CC BY
11
УДОБРЕНИЕ И УРОЖАЙ
УДК 631.559:632.1(571.11) DOI: 10.24411/1029-2551-2020-10081
ДЕЙСТВИЕ УДОБРЕНИЙ В РАЗНЫХ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЯХ В СТАЦИОНАРНОМ ОПЫТЕ КУРГАНСКОГО НИИСХ
О.В. Волынкина, к.с.-х.н.
Уральский ФАНИЦ УрО РАН, e-mail: kniish@ketovo.zaural.ru
Рассмотрен ход формирования урожая зерновых культур в зернопропашном севообороте в разных погодных условиях. Эти данные были сопутствующими исследованиями в стационарном эксперименте, проведенном на Центральном опытном поле Курганского НИИСХ. Подсчетом коэффициентов корреляции оценена связь между накоплением сухого вещества и урожайностью культур и их зависимость от нескольких факторов погоды. Влияние удобрения сравнивали при внесении одного азота и в сочетании с фосфором. Азотно-фосфорное удобрение имело большое преимущество перед односторонним применением азота, что проявилось в 1-й период опыта в севообороте и во 2-й - на бессменной пшенице по стерне.
Ключевые слова: зернопропашной севооборот, накопление массы растений по фазам роста, связь массы и урожайности между собой и с факторами погоды, азотное и фосфорное удобрения, Курганская область.
FERTILIZERS ACTION UNDER DIFFERENT WEATHER CONDITIONS AT STATIONARY EXPERIMENT OF THE KURGAN SRI FOR AGRICULTURE
Ph.D. O.V. Volynkina
Ural Federal Agrarian Research Center of the Ural Branch of the RAS, е-mail: kniish@ketovo.zaural.ru
The course of the formation of the grain crop in the grain-row crop rotation in different weather conditions is presented. These data were accompanying studies in a stationary experiment conducted at the Central experimental field of the Kurgan Scientific-Research Institute of Agriculture. By calculating the correlation coefficients, the dependence ofdry matter accumulation and crop yield on several weather factors was estimated. The effect of fertilizer was compared with the addition of nitrogen alone and in combination with phosphorus. Nitrogen-phosphorus fertilizer had a great advantage over the unilateral use of nitrogen, which was manifested in the 1st period of the experiment in crop rotation and in the 2nd - on permanent wheat on stubble.
Keywords: grain-row crop rotation, mass accumulation of plants by growth phases, the relationship of mass and yield between themselves and weather factors, nitrogen and phosphorus fertilizers, the Kurgan region.
Погодные условия регулируют рост и развитие сельскохозяйственных культур. Размеры использования питательных элементов из почвенных запасов и удобрений всецело определяются суммой осадков за вегетацию и их распределением по фазам роста. Е.А. Иванюшиным [1] при анализе погодных условий в северной лесостепи Курганской области за 52 года (1950-2002 гг.) сделано разделение лет по уровню ГТК за май-август. Оно было таким: сухие -менее 0,6, засушливые - 0,7-0,8, полузасушливые -0,9-1,0, полувлажные - 1,0-1,1, влажные - 1,2-1,4 и избыточно влажные - более 1,5. По мере перехода от сухих лет к влажным средняя урожайность пшеницы в основном возрастала. В более или менее благоприятные годы попали 39 лет из 52 (75%). Однако коэффициенты корреляции урожайности с погодой за май-август внутри этих групп были низкими за исключением 6-й группы (г = 0,73). Следовательно,
только усредненные урожаи создавали стройную картину изменения урожаев под влиянием погоды.
Центральная зона Курганской области (южная лесостепь), где расположено Центральное опытное поле Курганского НИИСХ, отличается частым повторением июньской засухи [2]. При разделении 49 лет (1971-2019 гг.) в центральной зоне Курганской области шесть вышеназванных типов погодных условий за май-август занимали следующую долю в процентах: 1-я группа лет - 20; 2-я - 18; 3-я - 12; 4-я - 18; 5-я - 28 и 6-я - 4. Можно объединить годы с возможным более полноценным ростом и развитием растений, доля таких лет ограничена 62%. В сухие годы с очень низким ГТК за май-август (0,30-0,61) попало 20% лет, в засушливые (0,68-0,80) - 18%.
Взятый для анализа срок (49 лет) относится к проведению стационарного опыта, данные по которому будут приведены в статье за разные группы
лет. Опыт проводят в севообороте без пара и на бессменной пшенице, то есть в условиях высокой потребности растений в азоте. Азот полнее используется при достаточном содержании в почве фосфора. В литературе приводится много примеров об улучшении действия азота с помощью фосфорного удобрения, а также указано, что оно одновременно еще и повышает устойчивость культур к засухе [3]. По данным [4], на выщелоченном черноземе окупаемость азота за счет оптимизации фосфорного питания повышалась с 5,3 до 10,8 кг/кг. Аналогичные результаты получены в исследованиях, проведенных в Казахстане [5], где с повышением обеспеченности пшеницы фосфором произошло удвоение прибавки с достижением ее величины до 7 ц/га.
В земледелии России в последние годы отмечается отрицательный баланс азота. При суммарном его выносе культурами 3 млн. т с минеральными удобрениями вносится 1,5 млн. т, с другими источниками 0,97 млн. т [6]. При этом фосфорные удобрения применяют в небольшом объеме. С.А. Шафран и Н.А. Кирпичников [7] назвали индекс поступления фосфора в сельскохозяйственное производство России в 1991-2015 гг., который ограничивался дозой Р23 с отрицательным балансом -12. Отрицательный баланс по каждому из элементов питания ведет к определенной степени снижения показателей почвенного плодородия, что отражается на продуктивности пашни. Урожайность сельскохозяйственных культур служит интегральным индикатором плодородия почвы [8].
Цель исследований - показать по данным стационарного опыта изменчивость формирования урожайности культур под влиянием погодных условий и роль разного состава удобрений в этом процессе, а также подчеркнуть значение обеспеченности растений фосфором в эффективности азотного удобрения на выщелоченном черноземе с низким исходным содержанием подвижного фосфора.
Объекты и методы. Эксперимент заложен в Курганском НИИСХ в 1971 г. В.И. Волынкиным по схеме, изложенной в работе [9]. Опыт имел 3 закладки (1971, 1972, 1973 гг.), позднее исследования вели в двух из них. В статье показаны материалы, полученные в закладке 1971 г. и частично 1972 г. С 1993 г. исполнитель - О.В. Волынкина. На публикацию результатов 1971-1992 гг. автором опыта дано разрешение. Эксперимент вели в два периода. Сначала в течение 7 ротаций (1971-1998 гг.) изучали состав удобрения и дозы азота в севообороте кукуруза-пшеница-пшеница-овес при ежегодной вспашке. После 7 ротаций севооборот заменен бессменной пшеницей по стерневому фону (1999-2019 гг.) с исследованием тех же вопросов. Такой агрофон необходимо было изучить, поскольку он распространился в земледелии Курганской области. Посев зерновых культур в севообороте осуществляли дисковой сеялкой СЗ-3.6,
кукурузы - сажалкой СУПК, бессменной пшеницы по оставленной с осени стерне - стерневой сеялкой СКП-2,1 с сошником культиваторного типа. Применяли районированные сорта. Гербицид 2,4-Д вносили в годы севооборота, а на бессменной пшенице, где размножились злаковые сорняки, в сочетании с гра-миницидами.
Почва выщелоченный чернозем маломощный малогумусный среднесуглинистый с такими свойствами: pHкa 6,2-6,5 при закладке опыта и 5,25,5 в 2016 г., гумус по Тюрину 4,5%, общий азот 0,20%, общий фосфор 0,07%, сумма поглощенных Cа и Mg 20-22 мг-экв/100 г (по Каппену). Содержание подвижного фосфора и обменного калия по Чирикову в слое почвы 0-20 см равно 38-40 и 250-350 мг/кг.
Погодные условия Центральной зоны Курганской области (южная лесостепь): годовое количество осадков 350-369 мм, за вегетацию 190-207 мм продолжительность периода с температурой выше 10°С 130-134 сут. Периодически повторяющиеся засухи - типичное явление для южной лесостепи, чаще всего в июне [2].
Азотное (аммиачная селитра) и фосфорное (двойной суперфосфат Р40) удобрение применяли в 1-й период опыта, во 2-й - аммофос Р20, но с учетом последействия фосфора, вносимого в севообороте, средневзвешенная доза Р25. Дозы азота в севообороте под кукурузу N40-80-120, под зерновые N20-40-60, в среднем по севообороту N25-50-75. Во 2-й период опыта на бессменной пшенице N20-40-60. Способ внесения - весеннее локальное врезание дисковой сеялкой СЗ-24 до посева на глубину 4-5 см.
Общая площадь делянки 270 м2 (6 х 45 м), учетная 90 м2 (2 х 45 м). Повторность трехкратная. Учет урожая пшеницы - напрямую комбайном Сампо 500 с отбором образца для определения влажности и чистоты бункерной массы зерна.
Результаты исследований. Первый период опыта. В первых ротациях севооборота вели наблюдения за формированием урожая зерновых культур. Благоприятные условия по сумме осадков за май-август и их достаточно равномерному распределению по вегетации (всходы-полная спелость) в 1971 г. и особенно в 1972 г. положительно влияли на урожайность в контроле и уровень прибавок зерна (табл. 1). В эти два года коэффициенты корреляции массы сухого вещества с урожайностью даже для фазы кущения составили 0,834 и 0,918. В фазе кущения к первичным корешкам добавляется вторичная корневая система, развитие которой зависит от снабжения растений влагой и элементами питания. Еще более тесной связь урожая с массой сухого вещества была для следующих фаз роста. Самые высокие коэффициенты относились к наступлению молочной спелости (0,996 и 0,974). В другие два года (1974 и 1976) распределение осадков неравномерное. В 1974 г.
1. Влияние погодных условий и удобрения на формирование урожая культур
Год, вариант Сухое вещество по фазам роста, г/м2 Урожай в контроле и прибавка, т/га
кущение, 1-я декада июня выход в трубку, конец июня колошение, 1-я декада июля молочная спелость 25.07-5.08 ,
1971 ГТК5-8 1,29; ГТК06 0,89; ГТК07 1,52; №5-8 35-46-97-73 = 251 мм, ячмень* по пшенице
№0 42 128 288 370 1,84
N40 45 147 352 490 0,51
N^40 53 194 397 499 0,81
1972 ГТК5-8 1,01; ГТК06 1,00; ГТК07 1,76; №5-8 14-48-94-34 = 190 мм, пшеница по пшенице
40 140 338 499 2,46
N40 39 128 329 587 0,44
N^40 53 213 406 642 1,15
1974 ГТК5-8 0,70; ГТК06 1,34; ГТК07 0,24; №5-8 14-71-17-48 = 150 мм, овес по пшенице
103 259 333 389 1,89
N40 95 183 343 510 0,05
N4(^40 157 257 415 464 0,12
1974 ГТК5-8 0,70; ГТК06 1,34; ГТК07 0,24; №5-8 14-71-17-48 = 150 мм, пшеница по пшенице
50 131 310 319 1,30
N40 48 120 288 318 -0,10
N4(^40 67 161 328 383 0,20
1976 ГТК5-8 0,72; ГТК06 0,62; ГТК07 1,22; №5-8 13-37-67-36 = 153 мм, пшеница по кукурузе
79 129 262 369 1,64
N40 77 141 227 326 0,06
N4(^40 82 186 342 473 0,52
1977 ГТК5-8 1,08; ГТК06 1,74; ГТК07 0,70; №5-8 14-109-44-72 = 239 мм, пшеница по кукурузе
76 238 336 519 1,94
N40 72 245 309 704 -0,06
N4(^40 102 291 477 737 0,51
1977 ГТК5-8 1,08; ГТК06 1,74; ГТК07 0,70; №5-8 14-109-44-72 = 239 мм, пшеница по пшенице
69 225 307 573 2,15
N40 66 215 360 609 0,00
N4(^40 87 283 414 746 0,20
*В 1 -й ротации вместо кукурузы в 1-м поле посеян ячмень. Наименьшая существенная разница для урожаев в сухие годы 1,2-1,9 ц/га, во влажные 3,0-4,1 ц/га.
засушливый июль (17 мм) с температурой воздуха в конце месяца 22°С отрицательно подействовал на формирование урожая, несмотря на достаточные осадки июня. В результате от удобрений получены невысокие прибавки урожайности. Жаркая без осадков погода нарушает развитие корней и надземной массы растений. Для корней требуется температура ниже, чем для надземной массы. Обычно в природе так и складывается, но при отклонении от оптимума функции корня нарушаются, что и наблюдалось в засушливые годы.
Замечены отличия в реакции разных зерновых культур на особенности погодных условий. Так, на фоне N4oP4o ячмень в 1971 г. при самом высоком ГТК5-8 1,29 дал урожай ниже (2,65 т/га), чем пшеница в 1972 г. при ГТК5-8 1,01 (3,61 т/га). Эта разница объясняется засушливостью июля и неблагоприятным августом в 1971 г. Температура воздуха в 1-й декаде опустилась до 12°С, что приостановило накопление сухого вещества.
В 1974 г. июльская засуха больше угнетала пшеницу, чем овес, что можно объяснить меньшей его зависимостью от погоды при лучше развитой корневой системе. Неслучайно в 1974 г. на посеве овса для
фаз 2-й половины вегетации коэффициенты корреляции между сформированной массой в последние 3 фазы роста, начиная с выхода в трубку, и урожаем снижены до 0,178-0,323. В остальных сопоставлениях коэффициенты на уровне 0,754-0,995. В 1974 г. недостаток влаги в июле на посеве пшеницы снизил ее урожайность в контроле до 1,3 т/га и прибавку от удобрений до 0,2 т/га. По количеству сухого вещества (319-396 г/м2), накопленного к фазе молочной спелости можно было предвидеть низкую урожайность, так как в другие годы к этому сроку масса была на уровне 400-700 г/м2.
В 1976 г. июньская засуха при ГТК06 0,62 понизила урожай 1-й пшеницы после кукурузы в контроле до 1,6 т/га, но при благоприятном июле (67 мм) азотно-фосфорное удобрение действовало положительно, обеспечив прибавку 0,52 т/га. Здесь имело место еще и последействие более высокой дозы удобрения предшествующей кукурузы (N80).
Похожим на 1974 г. было формирование урожая в 1977 г. на посеве 2-й пшеницы после кукурузы (в таблице - пшеница по пшенице). За счет влажного июня накопление сухой массы было на уровне благоприятного 1972 г., что способствовало повышению
2. Гидротермические коэффициенты межфазных периодов на посевах зерновых культур в зернопропашном севообороте
Год Культура Посев - Всходы - Кущение - Выход в Колошение Молочная спе- Среднее,
всходы кущение выход в трубку трубку - колошение - молочная спелость- лость - полная спелость 3, 4, 5
1 2 3 4 5 6
1971 Ячмень 1,03 0,02 1,87 0,45 1,72 1,75 1,34
1972 Пшеница 0,61 0,56 1,19 1,54 1,47 1,12 1,40
1974 Овес 0,78 0,52 2,64 0,64 0,44 1,30 1,24
1974 Пшеница 0,79 0,61 1,95 0,84 0,44 1,25 1,07
1976 Пшеница 0,62 0,04 0,86 1,44 1,00 0,83 1,10
1977 Пшеница 0,02 1,96 1,30 1,14 0,75 0,74 1,06
1977 Пшеница 0,15 1,96 1,33 1,14 0,75 0,74 1,07
урожайности в контроле до 2,15 т/га, но при недостатке осадков июля (44 мм) дополнительный его рост от удобрений минимален. В этом же году на посеве 1-й пшеницы по кукурузе прибавки приличные, что сложилось, как и в 1976 г., за счет сочетания действия удобрения пшеницы с последействием удобрений, внесенных под кукурузу.
Согласно приведенному разделению лет по погоде (табл. 1), влажным оказался один год, два полувлажных и два засушливых. Без удобрения во влажные и полувлажные годы средняя урожайность выше, чем в засушливые в 1,3 раза (2,09 и 1,61 т/га). На фоне N4oP4o разница больше - в 1,5 раза (2,76 и 1,89 т/га).
В таблице 2 показаны ГТК межфазных периодов на посевах зерновых культур. Средняя величина ГТК за 3, 4 и 5-й периоды более всего соответствовала урожайности культур. Коэффициент корреляции среднего ГТК за три важных периода с урожайностью на фоне N4oP4o равнялся 0,71 и с уровнем прибавки от азотно-фосфорного удобрения 0,725.
Более благоприятным по варьированию величины ГТК был 1972 г. Он отличался большей равномерностью ГТК межфазных периодов, особенно в 35-й сроки наблюдений. В 1971 г. при самом высоком ГТК за май-август растения ячменя во 2-й и 4-й периоды испытывали недостаток влаги, что отрицательно повлияло на набор массы сухого вещества. Поздние осадки не дали ожидаемого эффекта в формировании урожая. К тому же в августе, как упоминалось, температура воздуха снизилась до 12 градусов. Это замедлило рост даже удобренных N4oP4o растений и снизило урожайность до 2,65 т/га, тогда как в 1972 г. получено 3,61 т/га. Овес в 1974 г. за счет значительных осадков в 3-й период при ГТК 2,64 сформировал к концу июня более высокое количество сухого вещества, чем в предыдущие два года. В следующие периоды ГТК опустился до 0,64-0,44, что приостановило накопление сухой массы. В 1976 г. активный рост растений сдерживали слабые осадки начала вегетации с ГТК, равным 0,04. В 1977 г. в первоначальные фазы роста ГТК колебался около 1,14-1,96, что стимулировало накопление сухого вещества до 519-746 г/м2, но во 2-й половине
вегетации он снизился до 0,74-0,75. Поэтому урожайность 1 -й и 2-й пшеницы после кукурузы на разных агрофонах ограничилась 1,90-2,45 т/га.
Во всех семи примерах по влиянию удобрений на формирование урожая проигрывал вариант с применением одного азота, что можно объяснить бедностью почвы подвижным фосфором. Сбалансированное питание при внесении N^40 давало высокий положительный эффект. Осадки за май-август суммой 251 и 190 мм в 1971 и 1972 гг. использовались удобренными N^40 растениями на урожай величиной 2,65-3,61 т/га при 1,84-2,46 в контроле. В менее благоприятные годы (1974, 1976) на фоне азотно-фос-форного удобрения при более дефицитной влаге (150-153 мм) формировались урожаи 1,5-2,0-2,1 т/га и 1,3-1,8-1,6-т/га в контроле. Более контрастным оказался расход влаги на формирование 1 т/га зерна на посеве ячменя в 1971 г.:136 мм в контроле и 96 мм при внесении N^40, а также в 1977 г. на посеве 1-й пшеницы по кукурузе: 123 и 98 мм. В 1972 г. при сумме осадков за май-август 190 мм на создание 1 т пшеницы расходовалось 77 мм в контроле и 53 в варианте N^40, в 1976 г. (153 мм) - 93 и 71 мм.
Результаты наблюдений за накоплением массы растений в летний период полезны не только для объяснения полученной урожайности культур, но и для ее прогнозирования. Высокому урожаю обычно сопутствует недостаточное накопление белковых веществ в зерне. Корректировка качества пшеницы возможна с помощью поздней азотной подкормки. Например, в 1972 г. при высокой урожайности 2-й пшеницы после кукурузы (3,61 т/га) протеина в зерне оказалось мало: 10,2% в контроле и 11,611,0% в вариантах с удобрением (табл. 1). Жидкая подкормка раствором мочевины в дозах N20-30 в фазе молочной спелости испытана в 1977-1988 гг. на этом же опытном поле. Подкормка повышала содержание протеина на 2,5% и клейковины в зерне на 4-6% в абсолютной величине [10].
Второй период опыта. В годы выращивания бессменной пшеницы по стерне контролировали накопление сырой биомассы растений в фазе окончания формирования зерна-начала зеленой спелости (конец июля - начало августа). В этой фазе роста еже-
годно определяли засоренность посева сорняками, когда была возможность оценить различия в наборе массы пшеницы по вариантам. За 15 лет наблюдений недостаток влаги в июне отмечен 9 раз при ГТК06 от 0,10 до 0,68. Июльский максимум выпадения осадков, характерный для климата Курганской области, проявился 8 раз. Недостаток влаги в августе (1-31 мм) наблюдался в течение 9 лет, что сдерживало дальнейший прирост накопленной к августу массы удобренных растений и снижало величину урожайности пшеницы.
Сопоставление массы пшеницы, набранной к фазе зеленой спелости зерна, с ее урожайностью показало степень соответствия этих величин. Связь выражалась высокими коэффициентами корреляции: 0,878 в контроле и 0,769; 0,849; 0,777 на фонах с азотно-фосфорным удобрением в дозах N2o-4o-6oP25. Зависимость массы растений от погодных условий наиболее сильной была от суммы осадков в июне-июле. Коэффициенты корреляции равнялись: 0,778 в контроле и 0,813; 0,729; 0,752 на удобряемых фонах. Остальные из рассмотренных показателей погоды находились в средней связи с массой растений при коэффициентах 0,603-0,634 для ГТК5-8; 0,5850,733 для ГТК06 и 0,597-0,730 для июньских осадков.
Для урожая из погодных факторов самыми значимыми были осадки июня. Коэффициенты корреляции в контроле 0,728 и на фонах N2o-4o-6oP25 0,712-
0,709-0,724. С величиной ГТК июня связь урожайности средняя (г = 0,579-0,650), с ГТК5-8 слабая (г = 0,350-0,440). Причиной этого было неблагоприятное распределение осадков по вегетации. Действительно, низкий уровень ГТК5-8 за 15 лет отмечен лишь 2 раза - в 2010 и 2012 гг. В остальные годы за счет общей достаточной суммы осадков он варьировал в пределах 0,80-1,21. Рассматривая 9 лет с ГТК за май-август около 1 (влажные и полувлажные годы) и проставляя рядом более важный для урожая ГТК июня, последний ближе к оптимуму (около 1) повторился только 3 раза. Неслучайно в эти 9 лет наряду с урожайностью в контроле 1,66-1,85 т/га есть низкие ее величины на уровне 0,8-1,0 т/га и менее. Получается, что для южной лесостепи Курганской области ГТК5-8 менее выразительный признак погоды, чем осадки июня и равномерность распределения дождей по вегетации. В таблице 3 показаны результаты действия доз азота на фосфорном фоне в разных погодных условиях. Из доз азотно-фосфор-ного удобрения стабильные прибавки в повышении урожайности бессменной пшеницы обеспечивала умеренная доза - N^25, при которой прирост урожайности 0,52 т/га, тогда как на фоне ^йР25 - 0,32 т/га. В варианте ^йР25 редко отмечался существенный рост прибавки урожая к предыдущей дозе.
Год Погодные условия Сырая масса (25.07-4.08), г/м2 Урожайность зерна, т/га
ГТК5-8 ГТК06 Wo6 Wo6 + Wo7 Контроль №оР25 №оР25 №оР25 Контроль №0Р25 N^25 №0Р25
2005 1,01 0,78 44 152 781 1048 1075 1204 1,16 1,33 1,39 1,44
2006 0,76 0,77 47 91 943 1088 1322 1413 1,48 1,89 2,07 2,06
2007 1,00 0,55 28 136 784 812 1015 1198 0,86 1,01 1,36 1,53
2008 0,94 0,51 28 74 389 620 621 606 0,52 0,60 0,63 0,63
2009 0,73 0,35 19 91 660 886 1131 976 1,12 1,31 1,68 1,75
2010 0,30 0,45 27 44 317 419 407 588 0,75 0,98 1,23 1,23
2011 1,16 1,12 100 178 1248 1586 1760 2040 1,85 2,45 3,06 3,06
2012 0,36 0,30 18 32 300 500 600 650 0,48 0,65 0,68 0,69
2013 1,16 0,30 16 81 804 990 1234 1413 0,98 1,38 1,46 1,46
2014 0,68 0,10 6 108 774 850 993 1332 0,89 1,35 1,62 1,00
2015 1,11 0,25 16 106 534 670 884 1207 0,79 0,90 1,00 1,03
2016 0,92 1,12 60 190 1026 1601 1421 1649 1,02 1,39 1,57 1,40
2017 1,21 0,90 48 126 1276 1324 1800 2163 1,68 2,29 2,62 3,05
2018 1,15 0,68 32 75 682 1084 936 997 0,84 1,19 1,26 1,41
2019 0,80 0,74 38 79 475 537 606 711 0,80 1,27 1,35 1,63
Среднее 0,88 0,59 35 104 763 934 1085 1253 1,01 1,33 1,53 1,56
№ колонки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 - 5-12 Г = 0,625 0,603 0,631 0,634 0,406 0,440 0,350 0,423
2 - 5-12 Г = 0,642 0,733 0,585 0,542 0,616 0,625 0,579 0,650
3 - 5-12 г = 0,662 0,730 0,628 0,597 0,728 0,712 0,709 0,724
4 - 5-12 г = 0,778 0,813 0,729 0,752 0,568 0,558 0,528 0,462
5 - 9 г = 0,878
6 - 10 г = 0,769
7 - 11 г = 0,849
8 - 12 г = 0,777
3. Формирование урожая бессменной пшеницы по стерне и коэффициенты корреляции массы с урожайностью и погодными факторами, 2005-2019 гг.
4. Сгруппированная таблица действия июньских осадков на фоне разных доз удобрений
на урожайность бессменной пшеницы по стерне, т/га, 2005-2019 гг.
Дозы^06, N0P0 N20P25 N40P25 N60P25 Уравнения регрессии
мм (полиномиальные 2-й степени)
13 0,89 1,21 1,36 1,16 y = -0,0003x2 + 0,0243x + 0,881; R2 = 0,9859
21 0,78 0,98 1,2 1,22 y = -0,0001x2 + 0,0145x + 0,769; R2 = 0,9813
29 0,74 0,93 1,08 1,19 y = -0,00005x2 + 0,0105x + 0,74; R2 = 1
43 1,15 1,5 1,6 1,71 y = -0,0002x2 + 0,0179x + 1,163; R2 = 0,9808
69 1,68 2,15 2,54 2,94 y = -0,00004x2 + 0,0235x + 1,6845; R2 = 0,9995
Взаимодействие влияния на урожайность бессменной пшеницы по стерне двух факторов: осадков июня и доз азота на фоне фосфора, 2005-2019 гг.
5. Влияние удобрений ^ на урожайность и качество бессменной пшеницы по стерне, 2005-2019 гг.
Вариант Контроль N20 N40 N60 N20P25 N40P25 N60P25
Урожайность, т/га 1,01 1,15 1,19 1,17 1,33 1,53 1,56
НСР05, ц/га 0,12-0,20
Колебания урожайности, т/га 0,5-1,8 0,6-2,1 0,6-2,1 0,4-2,2 0,6-2,4 0,6-3,1 0,6-3.1
Клейковина в зерне, %, 21,9 24,9 25,9 26,8 21,7 25,6 27,1
Колебания 13-33 17-33 17-35 16-36 11-31 14-37 16-38
Частота 3 класса, % лет 33 60 60 80 33 67 80
Для определения взаимодействия более сильнодействующего на урожайность пшеницы фактора погоды - суммы осадков за июнь (г = 0,709-0,728) и влияния доз азота на фоне Р25 на урожайность пшеницы массив из 75 дат сгруппирован по методике Б.А. До-спехова [11] в 5 групп (табл. 4). Значения независимого фактора расположены по ранжиру и определены средние его величины для каждой из групп (сделана поправка данных за 2016 г. из-за поражения растений стеблевой ржавчиной). На основе этих данных построен график (рисунок).
На качество зерна пшеницы положительно влияли дозы N40-60P25. На их фоне отмечено и повышение урожайности на 0,52-0,55 т/га и высокая повторяемость выращивания пшеницы III класса - 67-80% лет. При внесении N20P25 прибавка урожая ниже и содержание в зерне клейковины не увеличивалось. Отчетливо проявилось, что для выращивания пшеницы III класса доза N20P25 не пригодна, так как III класс в
этом варианте отмечен в 33% лет, как в контроле (табл. 5). Неслучайно масса растений к концу июля в варианте с малой дозой азота в течение 9 лет из 15 была существенно ниже, чем при дозах N40-60P25.
Применение одного азотного удобрения при всех трех дозах на бедной по фосфору почве давало слабый эффект в увеличении урожайности пшеницы, но заметнее влияло на качество зерна.
Затраты на покупку удобрений и их применение для испытанных трех доз азотно-фосфорного удобрения составили: 3 108 руб/га, 4 193 и 5105 руб/га. В конце 2019 г. цена пшеницы III класса поднялась до 12 000 руб/т. Стоимость прибавки с корректировкой по повторяемости III класса в вариантах N20-40-60P25 составила: 3 411 руб/га, 5 892 и 6 380 руб/га. Чистый доход соответственно: 303, 1699 и 1275 руб/га, рентабельность этих трех приемов удобрения в процентах равна 10; 40 и 25. Одно азотное удобрение N20-40-60 при
1-й дозе имело рентабельность 15%, остальные варианты в опыте были убыточными.
В примерах формирования урожая зерновых культур в двух первых ротациях севооборота, так и на бессменной пшенице по стерне все 15 лет азотно-фос-форное удобрение имело большое преимущество перед внесением одного азота. Решение о выборе дозы азота - N^25 или ^0Р25 опирается на финансовые возможности конкретного хозяйства, а также приоритетные цели - повышения урожайности или улучшения качества зерна. Экономически выгоднее в центральной зоне Курганской области на стерневых фонах для зерновых культур применение азотно-фос-форного удобрения в дозах N^25. В условиях значительного подорожания минеральных удобрений цель получения качественного зерна пшеницы может быть реализована на посевах после парового предшественника.
Таким образом, в северо-западной зоне Курганской области на тяжелосуглинистом выщелоченном черноземе при содержании подвижного фосфора 68 мг/кг с высокой эффективностью
можно применять одно азотное удобрение. Рекомендуемая средняя доза в трехпольном зернопро-пашном севообороте - N67 с окупаемостью одного килограмма азота 33,9 кг к. е. При добавлении фосфора в дозах Р15-30-45 средняя прибавка урожая культур возрастала незначительно со снижением окупаемости. Приемлемой можно считать Р15 с применением ее в рядки при посеве. При изучении агрохимических свойств почвы выявлены следующие закономерности. На делянках без удобрения в засушливые годы проявлялась прямая положительная связь между содержанием гумуса и урожайностью культур. На фоне удобрений процент гумуса в почве менялся мало. Временной фактор за 30 лет опыта снизил содержание гумуса с исходной величины 6,14% до 5,37%. Подвижный фосфор изменился на фонах внесения доз суперфосфата Р15-30-45 с 68 мг/кг в контроле до 60-85-105 мг/кг, а при внесении одного азотного удобрения снизился до 51 мг/кг. Кислотность почвы повысилась как во времени, так и от удобрений.
Исследования выполнены в рамках Государственного задания Министерства науки и высшего образования по направлению 142 Программы ФНИ государственных академий наук по теме «Усовершенствовать систему адаптивно-ландшафтного земледелия для Уральского региона и создать агротехнологии нового поколения на основе минимизации обработки почвы, диверсификации севооборотов, интегрированной защиты растений, биологизации, сохранения и повышения почвенного плодородия и разработать информационно-аналитический комплекс компьютерных программ и баз данных, обеспечивающий инновационное управление системой земледелия».
Литература
1. Иванюшин Е.А. Влияние погодных условий на урожайность полевых культур при разном уровне интенсификации / Научные результаты - агропромышленному производству. Материалы международной научно-практической конф., посвящ. 60-летию образования Курганской ГСХА им. Т.С. Мальцева, в 2-х томах, Т. 1, 2004. - Курган: ГИПП «Зауралье». - С. 334-337.
2. Система адаптивно-ландшафтного земледелия Курганской области, монография. - Куртамыш: ГУП «Куртамыш-ская типография», 2012. - 494 с.
3. Минеев В.Г., Лебедева Л.А., Васильева Н.Г. Влияние метеоусловий на варьирование величины оптимального содержания фосфора в почве для растений ячменя // Агрохимия, 2010, № 6. - С. 50-58.
4. Шафран С.А., Козеичева Е.С. Продуктивность ярового ячменя и окупаемость азотных удобрений в зависимости от содержания элементов питания в основных типах почв России // Агрохимия, 2016, № 3. - С. 11-22.
5. Сапаров А.С., Елешев Р.Е., Айтбаев Т.Е., Черненок В.Г., Филонов В.М., Сапаров Г.А., Шарыпова Т.М. Состояние плодородия почв Казахстана и продуктивность культур в длительных опытах с удобрениями / Материалы международной научной конф. «Динамика показателей плодородия почв и комплекс мер по их регулированию при длительном применении систем удобрения в разных почвенно-климатических зонах» (Москва, 16-17 апреля 2018 г.). - М.: ВНИИА, 2018. - С. 87-96.
6. Завалин А.А. Современное состояние использования азота в мировом земледелии / Материалы международной научной конф. «Динамика показателей плодородия почв и комплекс мер по их регулированию при длительном применении систем удобрения в разных почвенно-климатических зонах» (Москва, 16-17 апреля 2018 г.). - М.: ВНИИА, 2018. - С. 46-54.
7. Шафран С.А., Кирпичников Н.А. Научные основы прогнозирования содержания подвижных форм фосфора и калия в почвах // Агрохимия, 2019, № 4. - С. 3-10.
8. Державин Л.М., Фрид А.С. Научно-методические принципы комплексного мониторинга плодородия земель сельскохозяйственного назначения // Агрохимия, 2012, № 2. - С. 3-11.
9. Длительные стационарные опыты КНИИСХ по изучению вопросов земледелия (агрохимии, земледелия, семеноводства, кормопроизводства) / Аннотированный сборник рекомендаций. - Курган: Советское Зауралье, 1986. - 115 с.
10. Волынкина О.В., Волынкин В.И. Рекомендации по технологии выращивания высококачественного зерна ценных и сильных сортов яровой мягкой пшеницы в Курганской области и формированию товарных партий ценной пшеницы. - Куртамыш: ООО «Куртамышская типография», 2014. - 88 с.
11. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
