CC BY
52
Формирование планируемой урожайности озимой пшеницы на основе оптимизации минерального питания
DOI: 10.24411/0044-3913-2019-10705 УДК:631.11«324»:631.82:631.445.41
А. Ю. ОЖЕРЕДОВА, старший преподаватель (e-mail: alena. [email protected]) А. Н. ЕСАУЛКО, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Ставропольский государственный аграрный университет, пер. Зоотехнический, 12, Ставрополь, 355017, Российская Федерация
Исследование выполняли в 20152018 гг. с целью выявления влияния расчетных доз минеральных удобрений на уровень планируемой урожайности сортов озимой пшеницы с заданным качеством зерна на черноземе выщелоченном Ставропольской возвышенности. Материалом для исследования служили сорта озимой пшеницы Васса, Гром, Доля. Расчет доз минеральных удобрений проводили на планируемую урожайность 5,0 (N124P72K30); 7,5 (N186P95K45) и 10,0 (N248P133K60) т/га с качеством зерна, соответствующим 3-му классу; контроль -N63P52. В среднем по трем изучаемым сортам расчетные дозы минеральных удобрений существенно повышали содержание в почве аммонийного азота относительно контроля на 3,2...9,2 мг/кг, нитратного - на 4,6.11,3 мг/кг. За вегетацию пшеницы наибольшее содержание аммонийного (27,7 мг/кг) и нитратного (26,8 мг/кг) азота в почве обеспечила расчетная доза на планируемую урожайность 10,0 т/га. В зависимости от уровня доз минеральных удобрений сбор зерна возрастал, относительно контроля, на 1,6.5,36 т/га. Планируемый уровень урожайности 5,0 т/га в среднем за три года проведения экспериментов был достигнут у всех сортов (Доля, Васса, Гром). Урожайность 7,5 т/га зафиксировали у сортов Васса и Доля. Условия 10,0 т/га достичь не удалось. В опыте все дозы минеральных удобрений на трех изучаемых сортах значительно увеличивали содержания клейковины и белка в зерне, по сравнению с контролем, на 2,2.4,3 % и 1,2.2,0 % соответственно. Наибольшее накопление белка и клейковины в зерне всех сортов обеспечила доза N186P95K45. В контроле выращенное зерно было отнесено к IV классу, в опытных вариантах - к III классу. Согласно экономической оценки эффективности изучаемых расчетных доз минеральных удобрений при возделывании озимой пшеницы на черноземе выщелоченном наиболее рентабельным (153 %) оказалось внесение N248Pt33K60.
Ключевые слова: озимая пшеница (Triticum aestivum L.), минеральные удо-
брения, формы азота в почве, планируемая урожайность, сорта, качество зерна.
Для цитирования: Ожередова А. Ю., Есаулко А. Н. Формирование планируемой урожайности озимой пшеницы на основе оптимизации минерального питания // Земледелие. 2019. № 7. С. 21-23. Эй!: 10.24411/0044-3913-2019-10705.
Для удовлетворения потребностей растущего населения планеты нельзя ориентироваться только на естественное плодородие почвы, поэтому изыскиваются пути интенсификации земледелия, повышения урожайности культур, сохранения почвенного плодородия. Важнейшую роль в решении этих задач играют агротехнологии, которые предусматривают использование удобрений, компенсирующих расход питательных элементов почвы, выносимых с урожаем, создающих оптимальные условия для растений [1, 2].
Одним из важнейших факторов системы земледелия считают оптимизацию питания растений [3]. Половину прироста урожая в современном мире обеспечивают минеральные удобрения, но применение их должно быть не бессистемным, а строго просчитанным.
Нормы вносимых удобрений обязаны обеспечивать не только формирование высоких урожаев с хорошим качеством продукции, но и не оказывать негативного воздействия на окружающую среду [4].
Помимо рекомендованных широко используют расчетные дозы минеральных удобрений, обеспечивающие определенный уровень урожайности [5].
Цель исследований - определение влияния расчетных доз минеральных удобрений на уровень планируемой урожайности сортов озимой пшеницы с заданным качеством зерна на черноземе выщелоченном Ставропольской возвышенности.
Для ее достижения решали следующие задачи:
изучить влияние расчетных доз минеральных удобрений на содержание аммонийного и нитратного азота в 0...40 см слое почвы;
определить уровень планируемой урожайности зерна сортов озимой пшеницы заданного качества.
Исследования выполнены в 20152018 гг. на землепользовании опытной сельскохозяйственной станции Ставропольского государственного аграрного университета, которое расположено в зоне неустойчивого увлажнения.
Все три сельскохозяйственных года проведения экспериментов характеризовались повышенным температурным режимом: разница со среднемноголетней нормой в
2015-2016 гг. составляла 1,9 0С, в
2016-2017 гг. - 0,2 0С, в 2017-2018 гг -2,2 0С. Оптимальным по распределению осадков оказался 2015/16 сельскохозяйственный год, когда их сумма (643 мм) превысила норму на 92 мм. В среднем за 3 года самое низкое количество осадков отмечено в 2017/18 сельскохозяйственном году (518 мм), когда оно было ниже многолетнего на 33 мм. В 2016/17 году величина этого показателя была выше нормы на 113,3 мм, но крайне неравномерное распределение осадков в период вегетации растений создало неблагоприятные условия для роста и развития растений.
Почва опытного участка - чернозем выщелоченный, мощный, малогумус-ный тяжелосуглинистый, в период проведения исследований характеризовалась следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса (по Тюрину в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26213-91) - 5,1.5,4 %, нитрификационная способность -16.30 мг/кг содержание подвижного фосфора и калия (по Мачигину в модификации ЦИНАО, ГОСТ 2620591) - 20.25 мг/кг и 220.270 мг/кг соответственно, реакция почвенного раствора в водной суспензии (ГОСТ 26423-85) - 6,1.6,5 ед. рН.
Делянки размещали методом рендомизированных повторений, повторность 3-х кратная. Площадь делянки - 18 м2.
Схема опыта предусматривала изучение следующих факторов:
дозы минеральных удобрений (фактор А) - контроль - М63Р52; на планируемую урожайность 5,0 т/га -Ы124Р72К30; на планируемую урожайность 7,5 т/га - М186Р95К45; на планируемую урожайность 10,0 т/га -N Р К ;
248 133 601
сорта озимой пшеницы (фактор
В) - Доля, Васса, Гром. ы
При изучении влияния минераль- е
ных удобрений и сортов озимой л
пшеницы на содержание в слое почвы д
0.40 см нитратного и аммонийного л
азота в качестве дополнительного е
фактора (С) были выбраны фазы раз- 2
вития озимой пшеницы. 7
В схеме опыта указаны средние м
дозы минеральных удобрений за три 1 года исследований, которые ежегод-
1. Влияние доз минеральных удобрений на динамику аммонийного азота в слое 0...40 см чернозема выщелоченного (среднее по сортам, 2015-2018 гг.), мг/кг
В наиболее благоприятном по распределению осадков 2016 г сорт Доля в контроле сформировал максимальную в опыте урожайность. Так же на этом сорте была достигнута планируемая урожайность 5,0; 7,5 и 10,0 т/ га. При избыточном неравномерном распределении осадков в 2017 г наибольший сбор зерна обеспечил сорт Васса. В засушливом 2018 г самую высокую величину этого показателя в вариантах с внесением расчетных дозы минеральных удобрений обе-Наибольшую концентрацию ни- спечили сорта Доля и Гром (табл. 3). тратного азота в почве за период Расчетные дозы минеральных вегетации озимой пшеницы отмечали удобрений увеличили урожайность в фазе кущения - 28,1 мг/кг, что ока- озимой пшеницы, относительно кон-2. Влияние доз минеральных удобрений на динамику нитратного азота в слое 0.40 см чернозема выщелоченного
(среднее по сортам, 2015-2018 гг.), мг/кг
Доза удобрения (фактор А) Срок отбора (фактор С)
всходы кущение выход в трубку колошение полная спелость среднее
^3Р52 (контроль) 19,7 21,8 22,0 16,2 12,7 18,5
N Р К 124 72 30 24,2 25,7 25,6 18,5 14,4 21,7
N Р К 31,3 29,1 128,7 20,2 15,0 24,9
N Р К 248 133 60 37,6 33,0 30,9 21,3 15,6 27,7
Среднее 28,2 27,4 26,8 19,1 14,4
НСРП5 ф . 1,2; НСР05 ф С 1,0; НСР05 й АС 1 05 фактор А ' ' 05 фактор С ' ' 05 взаимодеиствие АС ,6
но уточняли по результатам агрохимических анализов почвы. Расчет доз выполняли по методике В. В. Агеева и А.Н. Есаулко (2006).
Доза удобрения (фактор А) Срок отбора (фактор С)
всходы кущение выход в трубку колошение полная спелость среднее
^3Р52 (контроль) 9,4 20,8 18,5 17,0 11,9 15,5
N Р К 124 72 30 12,9 26,5 24,3 18,3 18,4 20,1
^86Р95К45 14,8 30,1 27,1 22,2 20,2 22,9
N Р К 248 133 60 19,6 35,1 29,4 25,3 24,5 26,8
Среднее 14,2 28,1 НСР05 ф . 1,7; НСР05 ф С 1,5; НСР05 й АС 2,0 05 фактор А ' ' 05 фактор С ' ' 05 взаимодействие АС ' 24,8 20,7 18,8
Применение минеральных удобрений предусматривало два способа внесения: допосевное (под основную обработку почвы) и подкормки. Подкормки проводили в фазах кущения (контроль - Маа30, на планируемую урожайность 5,0 т/га - Ыаа30, 7,5 т/ га - Маа50 и 10,0 т/га - Маа50), выхода в трубку (контроль - Ыаа20, на планируемую урожайности 5,0 т/га - Ыаа20. 7,5 т/га - Ыаа30 и 10,0 т/га - Ыаа50) и колошения (на планируемую урожайность 5,0 т/га - Ым20, 7,5 т/га - Ым20 и 10,0 т/га - Ым20). В качестве удобрений в опыте использовали аммофос, калий хлористый, аммиачная селитра, мочевина. Предшественник - горох. Анализы и учеты проводили по общепринятым методикам.
Расчет экономической эффективности производства зерна озимой пшеницы осуществляли в ценах 2019 г по сорту, у которого отмечена наибольшая урожайность.
Статистическую обработку результатов выполняли методами двухфак-торного дисперсионного и корреляционного анализов.
Расчетные дозы минеральных удобрений достоверно увеличивали среднее содержание аммонийного 2 азота в почве относительно контро-о ля на 3,2.9,2 мг/кг (табл. 1). Наи-1-. большуювеличинуэтогопоказателя ^ отмечали при внесении ^48Р133К60 -о» 27,7 мг/кг, что было выше не только, | по сравнению с контролем, но и с вариантами применения удобре-® ний на планируемую урожайность 5 5,0 т/га (на 6 мг/кг) и 7,5 т/га (на $ 2,8 мг/кг).
залось выше, чем в остальные фазы развития, на 3,3.13,9 мг/кг (табл. 2). Возможно, это связано с прикорневой азотной подкормкой аммиачной селитрой.
троля, на 1,60.5,36 т/га. Наибольшей в опыте она была при внесении М248Р133К60 и составила в среднем за три года - 9,02 т/га, превысив контроль на 5,36 т/га, вариант с дозой
3. Влияние расчетных доз минеральных удобрений на урожайность сортов озимой пшеницы (среднее за 2016-2018 гг.), т/га
Доза удобрения Сорт (фактор В) Среднее
(фактор А) Васса Гром I Доля
^3Р52 (Контроль) 3,43 3,55 4,01 3,66
N Р К 124 72 30 5,06 5,16 5,57 5,26
N Р К 186 95 45 7,52 7,42 7,71 7,55
N Р К 248 133 60 8,70 9,13 9,23 9,02
Среднее 6,18 6,32 6,63
НСР05 ф . 0,63; НСР05 ф В 0,52; НСР 05 фактор А ' ' 05 фактор В ' ' П5 й АВ 0,75 05 взаимодействие АВ '
Самое высокое среднее содержание нитратного азота во все фазы развития озимой пшеницы отмечали также на фоне М248Р133К60 (26,8 мг/кг). Оно было больше, чем в контроле, на 11,3 мг/кг, в варианте с Ы124Р72К30 - на 6,7 мг/кг и М186Р95К45 - на 3,9 мг/кг
N Р К -
124 72 30
186 95 45
2,14 т/га.
В среднем за три года исследований планируемый уровень урожайности озимой пшеницы 5,0 т/га был сформирован у сортов Доля (5,57 т/га, + 11 %), Васса (5,06 т/га, +1 %), Гром
4. Влияние расчетных доз минеральных удобрений на показатели качества зерна сортов озимой пшеницы (среднее за 2016-2018 гг.)
Доза удобрения (фактор А) Сорт (фактор В) Клейковина, % Качество клейковины, ед. ИДК Белок, %
^3Р52 (Контроль) Васса Гром Доля 21.7 21.8 21,8 67,7 68,0 65,3 11,6 11,7 11,7
N Р К 124 72 30 Васса 23,7 73,3 12,7
Гром 24,3 74,7 13,1
Доля 24,1 75,3 12,9
N Р К 186 95 45 Васса 25,7 80,3 13,4
Гром 26,1 81,0 13,8
Доля 26,5 81,7 13,9
N Р К 248 133 60 Васса 24,8 80,3 13,1
Гром 25,1 79,3 13,3
Доля 25,4 78,7 13,4
Среднее 24,3 75,5 12,9
НСР„Г. . 05 фактор А ц/^р 1,3 п я 6,2 т п 0,8 П Л
НСРАС, 0 05 фактор В НСЄà ^ 05 взаимодействие АВ 0,8 1,5 7,0 7,5 0,6 1,0
5. Экономическая эффективность производства зерна озимой пшеницы сорта Доля (среднее за 2015-2018 гг.)
Показатель N P 63 52 (контроль) N P K 124 72 30 N P K 186 95 45 N P K 248 133 60
Урожайность, т/га 4,01 5,57 7,71 9,23
Цена выращенного зерна, руб./т 12000 13000 13000 13000
Денежная выручка, руб./га 4812 7241 10023 11999
Затраты труда, человеко-часов/га, 13,2 13,8 14,4 15,0
Затраты труда, человеко-часов/т 3,3 2,5 1,9 1,6
Производственные затраты, руб./га 30 211 36474 41543 47423
Себестоимость продукции, руб./т 7 534 6548 5388 5138
Прибыль, руб./га 17909 35936 58687 72567
Уровень рентабельности, % 59 99 141 153
(5,16 т/га, +3 %); 7,5 т/га - у сортов Доля (7,71 т/га, +3 %) и Васса (7,52 т/ га, +0,3 %); 10,0 т/га у всех сортов достигнут не был - Доля (9,23 т/га, -8 %), Гром (9,13 т/га, -9 %) и Васса (8,7 т/ га, -13 %).
Применение минеральных удобрений также достоверно увеличивало содержание клейковины и белка в зерне, по сравнению с контролем (табл. 4). В среднем за три года при их использовании на всех сортах содержание клейковины возрастало на 2,26.4,33 %. Наибольшим оно было в варианте с ^86Р95К45 (на планируемую урожайность 7,5 т/га).
Количество белка при внесении удобрений повышалось, по сравнению с контролем, на 1,2.2,0 %. Наибольшим у всех сортов оно было так же при использовании ^86Р95К45 -13,7 %. В зерне сортов Гром и Доля в среднем по опыту содержание белка составило 13,0 %, Васса - 12,7 %.
Так как самый высокий сбор зерна обеспечил сорт Доля, то и экономическую эффективность изучаемых агротехнических приемов выполняли по этому сорту.
По всем экономическим показателям наилучшим оказалось внесение расчетной дозы ^48Р133К60 на планируемую урожайность 10,0 т/га, которая обеспечила денежную выручку в размере 11 999 руб., превысив не только контроль (на 7187 руб.), но и другие опытные варианты (на 1976.4758 руб.). С повышением доз минеральных удобрений затраты труда на 1 га увеличивались, относительно контроля, на 0,6.1,8 чел.-ч и производственные затраты - на 6263...17212 руб., одновременно себестоимость снижалась на 986.2396 руб., прибыль увеличивалась на 18027.54658 руб, а уровень рентабельности - на 40.94 % (табл. 5).
Таким образом, все расчетные дозы минеральных удобрений повышали содержание аммонийного и нитратного азота в почве. Наибольшее количество аммонийного (27,7 мг/кг) и нитратного азота (26,8 мг/кг) в почве во все фазы развития отмечали на фоне расчетной дозы ^48Р133К60
В среднем за три года исследований планируемый уровень урожайности озимой пшеницы 5,0 т/га
был достигнут у сортов Доля (5,57 т/ га, +11 %), Васса (5,06 т/га, +1 %), Гром (5,16 т/га, +3 %); 7,5 т/га - у сортов Доля (7,71 т/га, +3 %) и Васса (7,52 т/га, +0,3 %); 10,0 т/га у всех сортов достигнут не был.
Содержание клейковины в зерне в опытных вариатах было выше, чем в контроле, на 2,2.4,3 %, белка - на 1,2.2,0 %. Наибольшие величины этих показателей у всех сортов отмечали на фоне ^86Р95К45 (на планируемую урожайность 7,5 т/га). По показателям экономической эффективности в условиях проведения исследований производству можно рекомендовать расчетную дозу удобрения ^48Р133К60. которая позволяет сформировать урожайность на уровне 9,23 т/га, а также увеличить прибыли, по сравнению с контролем, на 54658 руб./га, уровень рентабельности - на 94 %.
Литература.
1. Кудеяров В. Н. Оценка питательной деградации пахотных почв России // Вестник Российской академии наук. 2015. Т. 85. № 9. С. 771-775.
2. Завалин А. А. Современное состояние использования азота в мировом земледелии // Динамика показателей плодородия почв и комплекс мер по их регулированию при длительном применении систем удобрения в разных почвенно-климатических зонах: сб. тр. по матер. Междунар. науч. конф. М.: ВНИИ Агрохимии имени Д.Н. Прянишникова, 2018. С. 46-54.
3. Цховребов В. С., Есаулко А. Н., Новиков А. А. Современные проблемы плодородия почв Ставрополья // Агрохимический вестник. 2017. № 4. С. 3-8.
4. Сычев В. Г., Рухович О. В., Беличенко М. В. Географическая сеть опытов с удобрениями (состояние, перспективы и современные вызовы) // Итоги выполнения программы фундаментальных научных исследований государственных академий на 2013-2020 гг.: матер. Всероссийского координационного совещания научных учреждений-участников Географической сети опытов с удобрениями. М.: ВНИИ Агрохимии имени Д.Н. Прянишникова, 2018. С. 4-11.
5. Гамзиков Г. П. Условия и факторы сохранения плодородия почв и получения стабильных урожаев полевых культур в сибирском земледелии // Плодородие почв и оценка продуктивности земледелия: сб. тр. по матер. научно-производственной конф. с междунар. участием. Тюмень:
Государственный аграрный университет Северного Зауралья, 2018. С. 47-57.
Obtaining Planned Winter Wheat Yields Based on the Optimization of Mineral Nutrition
A. Yu. Ozheredova, A. N. Esaulko
Stavropol State Agrarian University, per. Zootekhnicheskii, 12, Stavropol', 355017, Russian Federation
Abstract. The study was carried out in 2015-2018 to identify the effect of the estimated doses of mineral fertilizers for the planned yield level of winter wheat varieties with a given grain quality on leached chernozem in the Stavropol Upland. The research material was varieties of winter wheat: Vassa, Grom, Dolya. The calculation of the doses of mineral fertilizers was carried out at the planned yield of 5.0 t/ha (N124P72K30), 7.5 t/ha(N186P95K45), and 10.0 (N248P133K60) t/ha with grain quality corresponding to the 3rd class; the control was N63P52. On average over three studied varieties, the calculated doses of mineral fertilizers relative to the control significantly increased the content of ammonium nitrogen in the soil by 3.2-9.2 mg/kg and nitrate nitrogen - by 4.6-11.3 mg/kg. During the growing season, the highest content of ammonium (27.7 mg/kg) and nitrate (26.8 mg/ kg) nitrogen in the soil was provided by the estimated dose for the planned yield of 10.0 t/ha. Depending on the level of doses of mineral fertilizers, crop productivity increased by 1.6-5.36 t/ha relative to the control. The planned yield level of 5.0 t/ha on average over three years was achieved in all varieties (Dolya, Vassa, Grom). The planned grain harvest of 7.5 t/ha was recorded in Vassa and Dolya varieties. The planned yield of 10.0 t/ha was not achieved. In the experiment, all doses of mineral fertilizers in the three studied varieties significantly increased the content of gluten and protein in the grain. Compared to the control, the gluten content in the experimental variants was higher by 2.2-4.3%, protein content - by 1.2-2.0%. The highest protein and gluten content in grain in all varieties was provided by the dose of N186P95K45. In the control, the grown grain was assigned to class IV, in the experimental versions - to class III. According to the economic evaluation of the efficiency of the calculated doses of mineral fertilizers studied in the experiment when cultivating winter wheat on leached chernozem, the most profitable (153%) dose was N248P133K60.
Keywords: winter wheat (Triticum aesti-vum L.); mineral fertilizers; nitrogen forms in the soil; planned yield; varieties; winter wheat; grain quality.
Author Details: A. Yu. Ozheredova, senior lecturer (e-mail: [email protected]); A. N. Esaulko, D. Sc. (Agr.), prof.
For citation: Ozheredova A. Yu., Esaulko A. N. Obtaining Planned Winter Wheat Yields Based on the Optimization of Mineral Nutrition. Zemledelije. 2019. No. 7. Pp. 21-23 (in Russ.). DOI: 10.24411/00443913-2019-10705.
Ы (D 3 ь
(D
g
(D Ь 5
(D
4 О <0
