CC BY
34
DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10904
УДК633.12
Действие и последействие минеральных удобрений на урожайность гречихи в Предуральской степи Республики Башкорстан
Ф. Ф. МАГАФУРОВА, В. В. ХУСНУТДИНОВ, Ф. А. ДАВЛЕТОВ
Башкирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Уфимского федерального исследовательского центра РАН, ул. Р. Зорге, 19, Уфа, Республика Башкортостан, 450059, Российская Федерация
Резюме. В условиях Предуральской степи в 2012-2016 гг проведены исследования с целью сравнения эффективности влияния прямого действия и последействия минеральных удобрений на формирование урожая замыкающей севооборот культуры гречихи. Почва опытных участков - чернозем карбонатный выщелоченный с содержанием гумуса 7,7.. .8,3 %, рН - 6,5.. .7,2. Различные дозы удобрений вносили непосредственно под гречиху, а также под первую или вторую (в зависимости от варианта) культуру в севообороте со следующим чередованием: пар - озимая тритикале - яровая пшеница - горох - гречиха. Выявлено высокое содержание нитратов в почве в начале и конце вегетации и их активное потребление растениями в период «цветение-начало созревания». Расход фосфора был незначительным. С завершением вегетации количество подвижных форм этого элемента в почве увеличивалось с 12,6 до 19,9 мг/100 г в результате пополнения из основных запасов почвы. Содержание обменного калия изменялось незначительно (5.8 мг/100 г). Наибольшее увеличение сбора семян гречихи (0,9.3,2 ц/га) отмечено в вариантах с внесением фосфорного и полного минерального удобрения под планируемый урожай 20 ц/га. При внесении удобрений под озимую тритикале (первая культура в севообороте) содержание фосфора в почве перед посевом гречихи составляло 24,1.27,8 мг/100 г калия - 9,8.10,3 мг/100 г под яровую пшеницу (вторая культура) - 22,6.28,2 мг/100 г и 12,5.12,8 мг/100 г почвы соответственно. Прибавки от последействия минеральных удобрений в среднем находились на уровне 2,0.3,1 ц/га, что сопоставимо с эффектом от прямого их действия (3,2 ц/га). При дефиците минеральных удобрений можно планировать использование их высоких норм один раз в 4.5 лет, а в севооборотах с короткой ротацией вносить под наиболее важную культуру. Ключевые слова: гречиха (Fagopyrum esculentum Moench), минеральные удобрения, условия вегетации, урожайность, содержание элементов питания.
Сведения об авторах: Ф. Ф. Магафурова, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией; В. В. Хуснутдинов, главный агроном (е-mail: valir80@mail.ru); Ф. А. Давлетов, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией.
Для цитирования: Магафурова Ф. Ф., Хуснутдинов В. В., Давлетов Ф. А. Действие и последействие минеральных удобрений на урожайность гречихи в Предуральской степи Республики Башкорстан // Достижения науки и техники аПк. 2019. Т. 33. № 9.
C. 21-23. DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10904.
Effect and Aftereffect of Mineral Fertilizers on Buckwheat Productivity in the Ural Steppe of the Republic of Bashkorstan
F. F. Magafurova, V. V. Khusnutdinov, F. A. Davletov
Bashkiria Research Agricultural Institute, Ufa Federal Research Center, RAS, ul. R. Zorge, 19, Ufa, Respublika Bashkortostan, 450059, Russian Federation
Abstract. The studies were conducted under the conditions of the Ural steppe in 2012-2016. The purpose was to compare the effectiveness of direct action and the aftereffect of mineral fertilizers on the yield formation of buckwheat closing the crop rotation. The soil of the experimental plots was carbonate leached chernozem with a humus content of 7.7-8.3%; pH amounted to 6.5-7.2. Fertilizers at various doses were applied directly under buckwheat, as well as under the first or second crop (depending on the variant) in the crop rotation: fallow - winter triticale - spring wheat - pea - buckwheat. High content of nitrates in the soil at the beginning and the end of the growing season and their active consumption by plants during the flowering - early ripening period were revealed. The consumption of phosphorus was insignificant. With the completion of the growing season, the number of mobile forms of this element in the soil increased from 12.6 mg/100 g to 19.9 mg/100 g as a result of replenishment from the main soil reserves. The content of metabolic potassium changed slightly (5-8 mg/100 g). The largest increase in buckwheat seed harvest (90-320 kg/ha) was noted in the variants with the application of phosphorus and full mineral fertilizers under the planned yield of 2.0 t/ha. When applying fertilizer under winter triticale (the first crop in the rotation), the phosphorus content in the soil before sowing buckwheat was 24.1-27.8 mg/100 g; the content of potassium was 9.8-10.3 mg/100 g; when applying fertilizer under spring wheat (the second crop) the phosphorus and potassium content in the soil was 22.6-28.2 mg/100 g and 12.5-12.8 mg/100 g of soil, respectively. The average increases resulting from the aftereffect of mineral fertilizers application amounted to 200-310 kg/ha, which was comparable to the effect of their direct action (320 kg/ha). With a deficit of mineral fertilizers, it was possible to plan the use of their high doses once every 4-5 years and to apply them under the most important crop in a crop rotation with a short rotation. Keywords: buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench); mineral fertilizers; vegetation conditions; yield; nutrient content. Author Details: F. F. Magafurova, Cand. Sc.(Agr.), head of laboratory; V. V. Khusnutdinov, chief agronomist (е-mail: valir80@mail.ru); F. A. Davletov
D. Sc. (Agr.), head of laboratory.
For citation: Magafurova F F., KhusnutdinovV V., DavletovF A. Effect and Aftereffect ofMineral Fertilizers on Buckwheat Productivity in the Ural Steppe of the Republic of Bashkorstan. DostizheniyanaukiitekhnikiAPK. 2019. Vol. 33. No. 9. Pp. 21-23 (in Russ.). DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10904.
Среди возделываемых в Республике Башкортостан культур, значительное место занимает гречиха. Традиционно она замыкает севооборот, испытывая при этом влияние всех предыдущих агротехнических приемов. Накоплен огромный экспериментальный материал по влиянию минеральных удобрений на формирование урожая сельскохозяйственных культур. Однако проблема оптимизации минерального питания растений еще далека от разрешения.
В последние годы нормы внесения минеральных удобрений уменьшились. В этих условиях особое значение приобретает необходимость повышения их отдачи.
По вопросу минерального питания и удобрения гречихи в литературе нет единого мнения. В частности, недостаточное внимание уделяется тому, что при позднем посеве этой культуры в почве успевает накопиться значительное количество доступных элементов минерального питания. В ряде случаев это может послужить причиной различий в эффективности удобрений, вносимых под гречиху. В то же время некоторые авторы отмечают весьма высокую отзывчивость культуры на внесение удобрений при оптимальных сроках посева, в этом случае ее урожайность может достигать 50 ц/га [1].
Главным критерием оценки эффективности применения минеральных удобрений служит величина урожая. В связи с этим их оптимальные нормы необходимо обосновывать ее доказанной прибавкой [2].
Анализ динамики содержания подвижных форм азота, фосфора и калия в почве в течение вегетации дает возможность определить обеспеченность растений питательными веществами в разные периоды развития и выбрать оптимальные приемы их регулирования.
Цель исследований - сравнить эффективность прямого действия и последействия минеральных удобрений на формирование урожая замыкающей севооборот культуры гречихи в условиях Предуральской степи.
Условия, материалы и методы. Работу проводили в 2012-2016 гг. на базе Чишминского селекционного центра. Опыты были заложены на выщелоченных карбонатных черноземах (содержание гумуса - 7,7.. .8,3 %, рН - 6,5.. .7,2) в севообороте со следующим чередованием культур: пар -озимая тритикале - яровая пшеница - горох - гречиха.
Агротехника и методика проведения исследований общепринятая. В первом эксперименте изучали динамику нитратного азота, доступных форм Р2О5 и К2О в пахотном слое почвы при внесении разных норм удобрений (без удобрений - контроль; Р60; ^0Р60; ^0Р60К20; на планируемую урожайность 20 ц/га - ^5Р83К98) непосредственно под гречиху. Повторность 3-х кратная, учетная площадь делянки - 30 м2.
Схема второго эксперимента предусматривала два варианта использования высоких доз удобрений: под озимую тритикале (без удобрений - контроль; на планируемую урожайность 50 ц/га - ^9Р158К146 и 70 ц/га - ^^Р^К^) и под яровую пшеницу (без удобрений - контроль; рекомендуемые нормы - ^5РЮК30), на планируемую урожайность 40 ц/га - ^5Р116К89 31 50 ц/га - ^9Р170К131). Повторность 4-х кратная, учетная площадь делянки - 30 м2.
Удобрения вносили под предпосевную культивацию вручную вразброс поделяночно. Нормы рассчитывали балансовым методом с учетом содержания питательных веществ в пахотном слое почвы. Математическую обработку результатов опытов проводили по Б. А. Доспехову [3].
Семенная продуктивность - один из показателей адаптивности вида к климатическим факторам [4]. Метеорологические условия в годы исследований были различными. Вегетационный период 2012 г. в целом выдался умеренно засушливым и теплым. В июне условия для роста и развития гречихи сложились благоприятно, в июле с началом цветения установилась жаркая сухая погода, способствовавшая хорошему опылению и завязыванию плодов.
Лето 2013 г. было влажным, с избытком дождей в отдельные периоды вегетации. За июнь выпало 115,7 мм осадков при норме 58 мм, сумма температур составила 595 °С при норме 533 °С. Июль и август выдались прохладными с суммой осадков практически на уровне нормы.
Метеоусловия 2014 г. отличались засухой в период «посев-начало цветения». Осадков выпало 40,4 мм (58 мм), сумма среднесуточных температур составила 445,8 °С. Осадки в количестве 100,2 мм, выпавшие в июле и августе, смягчили отрицательное влияние высоких температур этих месяцев.
Особенностью режима увлажнения 2015 г. стало то, что при дефиците осадков в июне их количество в конце июля и первой декаде августа превысило норму (26,7 мм и 23,0 мм соответственно в июле и 29,2 мм и 16,0 мм в августе). При этом первые и третьи декады июня и июля были жаркими, а во вторых декадах этих месяцев отмечали недобор тепла.
Вегетационный период 2016 г. характеризовался небольшим количеством осадков - 47,5 мм в июне и 19,2 мм в
июле при среднемноголетних показателях соответственно 58 и 63 мм. Суммы температур этих месяцев значительно превышали норму.
Результаты и обсуждение. В ходе исследований установлено, что ко времени посева гречихи благодаря нитрификационным процессам в почве успеваетнакопиться достаточное количество нитратов, которые сглаживают эффект от внесенных под посев азотных удобрений.
По мере роста и развития гречихи потребление нитратов увеличивается, содержание их снижается с 2,1. 3,7 мг/100 г почвы в фазе бутонизации до наименьшего уровня - 1,6...1,9 мг/100 г почвы ко времени цветения (табл. 1). После прекращения усвоения азота растениями содержание нитратов в почве в фазе полной спелости возрастает до 2,7.4,3 мг/100 г.
Таблица 1. Влияние минеральных удобрений, внесенных под гречиху, на пищевой режим почвы
Норма удобрений
Содержание питательных веществ по фазам развития, мг/100_ г почвы
N0,
кр
Без удобрений р
60 N Р
40 60
N Р К
40„60 20
N Р К
65 83 98
Без удобрений
Р60 N Р
40 60
N Р К
40 60 20
N Р К
65 83 98
Без удобрений Р
60 N Р
^°Р60 К
Бутонизация
3,7 10,1 7,4
3.0 13,7 6,5
2.7 13,7 6,7 3,3 15,9 6,6
2.1 15,9 6,3 Цветение
1,6 13,0 6,3
1.8 14,4 6,5 1,6 16,7 6,7
1.9 9,4 6,5
1.6 10,5 8,0 Полная спелость
4,3 12,6 6,0
4,1 15,2 6,7
2.7 14,8 5,0 3,0 19,4 5,7 2,7 19,9 5,9
При анализе содержания Р2О5 в почве в период бутонизации был выявлен рост количества подвижного фосфора с 10,1 мг/100 г почвы в контроле до 15,9 мг/100 г почвы на фоне полного минерального удобрения. В то же время в фазе цветения в наиболее удобренных вариантах происходило самое значительно снижение величины этого показателя на 5,4.6,5 мг/100 г почвы, тогда как на остальных делянках она наоборот возрастала на 0,7.3,0 мг/100 г почвы. Это, вероятно, можно объяснить формированием на лучше удобренных делянках большей биомассы растений. С завершением вегетации количество подвижного фосфора в почве увеличилось до 12,6.19,9 мг/100 г почвы. Содержание обменного калия в почве при различных нормах внесения удобрений в период вегетации гречихи изменялось незначительно - от 5 до 8 мг/100 г почвы.
Урожайность гречихи, а также прибавка от удобрений по годам складывались по-разному. В годы с плохими для этой культуры условиями опыления, когда на фоне накопления
Таблица 2. Влияние минеральных удобрений на урожайность гречихи (2012-2016 гг.), ц/га
Норма внесения удобрений
Без удобрений Р
60 N Р
40 60
N Р К
40 60 20
На планируемый урожай
20 ц/га (^5Р83К98) НС^
Урожайность, ц/га
Прибавка, %
17,3 —
18,2 5,2
17,9 3,5
17,9 3,5
20,5 18,5
0,8
Таблица 3. Содержание минеральных элементов в почве при однократном внесении высоких норм удобрений в севообороте, мг/100 г почвы
Вариант удобрения предшественника Азот Фосфор Калий
аммиачный нитратный
под озимую тритикале
Без удобрений 0,87 1,14 20,3 9,25
Под урожайность 50 ц/га (М79Р158К) Под урожайность 70 ц/га (М189Р298К229) 0,63 1,24 24,1 9,75
0,96 1,03 27,8 10,25
под озимую пшеницу
Без удобрений 1,20 1,78 20,5 11,75
Рекомендуемая норма (М35Р6аК30) Под урожайность 40 ц/га (К135Р116К89) 0,83 2,24 20,2 12,75
1,08 2,03 22,6 12,75
Под урожайность 50 ц/га (М^Р^К.,9.,) 1,56 1,52 28,2 12,50
большой вегетативной массы наблюдали низкую завязы-ваемость плодов вследствие продолжительных дождей в период цветения или засухи во время налива зерна, отмечено слабое действие минеральныхудобрений науровень урожая. В среднем за период исследований статистически достоверная прибавка урожая была сформирована при внесении фосфорного и полного минерального удобрения в расчете на планируемую урожайность гречихи 20 ц/га (табл. 2).
Таблица 4. Влияние последействия удобрения предшественника на урожайность гречихи, ц/га
Вариант удобрения предшественника 2013 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г. Среднее
Озимая тритикале
Без удобрений 8,4 10,8 20,9 19,4 14,9
Под урожайность 50 ц/га (N79P K) Под урожайность 70 ц/га (N189P298K) 9,3 11,5 23,3 21,0 16,3
9,8 12,5 24,1 23,5 17,5
Н 189 298 229 1,4 1,1 2,6 2,1
Яровая пшеница
Без удобрений 20,6 11,3 9,2 22,7 16,0
Рекомендуемая норма (М35Р6„К30) Под урожайность 40 ц/га (М35Р1.|6К89) 21,7 13,3 12,7 23,4 17,8
22,1 13,4 15,0 24,3 18,7
Под урожайность 50 ц/га (М89Р17|1К191) 25,7 14,7 17,2 25,6 20,8
НСР05 2,5 2,2 1,2 2,4
В системе удобрений слабо изучен вопрос последействия высоких норм минеральных удобрений, который имеет большое значение для гречихи как культуры, замыкающей севооборот и хорошо использующей почвенные запасы элементов минерального питания.
При внесении удобрений под озимую тритикале содержание фосфора в пахотном слое почвы перед посевом гречихи было больше, чем по неудобренному предшественнику: на фоне естественного плодородия -
20,3 мг/100 г почвы, N79P158K146
- 24 1 N P K
' 189 298 229
27,8 мг/100 г (табл. 3). Аналогично, но несколько меньше возрастала обеспеченность почвы калием. По содержанию азота закономерных изменений не установлено.
Нормы удобрений под яровую пшеницу были ниже, чем под озимую тритикале, однако и в этом случае наблюдали большую разницу по содержанию элементов питания в
почве перед посевом гречихи в зависимости от варианта. Закономерностей влияния однократного внесения высоких норм удобрений в севообороте на содержание минеральных форм азота в пахотном слое почвы в этом варианте также не установлено. Обеспеченностьпочвы доступными формами фосфора на делянках с внесением под яровую пшеницуудобрений на планируемую урожайность 40 и 50 ц/га была выше, чем без их использования, на 2,1.. .7,7 мг/100 г почвы. Изменение содержания обменного калия в пахотном слое почвы происходило в меньших размерах и практически на одинаковую величину, хотя дозы калийных удобрений по вариантам составляли от 30 до 131 кг/га. В целом последействие удобрений, внесенных под планируемые урожаи озимой тритикале (четвертый год) и яровой пшеницы (третий год), было сопоставимым.
Прибавка урожая гречихи при внесении удобрений под первую культуру севооборота (озимая тритикале) составилав среднем за 4 года1,4.. .2,6 ц/га, или 9,4.17,4 %. При этом достоверной она была только на фоне последействия наиболее высоких норм (табл. 4).
Эффект от удобрений, внесенных под вторую культуру севооборота (яровая пшеница), был выше. Необходимо отметить, что в этом варианте опыта растения гречихи испытывали последействие третьего, а не четвертого года. В результате, несмотря на то, что нормы удобрения были меньше, прибавки урожая гречихи от их последействия составили 1,8.4,8 ц/га.
Выводы. При внесении высоких норм минеральных удобрений под планируемые урожаи сельскохозяйственных культур, необходимо учитывать возможность использования их последействия. Прибавки урожайности гречихи от последействия удобрения озимой тритикале (четвертый год) и яровой пшеницы (третий год), равные в среднем соответственно 2,0 и 3,1 ц/га, немногим уступают прибавке от прямого удобрения культуры (3,2 ц/га). Следовательно, при дефиците минеральных удобрений можно планировать использование их высоких норм один раз в 4.5 лет, а в севооборотах с короткой ротацией вносить под наиболее важную культуру.
Литература.
1. Миннуллин Г. С. Макро- и микроэлементное питание масличных культур. Казань: Казанский ГУ, 2008. С. 86-87.
2. Повышение продуктивности и качества семян сои за счет интенсификации азотфиксации / Н. В. Парахин, А. А. Осин, М. В.Донская и др. // Сельскохозяйственная биология. 2014. № 2. С. 118-122.
3. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985. 236 с.
4. Клыков А. Г., Моисеенко Л. М. Морфологические особенности некоторых видов Fagopyrum (Polygonaceae) при интродукции в Приморском крае//Сельскохозяйственная биология. 2014. № 1. С. 109-113.
References
1. Minnullin GS. Makro- i mikroelementnoe pitanie maslichnykh kul'tur [Macronutrient and trace element nutrition of oilseeds]. Kazan' (Russia): Kazanskii GU; 2008. p. 86-7. Russian.
2. Parakhin NV, Osin AA, Donskaya MV, et al. [Improving the productivity and quality of soybean seeds due to the intensification of nitrogen fixation]. Sel'skokhozyaistvennaya biologiya. 2014;2:118-22. Russian.
3. DospekhovBA. Metodika polevogo opyta [Field experiment methodology]. Moscow: Kolos; 1985. 236p. Russian.
4. Kykov AG, Moiseenko LM. [Morphobiological features of some forms of Fagopyrum (Polygonaceae) introduced in the Primorskii Krai]. Sel'skokhozyaistvennaya biologiya. 2014;1:109-13. Russian.
