CC BY
46
АГРОНОМИЯ
УДК 633.63:631.4:631.821.85(571.15) Л.М. Бурлакова,
А.Б. Совриков
ОПТИМИЗАЦИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ В УСЛОВИЯХ УМЕРЕННО ЗАСУШЛИВОЙ И КОЛОЧНОЙ СТЕПИ
АЛТАЙСКОГО КРАЯ
Ключевые слова: оптимизация, минеральное питание, подвижные формы питательных веществ, шкалы обеспеченности, каналы связи, ранги урожайности, общая информативность, коэффициент эффективности каналов связи, сахарная свекла, норма удобрений.
Введение
Продуктивность возделываемых культур в значительной степени зависит от обеспеченности растений подвижными формами элементов питания. Эти формы динамичны во времени. И если мы хотим получить наибольшую эффективность от вносимых удобрений, то при расчете норм удобрений необходимо пользоваться свежими данными по обеспеченности почвы питательными веществами, особенно это важно для наиболее динамичных форм минерального азота.
Рациональное питание растений состоит в предоставлении растениям не обязательно высоких норм удобрений, но оптимальных, достаточных для формирования максимально-возможных высоких урожаев при обеспечении теплом и влагой в соответствующих зональных климатических условиях.
В настоящее время в агрохимической науке и практике внесение удобрений под сельскохозяйственные культуры накоплен большой опыт. Разработано множество методов внесения удобрений в разных регионах России и в странах бывшего СССР [1]. Большая роль во многих работах в этом отношении отводится содержанию в почве подвижных питательных веществ. О роли подвижных питательных веществ в
почве в диагностике потребности растений в удобрении писал еще Д.Н. Прянишников [2].
Объекты и методы исследования
Объектами исследования послужили пахотные почвы Алтайского Приобья, расположенные в зоне черноземов обыкновенных умеренно засушливой и колочной степи Алтайского края.
Предметом исследования было избрано изучение подвижных питательных веществ как одного из параметров плодородия почв, выявление их влияния на урожайность корнеплодов сахарной свеклы и на основе разработанного метода оптимизации расчета доз минеральных удобрений, установления агрономической и экономической эффективности оптимизированных доз минеральных удобрений под сахарную свеклу.
Методика исследований
Исследования проводили в течение двух лет, с 2008 по 2009 гг. При полевом и лабораторном исследованиях применяли широкоизвестные и общедоступные методы.
Образцы почв для определения влажности и подвижных питательных веществ отбирали весной до посева и по основным фазам развития растения в пахотном горизонте. Каждая площадка была строго ориентирована и привязана по странам света и расстоянию. Образцы отбирали в 3-кратной повторности на каждой площадке, смешанные из трех индивидуальных.
В лаборатории определяли в отобранных образцах: влажность (для пересчета результатов анализа на сухую навеску) — высушиванием почвы в алюминиевых бюк-сах при 105оС, азот нитратов) — по Гран-дваль-Ляжу, обменный аммоний) — в KCl вытяжке с последующим колориметриро-ванием на ФЭК, подвижный фосфор и калий) — по Чирикову в одной навеске, фосфор) — калориметрически, а калий) — на пламенном фотометре.
Осенью на площадках, где отбирали образцы почв для анализов, проводили учет урожайности корнеплодов сахарной свеклы. Всего было заложено на каждой площадке 5 метровок.
В лаборатории корнеплоды сахарной свеклы взвешивали и пересчитывали на урожай в т/га. Самая высокая урожайность корнеплодов составила 66 т/га, а самая низкая — 24 т/га.
Результаты анализов почв и урожайности возделываемых культур использовали для установления связей между содержанием в почве подвижных форм элементов питания и урожайностью возделываемых культур.
Для этой цели был использован апробированный нами ранее метод информационно-логического анализа, предложенный в работах Ю.Т. Пузаченко, А.В. Мошкина, и используемый нами по прописи Ю.Т. Пузаченко, Л.О. Карпачев-ского, Н.А. Взнуздаева [3-6].
Результаты и их обсуждение
С помощью информационно-логического анализа нами были определены степень и характер связи между содержанием в почве весной до посева подвижных питательных веществ и урожайностью корнеплодов сахарной свеклы.
Установление степени и характера полученных связей позволило разработать шкалы обеспеченности почв подвижными
Шкала обеспеченности почвы по специфичным (наиболее вероятным)
элементами питания под сахарную свеклу, обусловливающие получение соответствующей им урожайностей.
Высокая вариабельность подвижных питательных веществ создала различные условия роста и развития растений и отразилась на формировании урожайности корнеплодов.
Влияние содержания в почве подвижных элементов питания на формирование урожайности сахарной свеклы показало, что по общей информативности канала связи (Т) и коэффициента эффективности передачи информации (К) наибольшее влияние на урожайность корнеплодов сахарной свеклы оказали содержание в почве весной перед посевом азота нитратов и подвижного калия (табл. 1). Влияние подвижного фосфора на урожайность корнеплодов сахарной свеклы менее информативно.
Поле, на котором выращивалась сахарная свекла, общей площадью 247 га неоднородно по содержанию подвижных питательных веществ. Прослеживается линейная связь между урожайностью корнеплодов сахарной свеклы и содержанием в почве нитратного азота и подвижного калия. Для содержания подвижного калия в почве прослеживается некоторая неопределенность. Урожайность сахарной свеклы может колебаться от < 25 до 35 т/га, что соответствует 1-3-му рангам урожайности, причем 1-й ранг, соответствующий урожайности 25-33 т/га встречается 1 раз из 28 случаев, и им можно пренебречь. В таблице 2 этот ранг показан в скобках (1). При высокой степени обеспеченности почв азотом нитратов и подвижным калием может быть получена высокая урожайность сахарной свеклы (6-7-й ранг, > 53 т/га) при обеспеченности почв подвижным фосфором 20 мг/100 г почвы.
Таблица 1
подвижными элементами питания
состояниям урожайности сахарной свеклы
N/NO3, мг/кг Урожайность сахарной свеклы K2O, мг/100 г Урожайность сахарной свеклы P2O5, мг/100 г Урожайность сахарной свеклы
т/га ранг т/га т/га т/га ранг
< 15 26-39 2-3 < 26 < 26-39 (1)2-3 21-25 26-39 1-3
15-20 40-46 4 26-46 40-53 4-5 26-30 40-46 4
20-35 47-60 5-6 46-66 54-60 5-6 > 30 47-53 5
> 35 > 61 7 > 66 > 60 7 < 20 > 53 6-7
Т = 0,3659 К = 0,1485 Т = 0,3898 К = 0,1524 Т = 0,1240 К = 0,0904
Таблица 2
Коэффициент оптимизации минерального питания сахарной свеклы по обеспеченности почвы подвижным азотом, фосфором и калием
Содержание в почве Ранг урожайности Коэффициент оптимизации
мг/кг мг/100 г по специфичным состояниям
N-N03 р2о5 к2о N-N03 р2о5 к2о N-N03 р2о5 к2о
< 15 < 25 < 40 40-53 54-60 > 60 2-3 1-3 2-3 4-5 5-6 7 0,643 0,714 0,643 0,357 0,214 0,000
< 15 26-30 < 40 40-53 54-60 > 60 2-3 4 2-3 4-5 5-6 7 0,643 0,429 0,643 0,357 0,214 0,000
< 15 > 30 < 40 40-53 54-60 > 60 2-3 5 2-3 4-5 5-6 7 0,643 0,286 0,643 0,357 0,214 0,000
15-20 < 25 < 40 40-53 54-60 > 60 4 1-3 2-3 4-5 5-6 7 0,429 0,714 0,643 0,357 0,214 0,000
15-20 26-30 < 40 40-53 54-60 > 60 4 4 2-3 4-5 5-6 7 0,429 0,429 0,643 0,357 0,214 0,000
15-20 > 30 < 40 40-53 54-60 > 60 4 5 2-3 4-5 5-6 7 0,429 0,286 0,643 0,357 0,214 0,000
15-20 < 20 < 40 40-53 54-60 > 60 4 6-7 2-3 4-5 5-6 7 0,429 0,071 0,643 0,357 0,214 0,000
20-35 < 25 < 40 40-53 54-60 > 60 5-6 5 2-3 4-5 5-6 7 0,214 0,286 0,643 0,357 0,214 0,000
20-35 26-30 < 40 40-53 54-60 > 60 5-6 4 2-3 4-5 5-6 7 0,214 0,429 0,643 0,357 0,214 0,000
20-35 > 30 < 40 40-53 54-60 > 60 5-6 5 2-3 4-5 5-6 7 0,214 0,286 0,643 0,357 0,214 0,000
20-35 < 20 < 40 40-53 54-60 > 60 5-6 6-7 2-3 4-5 5-6 7 0,214 0,071 0,643 0,357 0,214 0,000
> 35 < 25 < 40 40-53 54-60 > 60 7 5 2-3 4-5 5-6 7 0,000 0,286 0,643 0,357 0,214 0,000
> 35 26-30 < 40 40-53 54-60 > 60 7 4 2-3 4-5 5-6 7 0,000 0,429 0,643 0,357 0,214 0,000
> 35 > 30 < 40 40-53 54-60 > 60 7 5 2-3 4-5 5-6 7 0,000 0,286 0,643 0,357 0,214 0,000
> 35 < 20 < 40 40-53 54-60 > 60 7 6-7 2-3 4-5 5-6 7 0,000 0,071 0,643 0,357 0,214 0,000
Содержание подвижных элементов питания в почве и отражение их взаимоотношения в коэффициентах оптимизации позволит более полно охарактеризовать обеспеченность почв элементами минерального питания.
Для последующего внесения удобрений в определенном количестве и соотношении по содержанию подвижных форм элементов питания в почве.
Коэффициент оптимизации характеризует связь между содержанием элемента в почве и урожайностью культуры. Чем выше этот коэффициент, тем больше доза внесения удобрений. В том случае, когда коэффициент оптимизации равен нулю для всех элементов питания, это значит, что в почвах имеет место гармоничное соотношение элементов питания.
Коэффициенты оптимизации в таблице 2 рассчитаны по специфичным состояниям урожайности корнеплодов сахарной свеклы в зависимости от содержания подвижных элементов питания в почве в период посева.
Для расчета доз минеральных удобрений по методу оптимизации весной (перед посевом) были отобраны и проанализированы почвенные образцы на содержание в них азота нитратов, подвижных фосфора и калия. Используя шкалы обеспеченности почвы подвижными элементами питания по специфичным (наиболее вероятным) состояниям урожайности сахарной свеклы по каждому значению фактора (табл. 1), содержание элементов питания в почве выражаем через ранги урожайности. Наиболее вероятные ранги урожайности
сахарной свеклы, соответствующие в период посева содержанию азота нитратов, подвижного фосфора и обменного калия приведены в таблице 3.
Как следует из таблицы 3, в почве имеет место негармоничное соотношение элементов минерального питания, и все они находятся на линии минимума. Для того чтобы получить максимальный ранг (7) урожайности корнеплодов сахарной свеклы, необходимо повысить содержание азота на 4,5 ранга, содержание фосфора на 3 ранга и калия на 1,5 ранга путем внесения удобрений.
С учетом коэффициентов оптимизации, выноса элементов питания и коэффициентов использования их из минеральных удобрений растениями сахарной свеклы получаем дозы внесения минеральных удобрений на планированную урожайность 60 т/га, рассчитанные по принципу оптимизации:
Д м = 275,6 кг д.в/га, Д р = 231,7 кг д.в/га, Д К = 160,5 кг д.в/га.
Эффективность метода оптимизации минерального питания под посевом сахарной свеклы в условиях умеренно-засушливой и колочной степи Алтайского края показано в таблице 4.
Внесение оптимизированной дозы минеральных удобрений сравнивалось с эффективностью вносимых доз удобрений применяемых в хозяйстве и в сочетании с гербицидной обработкой, обеспечивает получение планируемых урожаев.
Таблица 3
Содержание азота нитратов, подвижного фосфора и обменного калия в почвах перед закладкой опыта по специфичным (наиболее вероятным) состояниям урожайности сахарной свеклы для каждого состояния фактора
ы-ыо3 Урожайность Р2О5 Урожайность к2о Урожайность
мг/кг ранг т/га мг/100 г ранг т/га мг/100 г ранг т/га
9,07 1 < 26 26,3 4 40-46 59,8 5-6 54-60
Таблица 4
Эффективность применения минеральных удобрений в условиях умеренно засушливой и колочной степи Алтайского края под сахарную свеклу
Варианты Урожайность, т/га Прибавка к контролю, т/га
Контроль 25,8 -
^35^35 31,2 5,4
М70Р70К70 36,7 10,9
^275,6Р231,7К160,5 (оптимизированная доза) 59,3 33,5
НСР 05, т/га 1,25
Таблица 5
Экономическая эффективность применения удобрений под сахарную свеклу
Показатели Контроль N35^35 ^^70Р70К70 1^275,6Р231,7К160,5
Урожайность, т/га 25,8 31,2 36,7 59,3
Прибавка, т/га - 5,4 10,9 33,5
Затраты, руб/га 19284,8 22393,7 25542,7 37678,3
из них на доп. продукцию, руб/га - 3109,0 6257,9 18393,5
Цена реализации с учетом класса, руб/т 2000 2000 2000 2000
Валовая продукция в ценах реализации, руб/га 51600 62400 73400 118600
Условно чистый доход, руб/га 32315,2 40006,3 47857,3 80921,7
Уровень рентабельности производства, % 167,6 178,6 187,4 214,8
Схема опыта в 2009 г. включала следующие варианты:
1. Контроль.
2. ^5Р35К35 — стартовая доза (припо-севное внесение).
3. ^^70Р70К70.
4. ^75 6Р2317К1605 (оптимизированная доза).
Полевой опыт в условиях подзоны черноземов обыкновенных колочной степи Алтайского края был заложен с соблюдением всех положений методики опытного дела [7]. Были использованы следующие удобрения: нитроаммофоска марки А, аммиачная селитра [N^N0^ — содержание азота не менее 34,7%; суперфосфат простой гранулированный [Са(Н2РО4)2] — содержание фосфора не менее 20%.
Как следует из таблицы 4, сахарная свекла очень отзывчива на внесение минеральных удобрений. По всем вариантам опыта наблюдается достоверное увеличение урожайности как от стартовой дозы, так и от основного внесения оптимизированной дозы. Внесение минеральных удобрений при посеве ^35Р35К35) сахарной свеклы обеспечило получение 5,4 т/га дополнительной продукции, двойное увеличение стартовой дозы ^70Р70К70) — обеспечило получение 10,9 т/га дополнительной продукции. Внесение оптимизированной дозы минеральных удобрений обеспечило получение 33,5 т/га дополнительной продукции, отклонение фактической и планируемой урожайности составляет менее 1,5%.
По данным технологической карты и таблицы 5 можно сделать вывод, что все анализируемые показатели экономической эффективности существенно различаются в зависимости от дозы внесения удобрений.
В 2009 г. урожайность сахарной свеклы колебалась от 31,2 до 59,3 т/га при контроле 25,8 т/га. По всем вариантам опыта чистый доход колеблется от 40006,3 (при стартовой дозе внесения минеральных удобрений) до 80921,7 руб/га, (по варианту оптимизированной нормы минеральных удобрений) при 32315,2 руб/га на контроле. Сумма затрат на 1 га посевов повышается с увеличением дозы внесения минеральных удобрений.
По всем вариантам уровень рентабельности выше контрольного, это говорит о том, что получаемые прибавки зерна по данным вариантам внесения минеральных удобрений позволяют окупать дополнительные затраты.
Наиболее рентабельным оказался вариант с оптимизированной дозой внесения минеральных удобрений, где уровень рентабельности составил 214,8%.
Заключение
Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что по разработанным шкалам обеспеченности почв подвижными элементами питания, выраженных в уровнях урожайности корнеплодов сахарной свеклы, с учетом коэффициентов оптимизации нами была определена оптимальная норма минеральных удобрений, которая показала агрономическую эффективность и обеспечила получение планированной урожайности корнеплодов сахарной свеклы.
Библиографический список
1. Кулакова Т.Н. Оптимальные параметры плодородия почв / Т.Н. Кулакова, В.Ю. Кнашис, И.М. Богдевич и др. — М.: Колос, 1984. — 271 с.
2. Прянишников Д.Н. Азот в жизни растений и в земледелии СССР / Д.Н. Прянишников. - М., Л.: АН СССР, 1945. -200 с.
3. Бурлакова Л.М. Плодородие Алтайских черноземов в системе агроценоза / Л.М. Бурлакова. — Новосибирск: Наука, 1984. — 200 с.
4. Бурлакова Л.М. Оптимизация минерального питания яровой пшеницы на основе информационно-логической модели урожайности / Л.М. Бурлакова // Разработка систем и технологий применения удобрений, обеспечивающих расширенное воспроизводство почвенного плодородия и получение планируемых урожаев высокого качества: матер. Всесоюзн. со-вещ. межвуз. координац. совета по агрохимии. — Алма-Ата, 1990. — С. 47-51.
5. Бурлакова Л.М. Шкалы обеспеченности почвы подвижными питательными
УДК 633.16.321:631.526.32 (581.
веществами для расчета оптимизированных доз минеральных удобрений под сахарную свеклу / Л.М. Бурлакова, А.Б. Совриков // Аграрная наука — сельскому хозяйству: матер. IV Междунар. науч.-практ. конф.: в 3 кн. — Барнаул: Изд-во АГАУ, 2009. — С. 369-371.
6. Пузаченко Ю.Т. Возможности применения информационно-логического анализа при изучении почвы на примере ее влажности / Ю.Т. Пузаченко, Л.О. Карпачевский, Н.А. Взнуздаев // Закономерности пространственного варьирования свойств почв и информационно-статистические методы их изучения. — М.: Наука, 1970. — С. 103-121.
7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. — М.: Агропром-издат, 1995. — 351 с.
+ + +
9) А.Н. Кадычегов,
А.Н. Бородыня
ОЦЕНКА АДАПТИВНЫХ СВОЙСТВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ ПО УРОЖАЙНОСТИ И ПОСЕВНЫМ КАЧЕСТВАМ ЗЕРНА В СТЕПНЫХ УСЛОВИЯХ СРЕДНЕЙ СИБИРИ
Ключевые слова: яровой ячмень, степные условия, континентальный климат, коэффициент вариации, показатель гомеостатичности, параметры адаптивности, урожайность зерна, всхожесть, чистота, влажность, масса 1000 семян.
Введение
Современные сорта наряду с высоким проявлением основных хозяйственно полезных признаков должны обладать и стабильностью этих показателей в варьирующих факторах жизни растений.
В настоящее время селекционерам и семеноводам желательно иметь чёткую прогнозируемую величину индивидуальной реакции разных генотипов на окружающие условия. Сложность состоит в том, чтобы суметь оценить эту реакцию в математическом выражении [1]. Ф.М. Стрижова и В.М. Стрижов рекомендуют использовать различные методы
оценки адаптивных свойств, что дает возможность проводить более глубокую и разностороннюю оценку изучаемого материала [2].
Метод Эберхарта и Расселла (S.A. Eberhart, W.A. Russell) основан на расчете двух параметров: коэффициента линейной регрессии (bi) и дисперсии (o2d). Первый показывает отклик генотипа на улучшение условий выращивания, а второй характеризует стабильность сорта в различных условиях среды [3].
Гомеостаз рассматривается обычно или как свойство отдельного генотипа и группы особей с одним и тем же генотипом, или как свойство популяции, состоящей из разных генотипов. Гомеостаз применительно к отдельно взятому генотипу или же гомеостаз индивидуального развития (онтогенетический, физиологический гомеостаз) понимается как буферность от-
