CC BY
21
УДК 631.82:633.1:631.445.4
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЛАГИ ПОСЕВАМИ ОЗИМОЙ ТРИТИКАЛЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ МОРДОВИЯ
А.Н. ПЕРОВ, аспирант
И.Ф. КАРГИН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева, Россия, г. Саранск, Большевистская ул., 68
E-mail: [email protected]
Резюме. В полевом двухфакторном опыте на черноземе выщелоченном в ООО «Рассвет» Чамзинского района Республики Мордовия в2011-2013гг. исследовали влияние различныхуровней минерального питания на эффективность использования влаги посевами озимой тритикале сорта Башкирская короткостебельная. Дозы удобрений рассчитывали под запланированный урожай зерна 5 т/га. Внесение фосфорных удобрений компенсировало вынос этого элемента на 100%, калийных - на 60%, азотных - на 20. ..100% в зависимости от варианта. Под влиянием применения фосфорно-капийных удобрений расход влаги на формирование 1 тзерна снизился в 2011 г. на 37.43 т, в 2012 г. - на 73.103 т и в 2013 г. - на 60.62 т. При использовании полного минерального удобрения в дозе Nt32P52KB4в среднем за 3 года наблюдали снижение влагопотребления посевов на единицу урожая на 261.306 т, по сравнению с контролем. В варианте без внесения удобрений из слоя 0.100 см используется 48,2% общего количества содержащейся в нем влаги, при внесении фосфорно-калийныхудобрений - 51,1%, полного минерального удобрения -59,3...66,9%. При этом ее относительный расход из верхнего слоя снижается, а из слоя50.100см - увеличивается. Наибольшее влагопотребление растениями отмечали в фазу выход в трубку - колошение. Ключевые слова: чернозем выщелоченный, минеральные удобрения, влага, озимая тритикале, фазы развития, расход влаги.
Засуха - один из главных экологических факторов в сельском хозяйстве, проявление которого приводит к колоссальным потерям урожайности возделываемых культур и изменению качества их продукции [1...4]. По данным метеонаблюдений, это достаточно частое явление на территории Республики Мордовия (1 раз в 2-3 года). Риски возникновения засушливых условий возрастают в результате глобального изменения климата [5.. .9]. Повышение устойчивости сельского хозяйства к их воздействию возможно при оптимизации структуры агроландшафтов и освоении интенсивных технологий возделывания культур [1], что позволяет повысить эффективность использования запасов влаги. Колебания урожаев по годам связаны с несоответствием влагообе-спеченности почвы и потребностей в ней растений [10, 11], что требует оценки потенциальных климатических ресурсов и обоснованного пространственного распределения отдельных культур на территории [12]. В качестве приема повышения устойчивости посевов к недостатку влаги можно использовать новые сорта, но реализация такого направления связана большими затратами времени и финансовых ресурсов. Более быстрое и экономи-
чески выгодное решение этой проблемы - применение регуляторов роста и улучшение условий минерального питания растений [13]. Длительное внесение органических и минеральных удобрений оказывает положительное влияние на эффективность использования запасов влаги [14.16], которое связано с более интенсивным развитием корневых систем растений [17] и изменяется в зависимости от приемов обработки почвы [18] и выращиваемых сортов [19]. Особенно актуальны такие исследования в отношении сравнительно новых сельскохозяйственных культур, в том числе озимой тритикале, технологию возделывания которой сейчас активно отрабатывают в разных почвенно-климатических условиях [20, 21].
Цель наших исследований - изучение эффективности использования запасов влаги посевами озимой тритикале в зависимости от уровня минерального питания в условиях Республики Мордовия.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2011-2013 гг. в ООО «Рассвет» Чамзинского района Республики Мордовия в двухфакторном полевом опыте, схема которого включала следующие варианты: фактор А (удобрение) - без внесения (контроль), Р52К84, ^3Р52К84 (под предпосевную обработку), ^6Р52К84(под предпосевную обработку), N66P52K84 (под предпосевную обработку) + (рано весной в подкормку), ^6Р52К84(под предпосевную обработку) + N66 (рано весной в подкормку), ^6Р52К84 (под предпосевную обработку) + (рано весной в подкормку) +
(в фазу молочной спелости); фактор В (гегбициды) - без применения (контроль), баковая смесь гербицида Прима (0,3 л/га) + Магнум (5 г/га) в период весеннего возобновления развития растений озимой тритикале.
Дозы минеральных удобрений рассчитывали под запланированный урожай зерна тритикале - 5 т/га. Фосфорные удобрения компенсировали вынос на 100%, калийные - на 60%, азотные - на 20% (3-й вариант), 40% (4-й), 60% (5-й), 80% (6-й), 100% (7-й).
Повторность опыта - трехкратная. Размер делянок: по фактору А - 36 м2 (12 х 3); фактору В - 18 м2 (6 х 3).
При анализе эффективности потребления запасов влаги посевами озимой тритикале в зависимости от уровня минерального питания в работе приведены дан-
Таблица 1. Влияние применения минеральных удобрении на запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы, мм (в среднем за 2011-2013 гг.)
Вариант Слой почвы, см Запасы влаги по с Ьазам развития
весеннее возобновление роста выход в трубку колошение восковая спелость
Без удобрений (контроль)
P K
52 84
N P K
66 52 84
N P K + N
66 52 84 33
0.50 50.100 0.100 0.50 50.100 0.100 0.50 50.100 0.100 0.50 50.100 0.100
101,3 74,7 176,0 101,5
75.4 177,0 100,7
74.5 175,3 101,5 75,4 177,0
69,5
62.5
132.1 67,2 60,7 127,9 64,4
56.6 121,0
61.7 50,6
112.2
50,9
57.7 108,6 48,0 55,3 103,3
45.8 47,0 92,8
44.5
38.6 83,2
41,9 49,1 91,1 39,8
46.8 86,6 36,4
34.9 71,3 34,3 24,3 58,6
Таблица 2. Влияние применения минеральных удобрений на потребление влаги растениями озимой тритикале, мм (в среднем за 2011-2013 гг.)
Вариант Слой почвы, см Использование влаги по фазам развития Всего
выход в трубку колошение восковая спелость
Без удобрений 0. 50 31,8 18,6 9,0 59,4
(контроль) 50. .100 12,2 4,8 8,6 25,6
0. 100 43,9 23,5 17,5 84,9
Р к 52 84 0. 50 34,3 19,2 8,2 61,7
50. .100 14,7 5,4 8,5 28,6
0. 100 49,1 24,6 16,7 90,4
N Р К 66 52 84 0. 50 36,3 18,6 9,4 64,3
50. .100 17,9 9,6 12,1 39,6
0. 100 54,3 28,2 21,5 104,0
N«¡^52^ + N33 0. 50 39,8 17,2 10,2 67,2
50. .100 24,8 12,0 14,3 51,1
0. 100 64,8 29,0 24,6 118,4
НСР05 0. 50 3,0 3,2 2,8 2,6
50. .100 2,2 3,0 2,5 3,0
0. 100 2,5 4,8 5,4 5,0
ные только по тем вариантам, где влияние применения удобрений было наиболее выраженным.
Почва - чернозем выщелоченный, характеризующийся следующими показателями пахотного слоя почв (0.. .25 см): содержание гумуса (по Тюрину, ГОСТ 26213-91) - 6,8.7,4%, подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26207-91) - 200.230 и 250. 280 мг/кг почвы соответственно, сумма поглощенных оснований (по Каппену-Гильковицу, ГОСТ 27821-88) - 25,4.26,6 мг-экв/100 г почвы, реакция почвенного раствора - 5,9.6,0,
гидролитическая кислотность - 2,72.2,92.
Таблица 3. Влияние применения минеральных удобрений на потребление влаги растениями озимой тритикале в метровом слое почвы по фазам развития (в среднем за 2011-2013 гг.) , мм
В контрольном варианте из слоя 0.50 см используется 59,4 мм влаги (58,6%), при применении фосфорно-калийных удобрений (Р52К84) -61,7 мм, полного минерального удобрения (^6Р52К84и
N^84 + ^з) - 64Д..67,2 мм; из горизонта 50...100 см -
25,6; 28,6 и 39,6...51,1 мм соответственно. Таким образом, уровень использования влаги верхнего слоя при внесении минеральных удобрений изменяется незначительно, а 50.100 см - увеличивается.
Расходование почвенной влаги растениями определяется особенностями развития корневой системы озимой тритикале. Его высокая эффективность наблюдается в слое 0.50 см, где сосредоточена основная часть корней, более низкая - 50.100 см, где, несмотря на недостаток влагообеспеченности, к концу засушливого периода сохранялось значительное количество продуктивной влаги. В условиях лесостепи даже при довольно значительном запасе влаги в слое 50.100 см корневые системы растений в него не проникают.
В контрольном варианте общий расход влаги за весенне-летний период составил 203,3 мм, при применении фосфорно-калийных удобрений (Р52К84) он увеличился на 5,5 мм, полного удобрения в дозе ^ВРК -
Вариант Период влагопо-требле-ния Потребление влаги по фазам развития растений За весенне-летний период
выход в трубку колошение восковая спелость
Без удобрений всего 51,9 58,2 93,2 203,3
(контроль) в сутки 3,71 1,82 2,45 2,42
Р52к84 всего 57,1 59,3 92,4 208,8
в сутки 4,08 1,85 2,43 2,49
N Р К всего 62,3 62,9 97,2 222,4
в сутки 4,45 1,97 2,56 2,65
N Р К + N 66 52 84 33 всего 72,8 63,7 100,3 236,8
в сутки 5,20 1,99 2,64 2,82
В опыте выращивали сорт тритикале - Башкирская короткостебельная. Продолжительность его вегетационного периода составляет 307.339 дн. Зимостойкость находится на уровне стандартов, устойчивость к полеганию - высокая. В полевых условиях средне поражается снежной плесенью.
Результаты и обсуждение. В ранневесенний период в годы исследований запасы влаги в почве мало зависели от доз внесения минеральных удобрений (табл. 1).
В течение летней вегетации - от весеннего возобновления роста до восковой спелости - происходило снижение запасов влаги, что связано с использованием ее растениями и испарением с поверхности. Наибольший расход влаги отмечен в вариантах с применением полного минерального удобрения, особенно его повышенных доз. Так, в контроле из метрового слоя почвы было израсходовано 84,9 мм влаги. Под влиянием фосфорно-калийных удобрений величина влагопотре-бления из этого горизонта возросла на 5,5 мм, полного минерального удобрения - на 19,1.33,5 мм (табл. 2).
Наибольшее влагопотребление отмечено при внесении ^6Р52К84 (под предпосевную обработку) + (рано весной в подкормку) - 118,4 мм.
на 19,9 ^6Р52К84 + 1^3
(рано весной в подкормку) -на 33,5 мм (табл. 3).
Эффективность использования запасов влаги определяется их расходом на образование 1 т зерна, который зависит от метеорологических условий. Наибольшая величина этого показателя отмечена в 2012 г., когда сохранность растений к уборке, а также их число на единицу площади были очень низкими. В этой связи значительная часть влаги уходила на испарение с поверхности почвы. Наименьший расход наблюдали в 2013 г. при оптимальном стеблестое (табл. 4).
Таблица 4. Влияние доз минеральных удобрений и гербицидов на водопотребление озимой тритикале, т на 1 т зерна (2011-2013 гг.)
Фактор
Водопотребление
А В 2011 г. 2012 г. 2013 г. среднее
Без удобре- контроль 660 1196 620 825
ний (контроль)гербициды 606 1075 591 757
Р52К84 контроль 617 1093 558 756
гербициды 569 1002 531 701
N Р К 33 52 84 контроль 541 921 456 639
гербициды 472 849 438 586
N Р К 66 52 84 контроль 457 785 418 553
гербициды 415 748 399 521
N Р К + N 66 52 84 33 контроль 436 785 419 547
гербициды 405 716 398 506
N Р К + N 66 52 84 66 контроль 414 724 419 519
гербициды 416 663 410 496
N Р К + N 66 52 84 66 + К контроль 436 720 419 525
гербициды 414 665 408 496
Под влиянием фосфорно-калийных удобрений (P52K84) величина этого показателя увеличилась, по сравнению с расход влаги на формирование 1 т зерна в 2011 г. снизил- контролем, на 5,5 мм.
ся, по сравнению с контролем, на 37.43 т, в 2012 г. - на При улучшении условий минерального питания про-73.103 т и в 2013 г. - на 60.62 т. Более заметное умень- исходит увеличение использования влаги подпахотных шение величины этого показателя отмечено при внесении горизонтов. Ее потребление из слоя 0.50 возрастает полного минерального удобрения. В среднем за три года с 59,4 мм в контрольном варианте, до 61,7 мм при исследований самое значительное снижение расхода внесении фосфорно-калийных удобрений и 64,3... влаги на единицу урожая отмечено в варианте с внесением 67,2 мм в варианте с полным минеральным удо-N66P52K84 (под предпосевную обработку) + N66 (рано весной брением; в слое 50...100 см - с 25,6 мм до 28,6 мм и в подкормку) - на 261...306 т. 39,6...51,1 мм соответственно.
Наибольшее количество влаги растения потребляли в Применение минеральныхудобрений повышает эффек-фазу выход в трубку - колошение. тивность использования влаги посевами озимой тритикале.
Выводы. В период от весеннего возобновления роста Под влиянием фосфорно-калийных удобрений (P52K84) рас-до восковой спелости отмечено увеличение потребления ход влаги на формирование 1 т зерна в среднем за три года влаги растениями озимой тритикале из метрового слоя снизился на56.69т, а самое значительное его сокращение с 84,9 мм на фоне естественного плодородия почвы до отмечено в варианте с применение полного минерального 104,0.118,4 мм при внесении полного минерального удобрения в дозе N66P52K84 (под предпосевную обработку) удобрения. Под влиянием фосфорно-калийных удобрений + N66 (рано весной в подкормку) - на 261...306 т.
Литература.
1. Шевченко С.Н. Как обеспечить устойчивое производство зерна в Среднем Поволжье в условиях засухи // Земледелие. 2010. № 2. 6 с.
2. Каргин В.И. Научные аспекты регулирования влагообеспеченности в высокопродуктивных агроценозахв лесостепи Среднего Поволжья:автореф. дис. ... докт. с.-х.. наук. Иошкар-Ола, 2009. 39с.
3. Влияние гидротермического режима на содержание белка и витаминов в зерне пшеницы в степной зоне Кемеровской области / Е.П. Кондратенко, Е.А. Егушова, Д.В. Сандрыкин, О.И. Пикулина, Г.Н. Тюкало// Достижения науки и техники АПК. 2013. № 6. С. 29-32.
4. Савченко И.В., Медведев А.М., Чекмарев П.А., Прянишников А.И. Стратегия адаптации сельскохозяйственного производства в условиях частых засух// Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2013. №2. С. 19-21.
5. Проблема опустынивания земель в России/ И.А. Трофимов, З.Ш. Шамсутдинов, Л.С. Трофимова, Э.З. Шамсутдинова, Е.П. Яковлева, Н.С. Орловский//Земледелие. 2010. № 7. С. 7-11.
6. Иванов А.Л. Глобальное изменение климата и его влияние на сельское хозяйство России // Земледелие. 2009. № 1. С. 3-5.
7. Каргин В.И., Моисеев А.А. Режим влажности выщелоченных черноземов центральной России //Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2006. № 4. С. 36-39.
8. Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на использование влаги посевами озимой пшеницы/ В.И. Каргин, А.А. Ерофеев, И.А. Латышова, Р.А. Захаркина, Н.А. Перов //Достижения науки и техники АПК. 2013. № 8. С. 22-25.
9. Каргин В.И., Моисеев А.А. Режим влажности выщелоченных черноземов Центральной лесостепи России// Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2006. № 8. 20 с.
10. Моисеев А.Н., Еремин Д.И. Оценка севооборотов по влагообеспеченности культур в условиях лесостепной зоны Зауралья //Аграрный вестник Урала. 2012. № 11. С. 18-20.
11. Немцев С.Н., Шарипова Р.Б. Тенденции изменений климата и их влияние на продуктивность зерновых культур в Ульяновской области // Земледелие. 2012. № 2. С. 3-5.
12. Антонов С.А. Оценка агроклиматических условий возделывания ведущих сельскохозяйственных культур в Ставропольском крае за период 1981-2010 гг. // Достижения науки и техники АПК. 2012. № 7. С. 26-29.
13. Drought tolerance: roles of organic osmolytes, growth regulators, and mineral nutrients/M. Ashraf, N.A. Akram, F. Al-Qurainy, M.R. Foolad //Adv. in Agronomy. 2011.V. 111. Ch. 5. P. 249-296.
14. Как повысить эффективность использования почвенной влаги/В.И. Каргин, А.А. Ерофеев, Д.Н. Говоров, Р.А. Захаркина, Ю.И. Каргин//Защита и карантин растений. 2011.С. 45-47.
15. Эффективность использования ресурсов солнечной энергии и влаги посевами озимого тритикале / Р.А. Захаркин, Ю.И. Каргин, А.А. Ерофеев, Н.А. Перов //Достижения науки и техники АПК. 2011. № 5. С. 31-33.
16. Geraskin M.M., Kargin V.I., Kargin I.F. Аnthropogenic complex development in modern cropping systems in central Volga region based on agrolandscape land management// Life Science Journal. 2014. № 11 (9). Р. 374-376.
17. Kargin I.F. Root Development and Water Supply of Crops in Fields Protected by Shelter Belts. //Почвоведение. 1991. Т. 5. - С. 69.
18. Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на урожайность зерна озимой пшеницы и озимой ржи в лесостепи Среднего Поволжья/ В.И. Каргин, А.А Ерофеев, И.А. Латышова, А.Г. Макаренкина, Н.А. Перов //Достижения науки и техники АПК. 2012. № 1. С. 9-11.
19. Сравнительная оценка эффективности использования ресурсов влаги и фотосинтетически активной радиации озимыми культура-ми/И.Ф. Каргин, В.Е. Камалихин, В.С. Калентьев, Р.А. Захаркина, Ю.И. Каргин, А.А. Ерофеев// Нива Поволжья. 2012. № 2. С. 31-35.
20. Ахмадиева А.А., Колесар В.А., Сафин Р.И. Формирование урожая и фитосанитарное состояние озимой тритикале в зависимости от приемов управления посевами// Вестник Казанского ГАУ. 2013. № 4(30). С. 99-102
21. Тихонова О.С., Фатыхов И.Ш. Влияние нормы высева семян на качество зерна озимых зерновых культур в Среднем Предуралье // Вестник Башкирского ГАУ. 2012. № 4. С. 14-16
EFFICIENCY OF MOISTURE USE BY WINTER TRITICALE DEPENDING ON THE LEVEL OF MINERAL NUTRITION IN MORDOVIA REPUBLIC
A.N. Perov, I.F. Kargin
Mordovian State University named after N. P. Ogarev, Russia, Saransk city, Bolshevistskaya Str., 68
Summary. In the period of 2011-2013 the two-factor field experiment was carried out on leached black soil in LLC "Rassvet", located in Chamzinka district of Mordovia Republic. The effect of different levels of mineral nutrition on the effectiveness of moisture use by winter triticale of Bashkirskaya korotkostebelnaya variety was conducted . Fertilizer volume was calculated for planned grain yield of 5 t-ha. Phosphorus fertilization compensates removal element by 100%, potassium - by 60%, nitrogen - by 20.100%, depending on the variant. It has been established that fertilizers, due to its high efficiency, are a potent factor in increasing the tolerance of plants to water stress. Under the influence of phosphorus-potassium fertilizer use, the consumption of moisture decreased in 2011 at 37...43 t, in 2012 - at 73..103 t, and in 2013 - at 60...62 t. Under the influence of input of N132P52K84 complete fertilizer a decrease rate of moisture use in average per three years in comparison with control was on the level of 261.306 t. Invariant without fertilizer application, from soil layer of 0 ... 100 cm only 48,2% of soil moisture is used. The application of phosphorus-potassium fertilizers increases the use to 51,1%, , complete fertilizer increases - to 59,3.66,9%. That means increasing the consumption of moisture under the influence of mineral fertilizers. The greatest water consumption by plants was observd in the tillering and earing phases of vegetation. Keywords: leached, fertilizers, moisture, winter triticale, phase of development, loss of moisture.
