УДК 632.5:633.15
Эффективная система гербицидов — резерв повышения качества зерна кукурузы
Червяков А. Ю.
Тюкина Е. В., кандидат сельскохозяйственных наук
Бочкарёв Д. В., доктор сельскохозяйственных наук
Смолин Н. В., доктор сельскохозяйственных наук
Никольский А. Н., кандидат сельскохозяйственных наук
Солдатов Е. О.
ФГБОУ ВО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарёва», Аграрный институт, кафедра агрономии и ландшафтной архитектуры
430904, Россия, Республика Мордовия, г. Саранск, р/п Ялга, ул. Российская, д. 37
Е-mail: BochkarevDV@yandex.ru
Исследования влияния системного применения гербицидов при ресурсосберегающей обработке почвы на качественные показатели зерна кукурузы проведены на землях ОАО «Агросоюз» Рузаевского района Республики Мордовия в 2014–2016 годах. Установлено, что обработка посевов гербицидом «Дублон» (1,2 л/га) и баковой смесью «Дублон Голд» (0,07 кг/га) + «Балерина» (0,25 л/га) способствовала повышению содержания сырого протеина в зерне до 93,67 и 94,97 г/кг соответственно. Анализ содержания жира в зерне кукурузы выявил, что наибольшим оно было в контрольном варианте. Внесение препаратов «Дублон», «Дублон Супер», «Дублон Голд» и их сочетаний с «Балериной» статистически достоверно снижало концентрацию жира. Используемые пестициды достоверного влияния на увеличение содержания крахмала в зерне кукурузы не оказывали. Содержание клетчатки снижалось: при использовании препаратов «Дублон Супер», «Дублон Голд» и «Дублон» + «Балерина» её уровень был ниже контроля на 5–10%. В результате увеличения урожайности зерна кукурузы за счёт высокой эффективности гербицидов во всех вариантах опыта возрастал сбор протеина с 0,51 до 0,75 т/га. В исследованиях также установлено, что в вариантах с применением баковых смесей гербицидов «Дублон + «Балерина» и «Дублон Голд» + «Балерина» по сравнению с контролем валовой сбор крахмала, сахара, сырого жира был наивысшим. Между содержанием в зерне кукурузы сырого протеина, клетчатки, сырого жира, сахара и крахмала наблюдалась достоверная слабая положительная зависимость. Гербициды группы «Дублон» повышали концентрацию сахара до 32,6–33,3 г/кг. В результате повышенного содержания жира в зерне кукурузы уровень валовой энергии был наивысшим в контрольном варианте — 19,37 МДж/кг. При внесении гербицидов она снижалась вследствие повышения доли белка в органическом веществе зерна кукурузы.
Ключевые слова: кукуруза, гербицид, «Дублон», «Дублон Голд», «Дублон Супер», «Балерина», качество зерна, протеин, сырой жир, сахар, крахмал, клетчатка.
Интенсивное развитие животноводства в лесостепи южной части Нечернозёмной зоны России невозможно без создания прочной кормовой базы (Кутузова, 2021). В хозяйствах этого обширного региона в последние годы кукуруза на зерно стала одной из основных фуражных культур благодаря внедрению скороспелых и ультраскороспелых гибридов, позволяющих получать высокие и стабильные по годам урожаи (Солнцева, 2019).
Следует отметить, что потенциал продуктивности культуры в условиях юга Нечернозёмной зоны полностью не реализован. Одним из препятствий получения максимально высоких урожаев является засорённость посевов (Гаврюшина, Сёмина, 2021). Применение высокоселективных гербицидов во многом позволяет решить вопрос засорённости посевов кукурузы и тем самым расширить возможность применения энерго- и ресурсосберегающих технологий производства. О высокой биологической эффективности гербицидов на посевах кукурузы говорится в работах ряда исследователей (Червяков и др., 2020; Каварнукаева, Адаев, 2012). В меньшей степени изучен вопрос о влиянии гербицидов на качественный состав зерна кукурузы. Однако известно, что сорные растения оказывают как прямое, так и косвенное отрицательное влияние на качество получаемой продукции.
Целью исследований являлось изучение качественных показателей зерна кукурузы при системном применении гербицидов.
Методика исследований. Исследования проведены на землях ОАО «Агросоюз» Рузаевского района Республики Мордовия в 2014–2016 годах. Опыт по изучению и оценке качественных характеристик зерна кукурузы при использовании гербицидов состоял из следующих вариантов: 1) «Дублон», 1,2 л/га (никосульфурон, 40 г/л); 2) «Дублон Голд», 0,07 кг/га (никосульфурон, 600 г/кг + тифенсульфурон, метил, 150 г/кг); 3) «Дублон Супер», 0,5 кг/га (дикамба, 425 г/кг + никосульфурон, 125 г/кг); 4) «Дублон», 1,2 л/га + «Балерина», 0,3 л/га (никосульфурон, 40 г/л + сложный 2-этилгексиловый эфир 2,4-Д кислоты, 410 г/л + флорасулам, 7,4 г/л); 5) «Дублон Голд», 0,07 кг/га + «Балерина», 0,25 л/га. Гербициды вносили с ПАВ «Адью» в дозе 0,2 л/га, в фазу четвёртого-пятого листа развития кукурузы. Расход рабочего раствора составлял 200 л/га. Системность применения гербицидов обеспечивалась за счёт осеннего фонового внесения «Торнадо 500» (изопропиламинная соль глифосата кислоты, 500 г/л) в норме 4 л/га.
Система обработки состояла из двукратного дискования на глубину 10–12 см и предпосевной обработки, включавшей ранневесеннее боронование и две предпосевные культивации на глубину 6–8 см. В опыте возделывался гибрид кукурузы НК Фалькон (ФАО 190). Посев широкорядный, ширина междурядий — 0,75 м. Почва опытного участка — чернозём выщелоченный тяжёлосуглинистый, содержание гумуса — 6,4%, рHсол — 6,1, P2O5 — 143 мг/кг, K2O — 196 мг/кг. Погодные условия в период проведения исследований были различными (ГТК — от 0,5 до 1,1), что типично для данной зоны с неустойчивым по годам увлажнением.
Химический состав зерна кукурузы определяли по действующим государственным стандартам при влажности зерна 14%: содержание сырого протеина в зерне — по ГОСТ Р 51417–99, сырого жира — по ГОСТ 29033–91, сырой клетчатки — по ГОСТ Р 52839–2007, крахмала — по ГОСТ 10845–98, сырой золы — по ГОСТ 26570–95.
Результаты исследований. В настоящее время самой острой проблемой в кормопроизводстве является несбалансированность кормов по содержанию переваримого протеина. Анализ данных показал высокую эффективность применяемых гербицидов в увеличении содержания сырого протеина в зерне (табл. 1).
1. Качественный состав зерна кукурузы при системном применении гербицидов (в среднем за 3 года)
Гербицид | Сырой протеин, г/кг | Сырой жир, г/кг | Сахар, г/кг | Крахмал, г/кг | Сырая клетчатка, г/кг |
Без гербицида (контроль) | 73,23 | 48,6 | 27,2 | 708 | 36,6 |
«Дублон» | 93,67 | 42,0 | 32,6 | 699 | 35,7 |
«Дублон Супер» | 86,33 | 39,9 | 33,3 | 702 | 33,0 |
«Дублон Голд» | 90,73 | 45,2 | 30,0 | 705 | 34,8 |
«Дублон» + «Балерина» | 90,57 | 42,8 | 28,8 | 711 | 34,1 |
«Дублон Голд» + «Балерина» | 94,97 | 42,6 | 29,5 | 711 | 36,0 |
НСР05 | 1,96 | 1,4 | 3,2 | Fф<Fт | 1,5 |
Наибольшее его накопление за все годы наблюдений было в вариантах с применением гербицидов «Дублон» и «Дублон Голд» + «Балерина». Прибавка к контролю составляла соответственно 27 и 30%отн.
Полученные нами результаты согласуются с данными целого ряда исследователей, в экспериментах которых применение гербицидов увеличивало концентрацию белка в зерне кукурузы (Сёмина, 2013; 2014; Бирагова, Хамзатова, 2014; Солнцева, 2019). Авторы связывают это со снижением конкуренции со стороны сорных растений и, как следствие, с лучшей обеспеченностью культуры азотом.
Жир, наряду с протеином, в кормах растительного происхождения является веществом, аккумулирующим энергию. Анализ его содержания в зерне кукурузы выявил, что наибольшим оно было в контрольном варианте. Применение гербицидов «Дублон», «Дублон Супер», «Дублон Голд» и их сочетаний с «Балериной» статистически достоверно снижало концентрацию сырого жира в зерне кукурузы от 0,3 до 1%абс, или от 7 до18 %отн. Полученные нами результаты согласуются с данными ряда исследований (Усанова, 2013; Солнцева, 2019). Это связано с тем, что жир, как правило, концентрируется в зародышевой части зерна, её доля достаточно стабильна по отношению к эндосперму, масса которого в засорённых вариантах значительно ниже.
Изучаемые препараты по-разному влияли на накопление сахара в зерне кукурузы. В вариантах с применением гербицидов «Дублон», «Дублон Супер» и «Дублон Голд» отмечалось его увеличение с 10 до 22 %. По фонам внесения других препаратов достоверных различий в сравнении с контролем не отмечено.
Изучаемые гербициды не оказывали достоверного влияния на увеличение концентрации крахмала в зерне кукурузы. Аналогичные выводы были получены в экспериментах Каварнукаевой и Адаевой (2012).
Используемые в опыте препараты достоверно снижали содержание клетчатки. В вариантах с опрыскиванием посевов кукурузы гербицидами «Дублон Супер», «Дублон Голд» и «Дублон» + «Балерина» уровень клетчатки был ниже контроля на 5–10%. В варианте с внесением препаратов «Дублон» и «Дублон Голд» + «Балерина» статистически подтверждённых различий не выявлено.
Анализ парных корреляций показателей качества показал, что достоверная положительная связь наблюдалась между содержанием сырого протеина и сахара (r2 = 0,30), сырого протеина и клетчатки (r2 = 0,37) (табл. 2).
2. Парные корреляции качественных показателей зерна кукурузы
Показатель | Сырой протеин, % | Сырой жир, % | Сахар, % | Крахмал, % | Сырая клетчатка, % |
Сырой протеин, % | 1,000 | ||||
Сырой жир, % | 0,641* | 1,000 | |||
Сахар, % | 0,551* | –0,213 | 1,000 | ||
Крахмал, % | –0,494* | 0,153 | –0,465 | 1,000 | |
Клетчатка, % | 0,615* | –0,453* | 0,182 | –0,590* | 1,000 |
Примечание: * — Р < 0,05.
Отрицательная зависимость была отмечена между содержанием крахмала и клетчатки (r2 = 0,34), сырого протеина и сырого жира (r2 = 0,41), сырого протеина и крахмала (r2 = 0,30).
Корреляционно-регрессионный анализ данных показал, что между содержанием в зерне кукурузы сырого протеина (сП), клетчатки (сКл), сырого жира (сЖ), сахара (С) и крахмала (Кр) наблюдалась достоверная умеренная связь, которая выражается следующими уравнениями регрессии:
сЖ (г/кг) = 55,9 – 0,151 × сП;
сКл (г/кг) = 19,8 + 0,186 × сП;
С (г/кг) = 18,3 + 0,137 × сП;
Кр (г/кг) = 792 – 1,101 × сП.
Полученная корреляционная зависимость свидетельствует о сопряжённости изменения показателей качества, но не о наличии их взаимозависимости. Синхронность вариаций сырого протеина, сырой клетчатки и сахара, с одной стороны, сырого протеина, сырого жира и крахмала, с другой, обусловлена изменением засорённости посевов как одним из главных внешних факторов роста и развития растений кукурузы.
Между содержанием сырого протеина, сырого жира и полученной в опыте урожайностью (У, т/га) существует достоверная сильная зависимость (n = 16, интервал урожайности зерна — от 3,28 до 12,1 т/га). Между содержанием крахмала, клетчатки и продуктивностью кукурузы установлена средняя зависимость. Содержание сахара слабо зависело от урожайности культуры. Все взаимосвязи выражаются следующими уравнениями нелинейной регрессии:
сП (г/кг) = 27,6 + 14,1У – 0,832У2 R = 0,757;
сЖ (г/кг) = 54,3 – 2,39У + 0,122У2 R = 0,732;
сКл (г/кг) = 27,6 + 14,1У – 0,832У2 R = 0,535;
С (г/кг) = 22,6 + 2,15У – 0,144У2 R = 0,382;
Кр (г/кг) = 711 – 5,27У + 0,448У2 R = 0,684.
Экстремумы функций зависимости содержания сырого протеина и крахмала от урожайности зерна кукурузы находятся в пределах 8,5–9,0 т/га. Подобная продуктивность культуры в опыте получена только при использовании гербицидов. Таким образом, применение гербицидов способствовало не только росту урожайности культуры, но и оптимизировало основные качественные показатели зерна.
Исследования показали, что уровень валовой энергии был максимальным в контрольном варианте (19,37 МДж/кг) вследствие большего содержания жира в зерне кукурузы (табл. 3). При внесении гербицидов изучаемый показатель значительно снижался. Это объясняется увеличением доли белка в органическом веществе зерна.
3. Влияние гербицидов на кормовую ценность зерна кукурузы и сбор сырого протеина, крахмала, сахара и сырого жира (в среднем за 3 года)
Вариант опыта | Энергия, МДж/кг СВ | Валовой сбор, т/га | ||||
валовая | обменная | сырого протеина | крахмала | сахара | сырого жира | |
Без гербицида (контроль) | 19,37±0,6 | 12,80±0,2 | 0,27±0,02 | 2,59±0,21 | 0,10±0,01 | 0,18±0,01 |
«Дублон» | 19,30±0,7 | 15,54±0,3 | 0,78±0,03 | 5,79±0,37 | 0,27±0,01 | 0,35±0,01 |
«Дублон Супер» | 19,23±0,7 | 13,58±0,2 | 0,80±0,03 | 6,50±0,44 | 0,31±0,02 | 0,37±0,02 |
«Дублон Голд» | 19,33±0,7 | 15,30±0,4 | 0,87±0,04 | 6,77±0,64 | 0,29±0,01 | 0,43±0,03 |
«Дублон» + «Балерина» | 19,29±0,6 | 14,74±0,3 | 0,95±0,03 | 7,44±0,54 | 0,30±0,02 | 0,45±0,03 |
«Дублон Голд» + «Балерина» | 19,29±0,6 | 15,70±0,4 | 1,02±0,02 | 7,66±0,45 | 0,32±0,02 | 0,46±0,02 |
Содержание обменной энергии в сухом веществе в контрольном варианте соответствует нормативным требованиям для 2-го класса качества зерна кукурузы (ГОСТ Р 53903-2010). Применение гербицидов увеличивало данный показатель на 6–23%. Во всех опытных вариантах с использованием средств защиты растений зерно кукурузы соответствовало 1-му классу качества.
Расчёт сбора сырого протеина с единицы площади показал, что во всех вариантах с применением гербицидов он возрастал с 0,51 до 0,75 т/га за счёт как большего накопления в единице продукции, так и увеличения урожайности.
Аналогичная закономерность прослеживалась и по валовому сбору крахмала, сахара, сырого жира. В вариантах с применением баковых смесей гербицидов «Дублон + «Балерина» и «Дублон Голд» + «Балерина» по сравнению с контролем валовой сбор изучаемых показателей был наивысшим.
Заключение. Проведённые исследования по определению качественных показателей зерна кукурузы показали, что обработка посевов гербицидами «Дублон», «Дублон Супер», «Дублон Голд», «Дублон» + «Балерина», «Дублон Голд» + «Балерина» улучшала качество зерна кукурузы за счёт повышения содержания сырого протеина, сахара, снижения содержания клетчатки, увеличения накопления энергии. Все изученные гербициды за счёт увеличения урожайности повышали выход сахара, протеина и крахмала с единицы площади.
1. Бирагова В. В. Продуктивность гибридов кукурузы отечественной и зарубежной селекции в зависимости от применения удобрений, гербицидов, биопрепаратов и новых наноудобрений / В. В. Бирагова, М. Х. Хамзатова // Известия Горского государственного аграрного университета. — 2014. — Т. 51. — № 2. — С.21–27.
2. Гаврюшина И. В. Влияние агроприёмов возделывания кукурузы на засорённость посевов и урожайность зерна / И. В. Гаврюшина, С. А. Сёмина // Сурский вестник. — 2021. — № 2 (14). — С.30–36.
3. Каварнукаева М. Х. Влияние гербицидов на урожай и качество зерна гибридов кукурузы при орошении в степной зоне ЧР / М. Х. Каварнукаева, Н. Л. Адаев // Известия Горского государственного аграрного университета. — 2012. — Т. 49. — № 3. — С.67–71.
4. Состояние и перспективы развития кормопроизводства в Нечернозёмной зоне РФ / А. А. Кутузова, А. С. Шпаков, В. М. Косолапов, Д. М. Тебердиев, В. Т. Воловик // Кормопроизводство. — 2021. — № 2. — С.3–9.
5. Сёмина С. А. Средства химизации, регуляторы роста и биохимический состав кукурузы / С. А. Семина, А. Г. Иняхин // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. — 2013. — Т. 2. — № 3 (13). — С.229–233.
6. Сёмина С. А. Удобрения, гербициды и биохимический состав кукурузы / С. А. Сёмина, Ю. А. Сёмина // «Инновационные технологии в АПК: теория и практика»: сборник статей II Всероссийской научно-практической конференции. — Пенза, 2014. — С.147–150.
7. Солнцева О. И. Действие гербицидов на химический состав корма из кукурузы / О. И. Солнцева // Агрохимический вестник. — 2019. — № 2. — С.65–67.
8. Усанова З. И. Влияние фона минерального питания и густоты стояния на величину и качество урожая кукурузы в Верхневолжье / З. И. Усанова, И. В. Шальнов // Кормопроизводство. — 2013. — № 2. — С.3–5.
9. Эффективность системного применения гербицидов в посевах кукурузы при ресурсосберегающей обработке почвы / А. Ю. Червяков, Е. В. Тюкина, Д. В. Бочкарёв, В. Д. Бочкарёв, П. Н. Власов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. — 2020. — № 3. — С.75–80.
10. ГОСТ Р 53903-2010. «Кукуруза кормовая. Технические условия».
Herbicide effectiveness — a mean to improve quality of maize grain
Chervyakov A. Yu.
Tyukina E. V., PhD Agr. Sc.
Bochkarev D. V., Dr. Agr. Sc.
Smolin N. V., Dr. Agr. Sc.
Nikolskiy A. N., PhD Agr. Sc.
Soldatov E. O.
Mordovia State University n. a. N. P. Ogarev, Agrarian Institute, Department of Agronomy and Landscape Design
430904, Russia, the Republic of Mordovia, Saransk, poselok Yalga (village), Rossiyskaya str., 37
Е-mail: BochkarevDV@yandex.ru
The investigation was carried out at the OAO “Agrosoyuz” (the Ruzaevskiy district, Republic of Mordovia) in 2014–2016. The effect of herbicide application was tested on maize under minimum tillage. Plant treatment with “Dublon” (1.2 l ha-1) as well as the mixture of “Dublon Gold” (0.07 kg ha-1) and “Balerina” (0.25 l ha-1) increased crude protein in grain up to 93.67 and 94.97 g/kg, respectively. The highest fat content was observed in the control. Application of “Dublon”, “Dublon Super”, “Dublon Gold” and their mixtures with “Balerina” significantly reduced fat accumulation. The preparations had no significant impact on starch formation. “Dublon Super”, “Dublon Gold” and “Dublon” + “Balerina” reduced fiber content by 5–10%. As a result of herbicide use grain productivity increased, and protein yield raised from 0.51 to 0.75 l ha-1. Mixtures of “Dublon” + “Balerina” as well as “Dublon Gold” + “Balerina” provided the highest gross yields of starch, sugar, and crude fat. Significant positive correlation was observed among crude protein, fiber, fat, sugars and starch. The “Dublon” herbicides positively affected sugar concentration up to 32.6–33.3 g/kg. Due to higher fat content gross energy yield was the highest in the control — 19.37 MJ/kg. Herbicide treatment reduced gross energy due to the higher protein content in grain organic matter.
Keywords: maize, herbicide, “Dublon”, “Dublon Gold”, “Dublon Super”, “Balerina”, grain quality, protein, crude fat, sugar, starch, fiber.
References
1. Biragova V. V. Produktivnost gibridov kukuruzy otechestvennoy i zarubezhnoy selektsii v zavisimosti ot primeneniya udobreniy, gerbitsidov, biopreparatov i novykh nanoudobreniy / V. V. Biragova, M. Kh. Khamzatova // Izvestiya Gorskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2014. — Vol. 51. — No. 2. — P.21–27.
2. Gavryushina I. V. Vliyanie agropriemov vozdelyvaniya kukuruzy na zasorennost posevov i urozhaynost zerna / I. V. Gavryushina, S. A. Semina // Surskiy vestnik. — 2021. — No. 2 (14). — P.30–36.
3. Kavarnukaeva M. Kh. Vliyanie gerbitsidov na urozhay i kachestvo zerna gibridov kukuruzy pri oroshenii v stepnoy zone ChR / M. Kh. Kavarnukaeva, N. L. Adaev // Izvestiya Gorskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2012. — Vol. 49. — No. 3. — P.67–71.
4. Sostoyanie i perspektivy razvitiya kormoproizvodstva v Nechernozemnoy zone RF / A. A. Kutuzova, A. S. Shpakov, V. M. Kosolapov, D. M. Teberdiev, V. T. Volovik // Kormoproizvodstvo. — 2021. — No. 2. — P.3–9.
5. Semina S. A. Sredstva khimizatsii, regulyatory rosta i biokhimicheskiy sostav kukuruzy / S. A. Semina, A. G. Inyakhin // XXI vek: itogi proshlogo i problemy nastoyashchego plyus. — 2013. — Vol. 2. — No. 3 (13). — P.229–233.
6. Semina S. A. Udobreniya, gerbitsidy i biokhimicheskiy sostav kukuruzy / S. A. Semina, Yu. A. Semina // “Innovatsionnye tekhnologii v APK: teoriya i praktika”: sbornik statey II Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. — Penza, 2014. — P.147–150.
7. Solntseva O. I. Deystvie gerbitsidov na khimicheskiy sostav korma iz kukuruzy / O. I. Solntseva // Agrokhimicheskiy vestnik. — 2019. — No. 2. — P.65–67.
8. Usanova Z. I. Vliyanie fona mineralnogo pitaniya i gustoty stoyaniya na velichinu i kachestvo urozhaya kukuruzy v Verkhnevolzhe / Z. I. Usanova, I. V. Shalnov // Kormoproizvodstvo. — 2013. — No. 2. — P.3–5.
9. Effektivnost sistemnogo primeneniya gerbitsidov v posevakh kukuruzy pri resursosberegayushchey obrabotke pochvy / A. Yu. Chervyakov, E. V. Tyukina, D. V. Bochkarev, V. D. Bochkarev, P. N. Vlasov // Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2020. — No. 3. — P.75–80.
10. GOST R 53903-2010. “Kukuruza kormovaya. Tekhnicheskie usloviya”.