневосточному федеральным округам. Второй вариант также реален ввиду применения новых форм минеральных удобрений, например магниевых, на основе природного минерала брусита.

БОГАТОЕ ЗЕРНО

Соя — важнейшая белково-масличная культура мирового сельского хозяйства. По требованиям к теплу и влаге она близка кукурузе, подсолнечнику и может возделываться во всех зонах их производства. Зерно содержит до 40–42% белка, 19–22% масла и до 25–30% углеводов. По аминокислотному составу протеин сои близок к белку куриных яиц, а по концентрации лизина не уступает сухому молоку. Выработка протеина этой культуры — наиболее рациональное и экономически выгодное решение проблемы белкового дефицита. Масло характеризуется как легкоусвояемое, включающее особые жирные кислоты, не вырабатываемые организмом животных и человека. Зерно также включает витамины А, В, D, C, E, причем количество витамина В оказывается в три раза больше, чем в сухом коровьем молоке, а витамина В2 — в шесть раз выше по сравнению с семенами пшеницы. Углеводы в зерне представлены в основном сахарами. В мировом производстве растительного масла соя занимает первое место — на ее долю приходится >40%. Для сравнения: данный показатель у подсолнечника равняется только 17%. Зеленая масса сои с успехом может использоваться на корм скоту, ведь в центнере ее соломы содержится <3% белка и 30 корм. ед.

Данная культура возделывается в 90 странах и занимает первую позицию в ресурсах производства масла, шрота и комбикормов. Сейчас наибольшие посевные площади сои находятся в США и составляют >35% от мировых, Бразилии — 20%, Аргентине и Китае — 12%, Индии — 8%. В Российской Федерации ее посевы достигают 1% от общей площади. Основными регионами выращивания являются Приморский, Хабаровский края и Амурская область. В этих субъектах размещается около 90% полей под сою и регистрируется >85% ее валового сбора в стране. На долю Южного федерального округа — Краснодарского, Ставропольского краев, Ростовской области — приходится порядка 10% посевов культуры и >15% от объема производства. Приволжский, Уральский и Сибирский федеральные округа имеют не более 1,5% посевов и около 1% валового сбора бобов рассматриваемой культуры.

ПОЛОЖИТЕЛЬНОЕ ВЛИЯНИЕ

В связи с востребованностью сои целью исследований стало изучение влияния увеличиваемых доз магниевых удобрений на продуктивность сортов Белгородская 8, Умка и Оптима СК на черноземах типичном и выщелоченном, а также на луговой черноземовидной почве. Как и все представители семейства бобовых, соя характеризуется высоким выносом магния на единицу продукции: в среднем с тонны семян удаляется около 2,5–3 кг MgO. Имеются сведения о положительном влиянии этого элемента на устойчивость растений к абиотическим стрессам, размножение клубеньковых бактерий, рост клубеньков на корнях и симбиотическую азотфиксацию. По этой причине в систему удобрения, особенно в условиях интенсивного земледелия, наряду с кальцием, серой, бором и молибденом целесообразно включать магний. Однако эффективность использования таких добавок при возделывании данной культуры и их влияние на ее продуктивность изучены еще недостаточно.

Полевые опыты с новыми формами магниевых удобрений марки «АгроМаг» на основе минерала брусита, то есть природного гидроксида магния, проводились в 2020–2021 годах в двух различных природно-климатических зонах РФ: Белгородской и Амурской областях. Изучаемые добавки выпускаются горно-химической компанией в форме гранул для внесения в почву и жидкой водной суспензии, используемой преимущественно в качестве листовых подкормок во время вегетации растений. Препарат «АгроМаг» гранулированный — удобрение пролонгированного действия с высоким содержанием основного вещества, полученное путем размола и дальнейшей грануляции экологически чистого природного брусита Кульдурского месторождения. Продукт «АгроМаг АктиМакс» — магнийсодержащая жидкая добавка в виде стабилизированной водной суспензии, включающей не менее 34,6% MgО.

НАБЛЮДЕНИЯ И УЧЕТЫ

Полевой опыт №1 был заложен и проведен на территории экспериментального полигона ФГБНУ «Белгородский ФАНЦ РАН» в Белгородском районе Белгородской области. В качестве объекта исследования использовался сорт Белгородская 8. Агрохимическая характеристика почвы опытного участка соответствовала чернозему типичному тяжелосуглинистому. Содержание гумуса составило 5–5,2%, подвижного фосфора — 60–65 мг/кг, обменного калия — 119–125 мг/кг по Чирикову, рНKCl — 5,8–6. Концентрация серы равнялась 34,2–36,4 мг-экв/100 г почвы, CaO — 20,5–21,3 мг-экв/100 г, MgO — 4–4,3 мг-экв/100 г, Нr — 2,7–3 мг-экв/100 г. Агротехника возделывания сои была общепринятой для Центрально-Черноземной зоны РФ. Предшествующей культурой выступала озимая пшеница. Повторность опыта четырехкратная. Площадь делянки составила 50 кв. м. Все наблюдения и учеты выполнялись согласно стандартным способам. Статистическая обработка данных осуществлялась по методике Б. А. Доспехова.

Агроклиматические условия в годы проведения исследований в целом были типичными для зоны, но различались по температуре и уровню осадков. В 2020 году погодные характеристики были благоприятными для сои, но отмечалось большое количество дождей в мае и августе, ГТК = 1,5. Следующий год выдался контрастным по агроклиматическим показателям и сравнительно неблагоприятным для культуры из-за избыточного увлажнения в мае и июне, а также недостаточного уровня осадков в июле и сентябре.

В ходе опыта аммофоска, «АгроМаг» гранулированный и сульфат магния 7-водный вносились весной под предпосевную культивацию. Листовые подкормки «АгроМаг АктиМакс» в дозах 4 и 6 л/га с 2,1 и 3,4 кг/га MgO проводились ранцевым опрыскивателем по вегетирующим растениям двукратно за сезон: в фазу четвертого тройчатого листа и на этапе налива зерна. Норма расхода рабочего раствора составила 200 л/га. Уборка урожая осуществлялась в период полного созревания бобов методом прямого комбайнирования техникой Sampo 500.

НЕУСТОЙЧИВЫЕ УСЛОВИЯ

Полевой опыт №2 был заложен и проведен на поле ФГБОУ ВО «Дальневосточный ГАУ» в Благовещенском районе Амурской области на луговой черноземовидной среднемощной почве. В качестве объекта исследований использовался сорт Умка, патент №7823 от 23 апреля 2015 года. Содержание гумуса на участке составило 4,3–4,4%, подвижного фосфора — 64–76 мг/кг, обменного калия — 166–240 мг/кг по Чирикову, рНKCl — 5,2–5,3. Концентрация серы равнялась 36 мг-экв/100 г почвы, CaO — 14 мг-экв/100 г, MgO — 2,7 мг-экв/100 г, Нr — 2,81–5,3 мг-экв/100 г. Закладка полевого опыта, учеты и наблюдения проводились по общепринятым методикам. Общая площадь делянки составила 64 кв. м, учетной — 32 кв. м. Повторность была трехкратной, размещение вариантов систематическим. Агротехника в эксперименте была общепринятой для условий Приамурья. Предшественником выступала яровая пшеница. Статистическая обработка данных осуществлялась по методике Б. А. Доспехова в программе Statistica 7.

Метеорологические условия 2020 года в Благовещенском районе были неблагоприятными для возделывания сои и существенно отличались от среднемноголетней нормы, преимущественно характеризуясь длительным переувлажнением почвы. В сочетании с недостаточно высокими температурами воздуха это способствовало значительному развитию грибных болезней. На отдельных участках от избытка влаги наблюдалось полегание посевов. Таким образом, погодные показатели 2020 года внесли коррективы в результаты опыта. Условия 2021 года были удовлетворительными для возделывания сои, близкими к среднемноголетним данным. Они характеризовались неустойчивым температурным режимом, но достаточным и равномерным увлажнением.

Аммофос, «АгроМаг» гранулированный и сульфат магния 7-водный вносились весной вразброс под предпосевную культивацию. Листовые подкормки магнийсодержащим удобрением «АгроМаг АктиМакс» осуществлялись с помощью ранцевого опрыскивателя в фазу четвертого тройчатого листа и в период начала налива зерна в дозах по 3 и 5 л/га, или 1,7 и 2,9 кг/га MgO. Норма расхода рабочего раствора составила 200 л/га. Уборка сои проводилась сплошным поделяночным комбайнированием техникой Terrion SR2010 на этапе полной спелости культуры.

СМЕНА ПЕРИОДОВ

Производственный опыт с соей был заложен в Усть-Лабинском районе Краснодарского края в хозяйстве АО «Рассвет» в 2020 году. Объектом исследований являлся сорт Оптима СК. Эксперимент проводился на поле общей площадью 97 га. Предшественником выступала сахарная свекла. Почва была представлена черноземом выщелоченным тяжелосуглинистым, с реакцией среды, близкой к нейтральной, хорошо обеспеченным азотом. Содержание подвижного фосфора и обменного калия находилось на уровне от среднего до повышенного: обычно 168 мг/кг P2O5 и 198 мг/кг К2О. Концентрация обменных форм кальция и магния равнялась 21,2 и 6 мг/кг почвы соответственно, сумма поглощенных оснований — 27,2 мг/кг.

По всей площади поля основное минеральное удобрение вносилось осенью под вспашку. Усть-Лабинский район находится в зоне недостаточного увлажнения с высокой вероятностью засух, в том числе ранневесенних, поэтому на 9,5 га «АгроМаг» гранулированный в дозе 61,4 кг/га MgO, как и основное удобрение, вводился осенью под вспашку, чтобы исключить возможность попадания гранул в пересыхающий слой почвы. В фазу бутонизации на 5 га из 9,5 га, которые были удобрены осенью гранулированным бруситом, осуществлялась некорневая подкормка посевов суспензией «АгроМаг АктиМакс» в дозе 3 л/га, то есть 1,7 кг/га MgO. Норма расхода рабочего раствора составила 200 л/га.

Территория расположения производственного опыта относится к третьей агроклиматической зоне Краснодарского края. В 2020 году погода в период вегетации была неустойчивой: в апреле средняя месячная температура воздуха оказалась ниже многолетней на 1,3–2,6°С при отсутствии дождей — выпало лишь 4 мм. В мае она существенно не отклонялась от средних значений, а осадков было зафиксировано на 46,4% больше, чем в среднем за много лет. Температура воздуха в июне превышала среднемноголетние величины, а уровень влаги составил лишь 48% от нормы. В июле и августе стандартные цифры были выше на 1,9°С, осадков в июле было зарегистрировано на 72% больше средней многолетней величины, а в августе — на 72% меньше. В целом погодные условия во время вегетации нельзя характеризовать как оптимальные. Постоянная смена засушливого периода избыточным увлажнением отрицательно сказывалась на росте и развитии растений.

ПОВЫСИТЬ УРОЖАЙНОСТЬ

Несмотря на значительное варьирование погодных условий в зоне проведения опыта №1, применение магниевых удобрений оказало положительное влияние на продуктивность сои. В среднем за два года исследований самый низкий урожай был на неудобренном контроле — 15 ц/га. На минеральном фоне, то есть в варианте 2 с N60P60K60, показатель возрос на 4,5 ц/га, или на 30%. Совместное использование аммофоса и магниевых удобрений в различных дозах и сочетаниях на участках 3–7 позволило получить прибавки относительно контроля на уровне 5,6–8,3 ц/га, или 37,3–55,3%. При этом доля достоверного увеличения с учетом НСР05 = 1,48 от магниевых препаратов составила 9,2–19,5%.

Наибольшая прибавка урожая зерна относительно фона N60P60K60, равная 19,5%, была получена в среднем за два года при совместном применении гранулированного продукта, внесенного в почву, и последующих листовых подкормок магнием в повышенных дозах в варианте 6. Увеличение, отмечавшееся на участке 4 при одновременном использовании этого же средства в дозе 70–75 кг/га MgO и двух листовых подкормок жидкой добавкой «АгроМаг ­АктиМакс» в объеме 2,1 кг/га MgO, сравнимо с цифрами, зафиксированными при внесении сульфата магния 7-водного в почву, — 2 и 2,4 ц/га соответственно. В вариантах 3 и 4 с NPK и двукратным применением листовых обработок удобрением «АгроМаг АктиМакс» с повышением доз агрохимиката от 4 до 6 л/га урожайность сои возрастала с 20,6 до 21,3 ц/га. При этом относительно минерального фона достоверная прибавка сборов зерна получена при внесении максимальной дозы препарата — 10,3%.

Применение минеральных удобрений оказывало положительное влияние и на качество урожая. Показатель сырого протеина на неудобренном фоне составил в среднем 34,9%. Добавки в различных дозах и сочетаниях позволили достоверно при НСР05 = 0,83 повысить содержание белка на 1,9–2,4% относительно контроля. Главную роль в этом сыграло использование аммофоса. Действие магниевых подкормок носило характер положительной тенденции, однако важно, что при достоверном возрастании урожайности в опытных вариантах 4–7 не проявился эффект ростового разбавления и качество зерна не снижалось, оставаясь на контрольном уровне на участке 2.

Оценка экономической эффективности использования магниевых удобрений в двухлетнем опыте показала рентабельность применения этой линейки и ее преимущество перед более дорогим сульфатом магния 7-водным. При соизмеримых величинах урожайности данный показатель у системы подкормок, включающей препараты с бруситом, оказался выше: средняя за два года дополнительная прибыль составила от 3,2 до 8 тыс. руб/га с учетом оптовых цен на сою в регионе.

СПОСОБСТВОВАТЬ УСТОЙЧИВОСТИ

Урожайность рассматриваемой культуры в полевом опыте №2 в условиях Амурской области на контроле равнялась в среднем 17,9 ц/га. Совместное применение основного удобрения с магниевыми средствами в различных дозах и сочетаниях в вариантах 3–6 позволило получить прибавку зерна в среднем 2,5–4,4 ц/га, или 14–24,6%. При этом достоверное увеличение от аммофоса при НСР05 = 1,74 равнялось 10,6%, а от магниевых добавок — 11,1–12,6%. Вероятно, в последнем случае такой высокий показатель связан со свойствами элемента в неблагоприятных условиях окружающей среды оказывать защитное и общеукрепляющее воздействие на растения, способствовать устойчивости абиотическим стрессам. В целом по эксперименту соя положительно отзывалась как на внесение магния в почву, так и на листовые подкормки линейкой «АгроМаг». Наибольшая прибавка урожайности в среднем за два года была получена при применении препарата «АгроМаг АктиМакс» в варианте 3 в дозе по 3 л/га, или 1,7 кг/га MgO, в каждую операцию.

Система минерального питания, включавшая внесение в почву сульфата магния 7-водного в дозах, эквивалентных нормам средства «АгроМаг», в вариантах 7 и 8, в среднем за два года исследования проявила положительную тенденцию влияния на урожайность сои. Причиной слабого эффекта от добавки, вероятно, было вымывание легкорастворимого в воде сульфата магния из пахотного горизонта в нижележащие слои, особенно в условиях избыточно влажного вегетационного сезона 2020 года.

Стандарты качества сорта Умка предполагают содержание в семенах 38,8–41,1% белка и 22,6–22,8% жира. В ходе опыта показатели равнялись от 37,7 до 39,6% и от 18,4 до 21,3% соответственно, что оказалось меньше оптимальных величин. Снижению качества в целом по эксперименту 2020 года, вероятнее всего, способствовала избыточно влажная погода, в условиях которой соя не смогла эффективно использовать часть питательных элементов и была поражена грибными болезнями. Стекание зерна могло произойти также из-за затянувшихся сроков уборки. В 2021 году урожайность культуры была высокой, достигала 26 ц/га, что оказалось близко к верхней границе сортового потенциала сои Умка в 30 ц/га. В этом случае качество зерна могло быть несколько ниже стандарта по причине ростового разбавления.

ДОСТОВЕРНОЕ УВЕЛИЧЕНИЕ

Усредненные по двум годам результаты опыта №2 указывают на то, что в различных по погодным условиям сезонах применение научно обоснованной системы удобрения может служить эффективным рычагом управления показателями зерна сои. Например, практика, включающая основную добавку в виде аммофоса в дозах N6–7P26–30 и магниевый препарат «АгроМаг» в объеме 30 кг/га MgO в варианте 6, позволила при достоверном повышении урожайности увеличить содержание белка и растительного жира на 1,9 и 1,3% соответственно. На накопление жира в зерне наибольшее положительное влияние в опыте оказало применение на минеральном фоне листовых подкормок магниевым удобрением «АгроМаг АктиМакс» в вариантах 3 и 4, а также внесение сульфата магния 7-водного в возрастающих дозах на участках 7 и 8. Содержание этого вещества составило 20,4–21,3 и 20,8–21,2% соответственно.

Анализ экономической эффективности показал высокую рентабельность включения магния в систему питания дальневосточной сои. Среднегодовые прибавки прибыли с учетом оптовых цен в регионе при применении линейки «АгроМаг» в различных дозах и сочетаниях достигали 5–9,9 тыс. руб/га, а от использования сульфата магния 7-водного в дозе 15 кг/га MgO — до 2,5 тыс. руб.

Несмотря на сравнительно неблагоприятные агроклиматические условия в производственном опыте, на минеральном фоне было получено 17,7 ц/га семян сои. Прибавки от применения магниевых удобрений относительно стандартной схемы питания в хозяйстве составили 23 и 25% соответственно при осеннем внесении гранул «АгроМаг» в варианте 2 и их использовании с последующей однократной обработкой суспензией по листу на участке 3. Очевидно, что в данном опыте максимальное положительное влияние на возрастание урожайности оказало осеннее внесение препарата в почву. Одной листовой подкормки жидким удобрением в фазу бутонизации, вероятно, было недостаточно для достоверного увеличения продуктивности. Повышение прибыли от применения магниевых добавок относительно стандартной системы удобрения хозяйства достигало 15,7–16,8 тыс. руб/га.

ВЫСОКОРЕНТАБЕЛЬНЫЙ ПРИЕМ

Результаты полевых исследований, проведенных на различных типах почв, показали агрономическую и экономическую эффективность магниевых препаратов, полученных из брусита, при использовании в разных почвенно-климатических условиях на посевах сои. Включение Mg в систему питания культуры повышало урожайность, сохраняло или улучшало качественные характеристики продукции.

В условиях Белгородской области наиболее эффективной оказалась система, подразумевающая совместное внесение полного минерального удобрения, магниевого гранулированного препарата в количестве 150 кг/га MgO в почву под культивацию, а также проведение двух листовых подкормок средством «АгроМаг АктиМакс» по 3,4 кг/га MgO в каждую операцию. Такая схема позволила добиться максимальной прибавки продуктивности сои в двухлетнем опыте в размере 23,3 ц/га. При этом содержание белка сохранялось на уровне 37%. В условиях Амурской области добавление магниевого удобрения «АгроМаг» в дозах 15–30 кг/га MgO способствовало получению прибавки 2,2–2,3 ц/га, или 11–12%. Отмечалась положительная тенденция увеличения содержания белка с 38,2 до 39,6%, а также достоверное повышение концентрации жира с 18,6 до 19,7%. Наибольший положительный эффект был получен в варианте с двукратной листовой подкормкой суспензией в дозе 3 л/га. Прибавка урожая относительно минерального фона составила 2,5 ц/га, или 12,6%. При этом фиксировалось улучшение качества зерна: содержание растительного жира увеличилось до 21,3% по сравнению с контролем. Результаты производственного опыта, проведенного в Краснодарском крае, подтвердили эффективность магниевых добавок в повышении урожайности сои. Величина сборов с экспериментального варианта, где совместно с основным минеральным удобрением был внесен в почву «АгроМаг» гранулированный в дозе 61,4 кг/га MgO, составила 21,8 ц/га.

Анализ экономической эффективности использования магниевых удобрений показал, что включение этого элемента в систему питания сои в регионах исследования — высокорентабельный агрохимический прием. Дополнительная прибыль без учета ГСМ, фонда оплаты труда и прочего в Белгородской области составила 3,2–8 тыс. руб/га, Амурской области — 2,5–9,9 тыс. руб/га, Краснодарском крае — 15,7–16,8 тыс. руб/га.