Эффективность основного внесения цинковых удобрений под озимые зерновые культуры на лугово-черноземной почве Западной Сибири Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011

%

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

УДК [631.8:546.47]:633.11 "324" (571.13) И. Д. БОБРЕНКО

Н. В. ГОМДН В. И. ПОПОВА Е. П. БОЛДЫШЕВА

Омский государственный аграрный университет им. П. Д. Столыпина

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОСНОВНОГО ВНЕСЕНИЯ ЦИНКОВЫХ УДОБРЕНИЙ ПОД ОЗИМЫЕ ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ НА ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ__________________________________

В полевых опытах на лугово-черноземной почве установлено, что растения озимых зерновых культур положительно отзываются на внесение цинковых удобрений. Определены агрохимические нормативные параметры минерального питания озимой пшеницы и ржи.

Ключевые слова: озимая пшеница, озимая рожь, химический состав почвы, урожайность, качество, вынос, цинковые удобрения.

Из озимых зерновых культур в России наибольшее значение имеют пшеница и рожь. Большая их урожайность определяется тем, что озимые полнее используют осадки осеннего периода и весеннюю влагу. Озимые уходят от целого ряда неблагоприят-

ных внешних воздействий, которые наносят большой вред яровым. Весенние пыльные бури они встречают уже окрепшими и не страдают от выдувания; созревая раньше яровых, озимые уходят в Западной Сибири от осенних заморозков. Высокая кустистость

Влияние основного внесения цинковых удобрений на урожайность зерна озимой пшеницы на лугово-черноземной почве (по фону N30, 2007-2010 гг.)

Вариант Урожайность зерна, т/га Прибавка

2007-2008 гг. 2008-2009 гг. 2009-2010 гг. средняя т/га % % к контролю

Контроль 3,30 1,79 2,19 2,43 - -

4,59 2,30 2,34 3,07 0,64 26,3

2п.8 3,98 1,93 2,85 2,93 0,50 20,6

Р60 4,24 2,29 2,34 2,96 0,53 21,8

Р60 + 2П4 4,50 2,64 2,35 3,16 0,69 28,4

Р60 + 2П8 4,54 2,72 2,56 3,28 0,85 35,0

НСР05 0,22 0,16 0,16

Таблица 2

Влияние основного внесения цинковых удобрений на урожайность зерна озимой ржи на лугово-черноземной почве (по фону N30, 2007-2010 гг.)

Вариант Урожайность зерна, т/га Прибавка

2007-2008 гг. 2008-2009 гг. 2009- 2010 гг. средняя т/га % % к контролю

Контроль 3,49 3,97 3,56 3,67 - -

3,84 4,06 3,65 3,85 0,18 4,81

2П8 4,06 4,65 3,74 4,15 0,48 13,1

Р60 3,69 4,65 3,90 4,08 0,41 11,2

Рб0 + 2П4 4,16 5,74 3,96 4,62 0,95 25,9

Рб0 + 2П8 3,53 4,00 3,77 3,77 0,10 2,72

НСР05 0,24 0,21 0,16

и быстрый темп весеннего отрастания дают им возможность хорошо бороться с сорняками. Наличие озимых культур делает валовые сборы зерна более устойчивыми по годам [1, 2].

По данным исследований состояния почвенных ресурсов Омской области в первом минимуме часто находится цинк. Низкое его содержание отмечено на 2878,5 тыс. га, или 98,8 % обследованной площади. Как правило, лугово-черноземные почвы низко обеспечены и фосфором. Но при внесении фосфорных удобрений в почву подвижность цинка снижается, и коэффициент использования его из почвы уменьшается. Разработка сбалансированного и оптимального питания цинком озимых зерновых культур даст возможность оптимизировать питание с целью получения высокого урожая зерна в количественном и качественном отношении [3].

Цель исследований — выявить эффективность основного внесения цинковых удобрений под озимые зерновые культуры на лугово-черноземной почве Омской области.

Объекты и методы исследования. Полевые опыты проводились в 2007 — 2010 гг. на полях СибНИИСХа. Сорт озимой пшеницы — Омская 4, ржи — Сибирь 3. Содержание в пахотном слое нитратного азота и подвижного фосфора — среднее, обменного калия — высокое, подвижного цинка — низкое.

Расположение делянок на опытном участке систематическое. Площадь делянок — 16 м2. Повторность вариантов в опыте трёхкратная, расположение повторностей — в один ярус. Формы удобрений — суперфосфат двойной, калий хлористый и сернокислый цинк. Агротехника — общепринятая для зоны.

Результаты исследований. Исследования выявили разнообразное положительное действие цинковых

удобрений на урожайность озимой пшеницы в зависимости от доз и фона применения (табл. 1). Основное внесение цинковых удобрений в дозах 4 и 8 кг/ га без применения фосфорных удобрений позволило сформировать высокую прибавку урожая (0,64 и 0,50 т/га при урожайности в контрольном варианте 2,43 в среднем по годам исследований), при этом окупаемость цинка удобрений была даже выше, чем от их внесения на фосфорном фоне. В целом наибольшая прибавка урожая зерна пшеницы 0,85 т/га сформировалась при применении дозы цинка 8 кг/га на фоне Р60. В то же время внесение цинковых удобрений в дозе 4 кг/га на фоне Р60 не привело к увеличению урожайности по сравнению с такой же дозой без фосфорного фона (прибавка урожая 0,64 и 0,69 т/га соответственно). Вероятно, это можно объяснить негативным влиянием на поступление цинка повышенного содержания фосфора в почве при применении фосфорных удобрений, что было отмечено ранее и другими авторами [4 — 6]. Для преодоления негативного влияния данного фактора потребовалось увеличение дозы цинка до 8 кг/га, что позволило получить наивысшую урожайность в опыте.

Также выявлено положительное действие цинковых удобрений и на урожайность озимой ржи (табл. 2). Основное внесение сернокислого цинка оказалось эффективнее на фоне Р60. Так, цинк в дозе 4 кг/га на фоне Р60 обеспечил прибавку урожая зерна озимой ржи в 0,95 т/га, что выше, чем применение цинковых удобрений как в такой же дозе без фосфорного фона, так и при применении 8 кг/га цинка.

Таким образом, исследования показали высокую эффективность цинковых удобрений под озимые

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011

Таблица 3

Влияние внесения цинковых удобрений на качество и натуру зерна озимой пшеницы (по фону N30, среднее 2007-2009 гг.)

Вариант Натура, г/л Стекловидность, % % Белок, % % Клейковина, % %

Контроль 735 50 16,0 33,0

Zn4 742 50 16,3 32,9

Zn8 730 50 17,0 34,5

Рб0 730 50 16,7 33,7

Рб0 + Zn4 741 50 16,5 33,4

Рб0 + Zn8 758 51 17,1 34,5

Таблица 4

Влияние внесения цинковых удобрений на качество и натуру зерна озимой ржи (по фону N30, среднее 2007-2009 гг.)

Вариант Натура, г/л Стекловидность, % % Белок, % % ЧП, сек

Контроль 657 41 15,1 77

Zn4 663 40 15,6 72

Zn8 668 39 15,2 98

Рб0 656 35 15,3 92

Рб0 + Zn4 660 38 15,4 73

Рб0 + Zn8 673 39 15,4 105

пшеницу и рожь на лугово-черноземнои почве лесостепи Омской области в основное внесение.

Потенциальные возможности роста и развития растений могут реализовываться только в оптимальных условиях, в том числе минерального питания. При недостаточном уровне и неправильном соотношении элементов питания в вегетативной массе почти не образуются резервы пластических веществ для формирования высокого урожая, а тем более доброкачественного.

По химическому составу и соотношению питательных веществ зерно пшеницы и ржи выгодно отличается от зерна других культур. Оно содержит большое количество веществ, крайне необходимых для жизни человека. Основными из них, определяющими ценность зерна, являются белки и углеводы. Содержание белка в зерне зерновых и его качество зависят от факторов окружающей среды в период вегетации, а также от условий возделывания. Высокое содержание белка, хорошие его физические свойства не только повышают питательную ценность хлебных изделий, но и являются основным условием высоких хлебопекарных качеств.

Показатели качества зерна урожая озимых зерновых культур изменялись в зависимости от применения цинковых удобрений (табл. 3 и 4). Можно отметить положительное влияние цинковых удобрений на содержание белка в зерне, особенно озимой пшеницы - повышение его содержания от данного приема наблюдалось в большинстве вариантов.

Отмечается в целом положительное влияние цинковых удобрений и на содержание клейковины в зерне. Так, при внесении Zn8 как на фоне Р60, так и без него содержание в зерне озимой пшеницы клейковины составило 34,5 %, а без цинка соответственно 33,7 и 33,0. Положительное влияние цинковых удобрений на содержание белка и клейковины в зерне отмечается также и другими исследователями [7 — 9].

Биологические особенности растений и условия их выращивания определяют вынос элементов минерального питания урожаем сельскохозяйственных

культур. Соотношение элементов питания, расходуемых на содержание сельскохозяйственной продукции, может значительно меняться в зависимости от культуры, сорта или гибрида и структуры урожая.

Анализируя данные по валовому содержанию элементов питания в зерне озимой пшеницы, можно отметить, что содержание азота по всем вариантам, где вносится цинк, варьирует от 2,24 % до 2,67 % (табл. 5), что больше, чем в контрольном варианте (2,03 %). Соответствующие показатели для озимой ржи — 2,50 — 3,00 и 2,47 %. Валовое содержание азота и фосфора в соломе гораздо ниже, а калия — выше, чем в зерне озимых культур.

Определение содержания элементов в растениях необходимо для определения нормативных агрохимических показателей, данные о которых приведены ниже.

При расчёте доз удобрений с целью обеспечения запланированного урожая многие исследователи исходят из выноса питательных элементов урожаями, отождествляя эту величину с потребностью растения в питательных веществах. Вынос элементов минерального питания урожаем — важнейший агрохимический показатель, применение которого дает большие возможности для определения потребности возделываемых растений в минеральных удобрениях и в планировании их применения, а также в поддержании баланса минерального питания и сохранения плодородия почвы.

Учет выноса урожаями питательных веществ из почвы рассматривается и как один из важнейших показателей при определении рациональных доз удобрений. Этот показатель неустойчив и колеблется в широких пределах в зависимости от количества внесенных удобрений, типа почвы, ее гранулометрического состава, запасов и соотношений подвижных форм азота, фосфора и калия, кислотности, погодных условий (осадков, температуры и др.), агротехники, сортовых особенностей культур, соотношения между основной и побочной продукцией и т. д.

Влияние цинковых удобрений на валовое содержание элементов питания в растениях озимых зерновых культур (по фону N30, среднее 2007-2009 гг.), %

Вариант Зерно Солома

N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О

Озимая пшеница

Контроль 2,03 0,65 0,54 0,84 0,20 1,10

2,67 0,75 0,58 0,91 0,30 1,43

2,67 0,68 0,56 1,19 0,22 0,96

Р60 2,81 0,75 0,58 1,12 0,30 1,20

Рб0 + 2П4 2,39 0,85 0,67 0,83 0,35 1,10

Рб0 + 2П8 2,24 0,72 0,65 0,84 0,40 1,10

Озимая рожь

Контроль 2,47 0,73 0,57 0,59 0,24 1,38

2,50 0,72 0,53 0,97 0,24 1,50

2пй 2,57 0,73 0,56 0,84 0,29 1,53

Р60 2,82 0,97 0,65 0,77 0,27 1,47

Рб0 + 2П4 3,00 0,75 0,66 0,76 0,24 1,52

Рб0 + 2П8 2,54 0,66 0,66 0,77 0,28 1,43

Таблица 6

Вынос элементов питания озимыми зерновыми культурами в зависимости от цинковых удобрений, кг/га (по фону N30, среднее 2007-2009 гг.)

Вариант Вынос зерном Вынос соломой Общий вынос Вынос единицей продукции, кг/т

N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О

Озимая пшеница

Контроль 80,2 19,0 15,4 29,3 9,2 47,3 109,5 28,2 62,7 32,7 10,5 24,1

7пі 106,9 30,6 22,9 32,8 12,5 65,6 139,7 42,8 73,0 37,6 11,9 29,5

2П8 91,5 22,3 18,8 33,1 8,4 29,4 124,6 30,6 48,1 39,4 9,9 18,6

Р60 98,0 27,0 19,2 34,1 10,5 41,9 132,1 39,8 72,0 40,5 12,0 25,1

Рб0 + 2П4 95,4 34,2 26,8 27,5 20,4 47,2 122,8 54,6 76,2 33,4 15,0 25,0

Рб0 + 2П8 87,4 28,9 25,2 30,8 21,5 56,9 118,1 50,4 82,1 32,1 13,1 26,1

Озимая рожь

Контроль 108,5 29,0 30,2 24,7 10,1 46,2 133,2 39,1 76,3 35,0 11,6 20,2

7пі 102,5 29,5 30,9 38,5 17,6 47,5 141,0 47,1 78,5 35,5 13,5 19,8

Тщ 119,5 33,6 31,4 39,2 13,7 62,4 158,6 47,3 93,7 35,7 13,4 21,1

Р60 126,4 42,8 31,7 34,2 12,0 59,4 160,5 54,8 91,1 37,1 15,9 21,3

Рб0 + 2П4 161,7 41,4 44,9 35,2 11,0 54,4 196,9 52,4 99,3 37,5 14,9 20,0

Рб0 + 2П8 131,8 24,9 30,5 32,5 11,7 50,6 164,2 36,7 81,2 31,4 10,8 22,3

Главными факторами, влияющими на вынос питательных элементов на единицу продукции, являются удобрения и условия водообеспечения. При благоприятном обеспечении влагой происходит усиление роста вегетативной массы растений, при этом повышается потребление и вынос элементов питания из почвы. Существенное значение в количестве выносимых элементов играет температурный режим, в прохладные годы в период вегетации вынос элементов питания намного меньше, чем в годы с высокой температурой. Помимо этого наблюдается различие в соотношении количества выносимых элементов питания, так в условиях засухи вынос азота и калия на единицу урожая резко возрастает, а фосфора уменьшается.

В наших исследованиях вынос основных элементов питания в зависимости от культуры, внесенных

доз удобрений и условий вегетации менялся значительно (табл. 6). Так, в контроле общий вынос озимой пшеницей составил: азота — 109,5 кг/га, фосфора — 28,2, калия — 62,7; а в варианте 2п4 соответственно 139,7; 42,8; 73,0 кг/га. В контрольном варианте озимая рожь потребляла азота 133,2 кг/га, фосфора — 39,1, калия — 76,3, а в варианте Р60 + 2п4 соответственно 196,9; 52,4; 99,3 кг/га. Увеличение выноса на удобренных вариантах определялось как повышением урожайности зерна, так и химическим составом растений.

Нормативные параметры минерального питания озимых зерновых культур представлены в табл. 7. Нами определены коэффициенты использования питательных элементов из почвы (КИП) озимыми культурами в оптимальных вариантах, — то есть в условиях, которые мы стремимся создать при

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011

Нормативные агрохимические показатели озимых зерновых культур

Показатель N Р2О5 К2О

Озимая пшеница

КИП 0,68 0,24 0,17

КИУ - 0,20 -

Потребление для создания 1 т зерна, кг 35 15 25

Ыт, кг/га 90 - -

Озимая рожь

КИП 0,87 0,30 0,17

КИУ - 0,27 -

Потребление для создания 1 т зерна, кг 40 15 20

Ыт, кг/га 140 - -

выращивании культур. Коэффициенты использования из почвы элементов питания озимой пшеницей составили по азоту 0,68, по фосфору —0,24, по калию — 0,17, озимой рожью — соответственно 0,87; 0,30; 0,17.

Известно, что удобрения являются мощным фактором, влияющим на доступность растениям питательных веществ. В связи с этим важным является точное определение коэффициента использование из удобрений (КИУ). Чаще всего он определяется разностным методом — отношение разности в выносе данного элемента урожаем удобренного и неудобренного вариантов к внесенной дозе удобрений. Таким путем получаются коэффициенты использования из удобрений, которые учитывают и прямое использование растением элементов удобрений, и косвенное — дополнительное использование элементов питания почвы за счет лучшего развития корневой системы растений в результате применения удобрений. Учет и прямого и косвенного действия удобрений является необходимым условием правильного планирования урожайности. Коэффициенты использования питательных веществ из фосфорных удобрений составили для озимой пшеницы 0,20, а для озимой ржи — 0,27 (табл. 7).

Также установлены другие нормативные агрохимические показатели. Для создания 1 т зерна озимая пшеница потребляла азота 35 кг, фосфора — 15 кг, калия — 25 кг; озимая рожь — соответственно 40; 15; 20. Азот текущей нитрификации (Ыт) для озимой пшеницы составил 90 кг/га, ржи —140.

На основании полученных агрохимических нормативных показателей можно рассчитать дозы и сочетания минеральных удобрений на планируемую урожайность или на планируемую прибавку урожая озимых пшеницы и ржи.

Таким образом, в результате исследований установлена высокая эффективность применения цинковых удобрений в основное внесение на луговочерноземной почве под озимые пшеницу и рожь, разработаны нормативные агрохимические показатели для определения доз макроудобрений под данные культуры. Результаты исследований дают возможность в производственных условиях диагностировать состояние минерального питания растений и оптимизировать его применением удобрений при выращивании озимых зерновых культур на луговочерноземных почвах в условиях региона.

Библиографический список

1. Зиганшин, А. А. Озимая рожь / А. А. Зиганшин, Л. Р. Ша-рифулин. — М. : Россельхозиздат, 1981. — 216 с.

2. Полевые культуры Западной Сибири : учеб. пособие / Л. И. Шанина [и др.]. — Омск, 2002. — 459 с.

3. Красницкий, В. М. Агрохимическая и экологическая характеристики почв Западной Сибири / В. М. Красницкий. — Омск : ОмГАУ, 2002. — 144 с.

4. Ермохин, Ю. И. Оптимизация минерального питания сельскохозяйственных культур (на основе «ПРОД») : монография / Ю. И. Ермохин, И. А. Бобренко. — Омск : Изд-во ОмГАУ, 2005. - 284 с.

5. Ильин, В. Б. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области / В. Б. Ильин, А. И. Сысо. — Новосибирск : СО РАН, 2001. — 229 с.

6. Анспок, П. И. Микроудобрения : Справочник / П. И. Ан-спок. — 2-е изд., перераб. и доп. — Л. : Агропромиздат. Ле-нингр. отд-ние, 1990. — 272 с.

7. Каталымов, М. В. Микроэлементы и микроудобрения / М. В. Каталымов. — М.—Л. : Химия, 1965. — 329 с.

8. Кострицина, М. Н. Влияние серы и цинка на урожайность и качество яровой пшеницы на фоне макроудобрений в условиях Алтайского Приобья / М. Н. Кострицина : дис. ... канд. с.-х. наук : 06.01.04. — Барнаул, 2007. — 223 с.

9. Москвитин, А. С. Влияние азотных удобрений, сульфата цинка и гербицидов на урожайность и качество зерна яровой пшеницы в условиях Алтайского Приобья / А. С. Москвитин : автореф. ... канд. с.-х. наук : 06.01.04. — Барнаул, 2005. — 18 с.

БОБРЕНКО Игорь Александрович, доктор сельскохозяйственных наук, доцент, декан факультета агрохимии, почвоведения и экологии.

ГОМАН Наталья Викторовна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, заведующая кафедрой агрохимии.

ПОПОВА Валентина Ивановна, заведующая лабораторией экологии и биологии, аспирантка кафедры агрохимии.

БОЛДЫШЕВА Елена Павловна, ассистент, аспирантка кафедры агрохимии.

Адрес для переписки: 644008, г. Омск, Институтская площадь, 2.

Статья поступила в редакцию 28.03.2011 г.

© И. А. Бобренко, Н. В. Гоман, В. И. Попова, Е. П. Болдышева