Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка и применение нового комплексного микроудобрения для улучшения качества зерна озимой пшеницы

Сведения об участнике
ФИО
Занозина Олеся Дмитриевна
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Агро-, био- и производственные технологии
Раздел области наук
Земледелие и растениеводство
Тема
Разработка и применение нового комплексного микроудобрения для улучшения качества зерна озимой пшеницы
Резюме
На основании эколого-токсикологического обследования почвы и посевов озимой пшеницы на территории опытного поля учхоза «Кубань» было разработано новое микроудобрение для некорневой обработки растений озимой пшеницы, включающее сукцинатно-цитратные комплексы Mn 3,0 %, Zn 2,5 %, Cu 0,5 %, Co 0,04 %, буру 5,6 % и Li 0,2 %. Наиболее эффективным оказалось использование микроудобрения в фазе кущения в дозе 1,5 л/га, позволившее повысить качество зерна по содержанию клейковины и белка с 4-го класса пшеницы до 3-го, и снизить содержание металлов 1-го класса опасности свинца и кадмия до уровня значений ПДК 0,06 мг/кг, соответствующих СанПиН для детского питания.
Ключевые слова
Микроудобрения, хелаты, кадмий, свинец, озимая пшеница
Цели и задачи
Цель исследования: создание эффективного комплексного микроудобрения для восстановления микроэлементного питания растений и улучшения качества урожая озимой пшеницы по продовольственным и экологическим показателям.
Задачи исследований:
1) изучение и обобщение сведений о содержании кислоторастворимых и подвижных форм соединений микроэлементов в черноземе выщелоченном Кубани и выращиваемой озимой пшенице;
2) разработка состава микроудобрения и изучение влияния его на качество урожая и снижение содержание токсичных металлов 1-го и 2-го классов опасности металлов в зерне озимой пшеницы;
3) внедрение в производство, полученного комплексного микроудобрения.
Введение

Получение высоких урожаев качественной продукции возможно лишь при оптимизации питания растений, как по азоту, фосфору и калию, так и по микроэлементам. Однако многие производители не уделяют должного внимания микроудобрениям, что приводит к снижению качества продукции. В настоящее время на торговых площадках РФ практически невозможно приобрести продовольственное зерно озимой пшеницы выше 3 класса. Более 10 % производимого в РФ зерна не пригодно для питания детей из-за превышения содержания кадмия [4].

Cуществующие на рынке микроудобрения не решают проблему загрязнения токсичными металлами выращенного зерна, поэтому наша разработка направлена на повышение качества и уровня экологической безопасности продовольственного зерна.

Методы и материалы

Исследования проводились на опытном поле учхоза «Кубань», в условиях 11-польного севооборота. Анализ вытяжек из почвы и растений озимой пшеницы на содержание Mn, Zn, Co, Pb, Cd и Сu проводили методом инверсионной вольтамперометрии на Экотест ВА.

Для приготовления вытяжек зерно или растения озоляли в муфельной печи при 450 оС, с последующим растворением серой золы в 5%-й азотной кислоте. Содержание подвижных форм металлов в почве определяли в ацетатно-аммонийной вытяжке рН 4,8; кислоторастворимых – в азотнокислой [3].

На основании обследования доступности микроэлементов растениям и соотношения металлов в зерне была разработана формула микроудобрения, включающая марганец 3,0 %, цинк 2,5 %, медь 0,5 %, Co 0,04 %, бура 5,6 % и соли лития 0,2 % в качестве хелатирующего агента использовали лимонную и янтарную кислоты [2]. Некорневую обработку озимой пшеницы комплексным микроудобением проводили на фоне минерального питания N60P30K20 в фазах кущения и колошения различными дозами микроудобрения. Объем рабочего раствора составил в пересчете на 1 га 200 литров. Площадь делянки учетная 34 кв. м, повторность опыта трехкратная. Некорневые подкормки проводили ручным опрыскивателем с помпой Solo 408. Расход раствора на делянку 6,5 литров.

Качество зерна определяли на приборе ‑ анализатор инфракрасный «ИнфраЛЮМ ФТ-10» по интенсивности поглощения полос в диапазоне спектра: белок – 9 744-10 784 см-1, влажность – 10 292 – 10 170 см-1, клейковина – 8 822 – 10 170 см-1.

Описание и обсуждение результатов

Для выяснения обеспеченности почвы и растений озимой пшеницы микроэлементами было проведено предварительное эколого-токсикологическое обследование почвы и посевов озимой пшеницы сортов Юка, Нота и Фортуна на территории опытного поля учхоза «Кубань». Содержание кислоторастворимых форм тяжелых металлов в пахотном слое почвы составило: Mn ‑ 520, Zn ‑ 69, Co ‑ 11, Pb ‑ 15, Cd – 0,16, Cu ‑ 20 мг/кг, и не превышало ПДК, за исключением цинка – содержание которого составляет 1,2 ПДК, что свидетельствует об антропогенном источнике металла, например, из материнской породы [4].

Наиболее актуальным показателем доступности растениям тяжелых металлов является содержание подвижных форм металлов в почве: Mn ‑ 74, Zn ‑ 23, Co – 0,4, Pb – 0,5, Cd – 0,06, Cu – 0,5 мг/кг почвы. Содержание всех тяжелых металлов в почве существенно ниже ПДК в несколько раз. По обеспеченности микроэлементами исследуемые почвы относятся к средне и низко-обеспеченным [1]. Наибольшей степенью подвижности в почве обладают марганец 15 % и кадмий 25 %, остальные металлы – не более 5 %.

Содержание тяжелых металлов в зерне озимой пшеницы колеблется для марганца 40-60 мг/кг, меди 2,5-4,9 мг/кг, цинка 15-28 мг/кг, кобальта 0,1-0,5 мг/кг, свинца 0,07-0,28 мг/кг. Содержание кадмия в зерне повышается находится на уровне превышающем ПДК (0,06 мг/кг для детского питания и 0,1 мг/кг для взрослого), и достигает значений 0,08-0,15 мг/кг. Одной из причин этого является высокая степень подвижности кадмия в почве и его способность замещать цинк в растениях, поскольку эти металлы обладают синергизмом.

Поэтому нами на основании эколого-токсикологического обследования было предложено новое микроудобрение для некорневой обработки растений озимой пшеницы, представляющее собой разнолигандные сукцинатно-цитратные комплексы Mn, Zn, Co и Сu.

Наиболее эффективное влияние на повышение урожайности оказала обработка микроудобрением дозой 3 л/га в фазе кущения, прирост по сравнению с контролем составил 22 %, а урожайность достигла 5,4 ц/га

Самым эффективным оказалось использование для некорневой обработки хелатов микроэлементов в фазе кущения дозой 1,5 л/га, что позволило повысить качество зерна по содержанию клейковины и белка с 4-го класса пшеницы до 3-го по содержанию клейковины до 23 % и белка до 13,7 %, и снизить содержание в зерне металлов 1-го класса опасности: свинца ‑ на 16,7 % до 0,1-0,3 мг/кг, кадмия ‑ на 14,8 % до 0,06 мг/кг по сравнению с контролем, что сделало его пригодным для детского питания.

Разработанное комплексное микроудобрение были представлено на 19-м Международном салоне изобретений и инновационных проектов «Архимед 2016», проходившем с 29 марта по 1 апреля 2016 г., где решением международного жюри были отмечено золотой медалью.

Используемые источники
1. Занозина О. Д. Получение экологически чистой зерновой продукции в условиях применения различных доз удобрений / О. Д. Занозина, И. В. Шабанова // Наука и образование в жизни современного общества: сб. науч. тр. Тамбов. 2015. С. 37-38.
2. Лебедовский И. А. Влияние микроэлементов на продуктивность и качество озимой пшеницы, возделываемой на черноземе выщелоченном западного Предкавказья / И. А. Лебедовский, И. В. Шабанова, Е. А. Яковлева // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2012. № 82(08). С. 684-695.
3. Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2003. 240 с.
4. Шеуджен А. Х. Биогеохимия / А. Х. Шеуджен. Майкоп: Адыгея, 2003. 1028 с.
Information about the project
Surname Name
Zanozina Olesya Dmitrievna; Shabanova Irina Vecheslavovna
Project title
The development and application of new complex micronutrient fertilizers to improve grain quality of winter wheat
Summary of the project
On the basis of ecological-toxicological surveys of soil and winter wheat crops on the territory of the experimental field "Kuban" has developed a new fertilizer for foliar treatment of winter wheat plants, including succinate-citrate complexes of Mn is 3.0 %, Zn 2.5 %, Cu 0.5 %, the Co of 0.04 %, borax 5.6% and Li of 0.2 %. The most effective was the use of micronutrient fertilizers in the tillering stage at the dose of 1.5 l/ha improved the quality of the grain in gluten and protein of the 4th class wheat up to 3rd, and to reduce the content of metals of the 1st class of hazard of lead and cadmium to the level of the MPC of 0.06 mg/kg, corresponding Regulations for baby food.
Keywords
Micronutrient fertilizers, chelates, cadmium, lead, winter wheat