ВВЕДЕНИЕ
В 1997 г. в России были зарегистрированы первые специальные удобрения европейских стандартов для фертигации (Fertigators) и листовых подкормок (Foliar fertilizers) — водорастворимые безбалластные комплексы NPK+(Mg) + микроэлементы в хелатной форме. Так как отечественный химпром такие удобрения не производил, не было ни научного, ни практического опыта их применения в России. А в низкорентабельном секторе растениеводства (зерновые — колосовые культуры) их не применяли и за рубежом. Поэтому специалисты компании «АгроМастер» в содружестве с более чем 25 НИИ аграрного профиля изучали влияние новых удобрений на урожай и качество различных с/х культур во многих регионах России и странах СНГ.
В это же время начала активно развиваться отрасль отечественного пивоварения, однако в большинстве регионов с богатыми черноземными почвами содержание белка в зерне ячменя превышало требования стандарта даже на минимальном агрофоне.
В зависимости от цели выращивания ячменя зерно должно быть определенного качества, которое в значительной мере можно изменить применением удобрений различного состава и соотношения. Данные многочисленных опытов свидетельствуют о том, что при увеличении в почве количества азота белковость зерна возрастает, в то время как содержание крахмала и растворимых сахаров снижается. Усиленное снабжение растений калием на низком уровне азотного питания способствует накоплению в зерне крахмала, растворимых сахаров. Для получения высококачественного пивоваренного зерна ячменя необходимо, чтобы уровень калийного питания преобладал над азотным и фосфорным. При таких условиях формируется зерно ячменя с высоким содержанием крахмала, растворимых сахаров и солерастворимых фракций белка [5].
Зерно пивоваренного ячменя должно быть крупным (масса 1000 зерен не ниже 40–45 г) и тонкопленчатым (не более 9 %) соломенно-желтого цвета, обладать высокой энергией прорастания (не ниже 95 %) и содержать достаточное количество крахмала и растворимых сахаров. Существовало мнение, что для пивоварения пригодно лишь зерно ячменя с низким содержанием белка. Однако сейчас установлено, что главное значение здесь имеет не общее содержание белков, а их качество. Исследования показали, что наилучшие результаты в пивоварении дает ячмень, содержащий высокомолекулярные белки (глобулины и проламины), почти нерастворимые в воде. Отрицательное влияние на производство пива оказывают небелковый азот и азот альбуминов [1].
Для производства пива используют пивоваренные сорта двурядного ярового ячменя, отвечающего требованиям ГОСТ 5060-86 (с 2022 года ГОСТ 5060-2021). Требуется крупное выровненное зерно с низкими значениями пленчатости (8–9 %) и содержания белка (9–12 %), высокими показателями крахмалистости (не менее 60 %), прорастаемости на 5-й день не менее 90–95 %, экстрактивности (79–82 %), натуры не менее 610 г/л [6].
Кроме того, есть еще ряд важных требований к зерну, подходящему для этих целей, — цвет, запах, форма зерна, пораженность вредителями, сорная примесь и т. д. Таким образом, получение качественного зерна ячменя для пивоварения, подходящего по всем кондициям, не такая простая задача, так как этот процесс не только связан с соблюдением технологии, но и во многом зависит от погодных условий.
Так, при перестое ячменя уменьшается количество крахмала в зерне вследствие усиленного дыхания. Избыточное увлажнение и низкая температура воздуха в период полной спелости отрицательно сказываются на жизнеспособности семян более поздних сроков уборки [1].
Интенсивная технология возделывания озимой пшеницы для повышения содержания белка в зерне предусматривает проведение поздних азотных некорневых подкормок, соответственно, логично было предположить, что для повышения содержания углеводов в зерне ячменя необходимо проведение поздних листовых подкормок калием, так как этот элемент препятствует аминированию глюкозы, сохраняя больше сахаров. Кроме того, АгроМастер с повышенным содержанием калия уже был опробован на озимой пшенице. Так, осенняя листовая подкормка озимой пшеницы в фазу кущения приводила к повышению продуктивного кущения, иммунитета и содержания сахаров в узле кущения, что, в свою очередь, препятствовало перерастанию посевов и повышало их зимостойкость и морозоустойчивость.
РЕЗУЛЬТАТЫ МНОГОЛЕТНЕГО ОПЫТА [7]
Для решения этой задачи в 2002–2005 гг. на опытном поле ДонГАУ Октябрьского района Ростовской области в севообороте № 2 были заложены опыты на яровом ячмене сорта Одесский-100. Целью проводимых исследований являлось сравнительное изучение эффективности новых комплексных [NPK+(Mg) + микроэлементы] удобрений класса фертигаторов с повышенным содержанием калия и отечественных однокомпонентных минеральных удобрений на яровом ячмене на черноземе обыкновенном и их влияния на урожайность и качество зерна.
Применялась общепринятая технология возделывания ярового ячменя для данной зоны. Повторность опыта — четырехкратная. Общая площадь делянки на яровом ячмене — 15 м2 (2,5 × 6 м) [2]. Предшествующая культура — озимая пшеница.
В годы проведения исследований средняя температура воздуха была выше среднемноголетних значений на 0,6–1,5 °С. По количеству осадков годы были умеренно засушливыми с дефицитом влаги в 6–16 %, однако в период интенсивного нарастания вегетативной массы растений ярового ячменя наблюдались засушливые условия. Дефицит атмосферных осадков колебался от 11 % в 2004 г. до 58–65 % в 2002, 2003 гг. Созревание ячменя сопровождалось почвенной и воздушной засухой в 2003 г., повышенными температурами в 2005 г. В остальные годы погода в этот период была более благоприятной.
На территории опытного поля преобладающим типом почв является чернозем обыкновенный среднемощный. В горизонте А содержание гумуса — 3,5–3,7 %, запас общего азота — 19,0–20,4 т/га. Содержание подвижной фосфорной кислоты в пахотном слое почвы опытного участка находилось в пределах 18,9–23,8 мг/кг, что соответствует средней обеспеченности. Обменного калия в пахотном слое содержалось от 354 до 375 мг/кг почвы, что соответствует высокой обеспеченности.
Для чистоты эксперимента из традиционных в опыте использовались только азотное удобрение — аммиачная селитра (N — 34,6 % д. в.) и фертигатор типа АгроМастер 3:11:38+4 (Nобщ — 3 %, Р2О5 — 11, К2О — 38, MgO — 4, SO3 — 27, Fe(ЭДТА) — 0,07%, Mn(ЭДТА) — 0,04, B — 0,025, Zn(ЭДТА) — 0,025, Cu(ЭДТА) — 0,01, Mo — 0,004 %).
Схема опыта состояла из 7 вариантов, но для облегчения восприятия в статье освещаются только четыре основных:
1. Контроль (без удобрений).
2. Аммиачная селитра N30 при посеве — фон.
3. Фон + 2 кг/га АгроМастер 3:11:38+4* в кущение.
4. Фон + 2 кг/га АгроМастер 3:11:38+4* в кущение + 1 кг/га АгроМастер 3:11:38+4* в колошение.
Аммиачная селитра вносилась при посеве ярового ячменя сеялкой СЗ-3,6. АгроМастер 3:11:38+4* вносили некорневым способом в фазы кущения и колошения с помощью ранцевого опрыскивателя.
Закладка опытов, проведение наблюдений и учетов в течение вегетации осуществлялись согласно методике полевых опытов с удобрениями [9].
Исследования проводились полевым и лабораторным методами с использованием следующих методик: отбор проб почвы — по ГОСТ 28168-89; общие требования к проведению анализов — по ГОСТ 29269-91; влажность почвы — по ГОСТ 28268-89; расчет продуктивной влаги с учетом влажности устойчивого завядания растений — по Е. В. Агафонову (1992); нитратный азот в почве — по ГОСТ 26951-86; подвижные формы фосфора и калия в почве — по ГОСТ 26205-91; влага в растительных образцах — по ГОСТ 29305-92; азот в растительных образцах — по ГОСТ 134964-84; фосфор в растительных образцах — по ГОСТ 26657-98; калий в растительных образцах — по Руководству по анализам кормов (ЦИНАО. М.: Колос, 1982); клейковина — по ГОСТ 134964-84; математическая обработка полученных результатов — путем дисперсионного и корреляционного анализов по Б. А. Доспехову (1985, 1989) с использованием ПЭВМ.
Химические анализы почвенных и растительных образцов выполнены на кафедре агрохимии, почвоведения и защиты растений ДонГАУ.
В среднем за 2002–2005 гг. в контрольном варианте за счет почвенного плодородия было получено 2,24 т/га зерна ярового ячменя (табл. 1). Припосевное внесение N30 увеличило сбор зерна на 0,31 т/га. Оптимизация химического состава растений ранней листовой подкормкой 2 кг/га АгроМастер 3:11:38+4* в кущение позволило повысить продуктивность посева по отношению к контролю на 0,54 т/га и к фону на 0,23 т/га. Проведение на этом фоне подкормки в колошение 1 кг/га АгроМастер 3:11:38+4* вызвало увеличение сбора зерна на 0,65 т/га по отношению к контролю и на 0,34 т/га — к фону.
* Применялись аналогичные агрохимикаты других торговых марок.
В четвертом варианте, с внесением всех средств химизации в три срока, была получена наибольшая урожайность зерна в 4-летнем опыте — 2,89 т/га. Максимальная урожайность в этом варианте была зафиксирована в 2003 г. на уровне 3,42 т/га.
Зерно ярового ячменя в среднем за четыре года исследований по содержанию белка соответствовало пивоваренным кондициям. Белковость зерна повышалась под действием азотных удобрений на 0,6 % и достигала критического для пивоваренного ячменя уровня. АгроМастер 3:11:38+4*, внесенный в один или два срока, устойчиво снижал накопление в зерне азотистых веществ. При дробном внесении 3 кг/га комплексного удобрения белковость зерна снизилась по отношению к фону на 0,8 %. Тенденция снижения содержания белка более сильно проявлялась во второй подкормке, поэтому в рекомендациях для производственного применения было предложено увеличить дозу АгроМастер 3:11:38+4* во второй подкормке до 2–3 кг/га.
Аналогичные, но зеркально отраженные тенденции были установлены по действию АгроМастер 3:11:38+4* на содержание в зерне ячменя крахмала. Наиболее эффективным было применение комплексных удобрений в два срока на фоне припосевного внесения N30 — крахмалистость зерна возросла на 5,6 % к фону и в среднем за четыре года составила 65,5 %. Максимальное содержание в зерне крахмала в этом варианте (68,9 %) было получено в 2005 г.
В эти же годы проводились и хозяйственные испытания предложенной технологии листовых подкормок пивоваренного ячменя.
В производственной практике АгроМастер 3:11:38+4* применялся на посевах пивоваренного ячменя в Курской области, в ЗАО «Янтарное» Черемисиновского района.
На пивоваренных ячменях (900 га) в 2003 г., проводилась обработка посевов баковой смесью Фалькона с АгроМастер 3:11:38+4* в дозе 1 и 2 кг/га. В результате обработки была получена хорошая прибавка урожайности и технологических качеств зерна. На необработанных участках урожайность не превышала 30 ц/га, а на обработанных АгроМастер 3:11:38+4* составила 35,5 ц/га (на отдельных полях доходила до 40 ц/га) с содержанием белка 9,8–10,3 %. Но главное отличие от традиционной схемы, по мнению специалистов хозяйства, заключалось в том, что зерно, убранное с обработанных участков, соответствовало I классу, было крупным (крупность более 92 %), светлым, чистым, янтарно-желтого цвета, и при замачивании у него не серели оболочки. Кроме того, применение АгроМастер 3:11:38+4* повысило устойчивость к полеганию и продлило срок созревания ячменя в среднем на 5–10 дней (в зависимости от дозы) по сравнению с необработанными участками. Это обстоятельство стало важным положительным фактором в проведении уборочных работ. Так как известно, что при перестое ячменя уменьшается количество крахмала в зерне, вследствие усиленного дыхания [8].
В 2004 г. производственные опыты проводились в Липецкой области (табл. 2).
* Применялись аналогичные агрохимикаты других торговых марок
Несмотря на рекомендации, компания «Суффле-Зерно» не смогла заложить опыты с большей дозировкой АгроМастер 3:11:38+4* во вторую подкормку, что, по нашим данным, показывает большую результативность на содержание крахмала (в сторону увеличения) и протеина (в сторону снижения).
ПОДТВЕРЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
При регистрации удобрений производства ГК «АгроМастер» в Республике Беларусь (2017 г.) спустя более 15 лет от времени проведения первых опытов были получены аналогичные результаты, и эффективность ранее предложенных и используемых приемов полностью подтвердилась.
Опыты проводились РУП «Институт почвоведения и агрохимии», (г. Минск) на базе ПРУП «Экспериментальная база им. Котовского» Узденского района Минской области. Испытывалось удобрение АгроМастер 3-11-38+4, ВРП (содержит азот (N) общий — 3,0 %, P2O5 — 11,0 %, K2O — 38,0, MgO — 4,0, SO3 — 27,0, Fe(ЭДТА) — 0,12, Mn(ЭДТА) — 0,08, B — 0,04, Zn (ЭДТА) — 0,05, Cu (ЭДТА) — 0,03, Mo — 0,01%) на яровом ячмене сорта Фэст [3].
Почва опытного участка дерново-подзолистая рыхлосупесчаная. Содержание гумуса — 2,57 %. Кислотность рНКСl — 5,90.
Обеспеченность макро- и микроэлементами: Р2О5 (по Кирсанову) — 208 и К2О — 227 мг/кг почвы, CaО — 794, MgО — 120 мг/кг почвы; подвижные формы: Cu — 1,29 и Zn — 2,25 мг/кг почвы.
Агротехнические условия проведения испытания: предшественник — кукуруза. Обработка почвы: зяблевая вспашка — 03.10.2016; культивация [закрытие влаги (10–12 см)] — 20.03.2017; внесение удобрений и их заделка — 07.04.2017, посев ячменя — 07.04.2017 с нормой высева 220 кг/га.
В основное внесение применялись стандартные туки в дозе N70P50K120: азотные — карбамид, фосфорные — аммонизированный суперфосфат, калийные — калий хлористый. Были проведены две некорневые подкормки удобрением комплексным с микроэлементами АгроМастер 3-11-38+4: 1-я подкормка — 02.06.2017, 2-я — 30.06.2017.
Мероприятия по уходу за посевами: обработка посевов ярового ячменя гербицидом Балерина (0,5 л/га) — 12.05.2017; отбивка учетных площадей — 01.06.2017; учет и уборка урожая ячменя с отбором образцов для определения показателей качества продукции — 15.08.2017 [4].
Температура воздуха, количество выпавших осадков и гидротермический коэффициент (с апреля по август 2017 г.) в ПРУП «Экспериментальная база им. Котовского» Узденского района Минской области приведены в таблице 3.
Вегетационный период ярового ячменя по сравнению со среднемноголетними значениями характеризовался более высоким количеством осадков и одинаковой (13,4 и 13,5 °С) среднесуточной температурой. В мае и июне наблюдались засушливые периоды, а в целом вегетационный период характеризуется как влажный (ГТК = 2,11).
Полевой опыт был заложен с площадью делянки 25 м2, размещение делянок рендомизированное, повторность — четырехкратная, вариантов — три [2].
Схема опыта:
1. Контроль без удобрений.
2. Эталон — N70P50K120 (без обработки испытуемым удобрением) — фон.
3. Фон N70P50K120 + 1-я обработка в фазу флагового листа — начала колошения АгроМастер 3-11-38+4 (2,0 кг/га) + 2-я обработка в фазу начала налива зерна (молочная спелость) АгроМастер 3-11-38+4 (2,0 кг/га).
Качество зерна ячменя оценивалось по весу 1000 зерен, содержанию протеина и химическому составу (содержанию в зерне общего азота, фосфора, калия, кальция и магния).
Двукратное применение в период вегетации удобрения комплексного с микроэлементами АгроМастер 3-11-38+4 на фоне внесения N70P50K120 способствовало снижению содержания в зерне ячменя протеина на 1,16 %, общего азота на 0,22 % при повышении содержания фосфора и калия — 0,03, кальция — 0,04 и магния на 0,01 % по сравнению с эталоном, где некорневые подкормки не применялись. Вес 1000 зерен ячменя в условиях 2017 г. в целом по опыту был высоким и находился в пределах 52,86–56,13 г с максимальным показателем в варианте с новым удобрением (табл. 4).
В условиях вегетации 2017 г. на дерново-подзолистой рыхлосупесчаной почве получена высокая урожайность зерна ячменя сорта Фэст. Она составила: в контроле — 36,1 ц/га, в вариантах с применением удобрений — 46,2 и 52,1 ц/га, с прибавкой от удобрений — 10,1–16,0 ц/га. Двукратное применение в качестве некорневых подкормок испытуемого удобрения АгроМастер 3-11-38+4 на фоне внесения N70P50K120 увеличило урожайность зерна на 5,9 ц/га, или 12,8 %, по сравнению с эталоном (табл. 5).
Таким образом, двукратное применение в качестве некорневых подкормок комплексного удобрения с микроэлементами АгроМастер 3-11-38+4 в дозе 2,0 кг/га на фоне N70P50K120 в период вегетации ярового ячменя достоверно увеличило урожайность зерна на 5,9 ц/га по сравнению с эталоном с одновременным улучшением качества зерна, пригодного для пивоварения.
В настоящее время в Западной Европе нормальным считается содержание белка в ячмене для пивоварения в пределах 9–11 %, а в экстремальные по погодным условиям годы допускается до 12,5 %.
Содержание крахмала в зерне пивоваренного ячменя — важнейший качественный показатель его химического состава государственным стандартом не нормируется. Поэтому в Белоруссии содержание крахмала в зерне ячменя не определялось, в отличие от опытов, проведенных в ДонГАУ. Но так как имеется четко выраженная обратная зависимость между количеством белка и крахмала в зерне, можно предполагать, что его содержание должно соответствовать требуемым кондициям. Для хорошего пивоваренного ячменя считается нормальным содержание крахмала не менее 60 % по сухому веществу, и по этому показателю, согласно многолетним результатам ДонГАУ, варианты с применением АгроМастер 3:11:38+4 всегда превосходили это значение.