Влияние НаноКремния на продуктивность свеклы столовой

Проведенные за последние десятилетия исследования, посвященные роли кремния и его соединений в почвенных процессах, резко расширили круг возможных областей применения природных кремнеземов в этой отрасли. Минералы кремния рассматривают, как источник растворимого кремнезема, который играет важную роль в формировании плодородия почв, повышении продуктивности растений и их устойчивости к болезням и вредителям.

Кремний играет большую роль в метаболизме растений, слагает их скелетную часть, позитивно воздействует на прочность стеблевого компонента. Баланс кремния в агроэкосистемах всегда отрицательный, для его восполнения необходимо внесение кремниевых удобрений. Поскольку отечественная промышленность их не выпускает, большое значение приоб ретают природные источники доступного кремния.

Кремний буквально окружает нас. Он содержится в почве, воде, воздухе и, соответственно, во всех растениях. Основная функция кремния – это защита растений от негативных факторов среды: перепада температуры, дефицита воды, заболеваний, вредителей, засоления почвы, недостатка элементов питания и др. Это достигается его активным участием в обмене веществ, он повышает синтез сложных органических веществ (белков, жиров, углеводов), активность ферментов, содержание пигментов и активность фотосинтеза, поступление элементов питания из почвы.

Он также повышает механическую прочность растительных тканей и увеличивает плотность листовой пластинки за счет образования кремнецеллюлезного слоя, который препятствует проникновению патогенов внутрь растений и затрудняет питание колюще-сосущих вредителей. Чем выше содержание кремния в растениях, тем выше их устойчивость к негативным факторам среды. Это связано с его способностью активизировать собственные защитные механизмы растений.

Основным источником кремния является почва, где он представлен различными модификациями двуокиси кремния (кварц, кристаболит, опал, халцедон, алюмосиликаты и др.), которые недоступны растениям.

Растения усваивают кремний в основном в форме монокремниевой кислоты. Для нормального развития растений ее содержание должно быть не менее 20 мг/кг почвы, однако ее количество чаще всего ниже этого значения. Кремний участвует в процессе образования гумуса, улучшает влагоемкость, емкость обмена и буферность легких почв, агрегированность частиц почвы.

Внесение кремневых удобрений увеличивает подвижность фосфориона, содержание фосфорной кислоты, что улучшает обеспеченность растений фосфором, и снижает потребность в фосфорных удобрениях. Наряду с этим повышается эффективность использования фосфоритной муки.

Кремний повышает эффективность азотных удобрений и снижает токсичность тяжелых металлов.

НаноКремний – это препарат с частицами активного кремния размером от 0,005 мкм, без дополнительных примесей. Наночастицы в составе препарата составляют 50%. Также удобрение содержит более крупные включения кремниевых кислот, полиэтиленоксид и микроэлементы (железо, цинк, медь) – последних в составе не более 10%.

Кремний для растений – экологически чистое удобрение, пришедшее на замену пестицидам. Потенциал препарата привлекает к нему внимание ученых-биологов. Они выяснили, что данный элемент, хотя и не входит в двадцатку необходимых, без которых нормальное развитие растений невозможно, но способен существенно повлиять на плодородность грунта и его состав. Почва с дефицитом кремниевых кислот имеет низкий уровень других минералов, т. к. сокращение аморфного кремнезема способствует деградации почвенного органического вещества.

Столовая свекла является одной из ведущих овощных культур, возделываемой в нашей стране. Однако данные по применению кремнийсодержащих препаратов в качестве удобрения при возделывании столовой свеклы широко не известны.

Цель работы – изучить влияние НаноКремния на рост, развитие и урожайность столовой свеклы. Для реализации программы исследований нами был проведен полевой опыт в Городищенском районе Волгоградской области по влиянию НаноКремния на уровень и качество урожая столовой свеклы.

Сорт/Гибрид Кестрел

Варианты опыта:

1. минеральные удобрения (N90P90K90) – фон;

2. фон + НаноКремний 100 гр/га (фаза 2-3 пары настоящих листьев) + НаноКремний 100 гр/га (фаза активный рост-начало формирования корнеплода).

Исследования проводились в полевом опыте в соответствии с основными требованиями к их проведению по Б. А. Доспехову.

Исследованиями установлено (табл. 1), что продуктивность столовой свеклы по вариантам находилась в пределах от 44,88 до 44,10 т/га, причем на вариантах с внесением препарата Нанокремний данный показатель был достоверно выше по сравнению с контрольным вариантом без внесения НаноКремний (на 0,78 т/га).

Необходимо отметить, что в данном опыте в течение всего вегетационного периода по результатам визуальной оценки растения столовой свеклы на опытных вариантах были более устойчивы к стрессу воздушной и почвенной засухе, что в конечном итоге отразилось на величине урожая. Таким образом, внесение препарата НаноКремний на фоне минеральных удобрений оказало положительное влияние на урожайность столовой свеклы. Учетами установлено, что вес стандартного корнеплода на опытных вариантах с внесением НаноКремния был выше по сравнению с контрольным вариантом, что можно объяснить способностью кремнийсодержащих удобрений, в частности НаноКремния, высвобождать фосфор из почвенно-поглощающего комплекса и переводить его в доступную для растений форму, а также способствовать повышению устойчивости растений к биотическим и абиотическим стрессам. Вес нестандартного корнеплода практически не зависел от внесения НаноКремния. В целом товарность корнеплодов столовой свеклы отмечена на уровне 84 % с незначительным увеличением на опытных вариантах.

Полученные корнеплоды достоверно превышают контроль по диаметру, длине и массе.

При уборке столовой свеклы отмечено, что урожайность ботвы была прямо пропорциональна урожайности корнеплодов. Так, на опытных вариантах она была выше по сравнению с контролем на 0,21 т/га. Следует отметить, что вес ботвы стандартного корнеплода практически не зависел от дозы внесения НаноКремния.

Таким образом, при внесении НаноКремния 100 гр/га (фаза 2-3 пары настоящих листьев) + НаноКремний 100 гр/га (фаза активный рост – начало формирования корнеплода) на фоне минеральных удобрений повышает урожай листьев столовой свеклы в целом, что в свою очередь способствовало более высокому накоплению органического вещества и повышению урожайности.

Выводы

Применение НаноКремния 100 гр/га (фаза 2-3 пары настоящих листьев) + НаноКремний 100 гр/га (фаза активный рост – начало формирования корнеплода) в качестве удобрения при возделывании столовой свеклы в условиях Нижнего Поволжья повышает урожайность столовой свеклы на 0,78 т/га, товарность получаемой продукции, массу стандартного корнеплода и выход побочной продукции.

Иванченко Т.В., к. с.-х. н., ведущий научный сотрудник ФНЦ агроэкологии РАН f