Продуктивность подсолнечника в зависимости от норм минерального питания Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 633.81/85

DOI 10.18522/0321-3005-2015-4-96-100

ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОДСОЛНЕЧНИКА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НОРМ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

© 2015 г. В.А. Кравченко, Н.Ф. Малай, В.Г. Шурупов

Кравченко Владимир Анатольевич - главный агроном, научно-производственное предприятие «Гибрид», ул. 1-й Пятилетки, 104, п. Матвеев Курган, Ростовская обл., 346970.

Малай Николай Федорович - кандидат сельскохозяйственных наук, руководитель научно-производственного предприятия «Гибрид», ул. 1-й Пятилетки, 104, п. Матвеев Курган, Ростовская обл., 346970.

Kravchenko Vladimir Anatol'evich - Chief Agronomist, Research and Production Enterprise «Hybrid», 1-ya Pyatiletka St., 104, Matveyev Kurgan, Rostov Region, 346970, Russia.

Malai Nikolai Fedorovich - Candidate of Agricultural Science, Head of the Research and Production Enterprise «Hybrid», 1-ya Pyatiletka St., 104, Matveyev Kurgan, Rostov Region, 346970, Russia.

Шурупов Василий Георгиевич - доктор сельскохозяйственных Shurupov Vasilii Georgievich - Doctor of Agricultural Science,

наук, профессор, заместитель директора по научной работе, Донская опытная станция им. ЛА. Жданова Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур, ул. Жданова, 2, п. Опорный, Ростовская область, 346754, e-mail: gnudos@mail. ru

Professor, Deputy Director, Zhdanov Don Experimental Station of the All-Russian Research Institute of Oil Crops, Zhdanov St., 2, Oporny, Rostov Region, 346754, Russia, e-mail: gnu-dos@mail.ru

В краткосрочных опытах проанализирована обеспеченность и потребность растений подсолнечника элементами минерального питания по периодам вегетации. Показаны продуктивность фотосинтеза, водопотребления, урожайности и качества семян в зависимости от уровня минерального питания растений в условиях недостаточного увлажнения на черноземе обыкновенном.

Ключевые слова: продуктивность, удобрения, водопотребление, фотосинтез, сорт, гибрид, минеральное питание, урожайность, качество.

At the short-term experiments the provision and demand of sunflower plants in mineral elements according to the periods of vegetation is analyzed. The photosynthetic productivity, water consumption, yield and quality of seeds, depending on the level of mineral nutrition ofplants in the conditions of insufficient moisture on ordinary black soils is shown.

Keywords: productivity, fertilizers, water use, photosynthesis, variety, hybrid, mineral nutrition, yield, quality.

Подсолнечник - ведущая масличная культура в Ростовской области. Эффективное ведение отрасли растениеводства невозможно без оптимизации уровня минерального питания сельскохозяйственных культур. Это обусловлено снижением плодородия почв, отчуждением питательных веществ почвы, урожаем возделываемых культур, выведением новых сортов и гибридов, в том числе подсолнечника, генетический потенциал которого может быть реализован, прежде всего, на высоком агрофоне [1].

Реакция новых гибридов и сортов подсолнечника на уровень минерального питания пока изучена недостаточно. Не установлены научно обоснованные дозы минеральных удобрений, их влияние на динамику накопления зеленой и сухой массы растений подсолнечника в сортовом разрезе. В

связи с недостаточной изученностью их отзывчивости на уровень минерального питания в условиях приазовской зоны нами с 2011 по 2013 г. проведены исследования в этом направлении.

Важное значение имеют изучение, разработка, создание оптимальных условий минерального питания для гибридов и сортов в конкретной почвенно-климатической зоне, а также исследование состава и соотношения основных элементов питания, их влияния на урожайность и на качество семян.

Наши опыты, проведённые по изучению влияния минеральных удобрений в посевах подсолнечника, показали различное их воздействие на рост и развитие растений. Линейный прирост высоты растений гибридов и сортов на удобренных вариантах был выше, чем на контроле.

В фазе двух пар листьев удобренные варианты сортовых посевов превышали растения на контроле на 1,5-3,0 см, в фазе образования корзинки - на 6,0-11,0 см, цветения - на 4,5-10,0 см.

У гибридов превышение линейного роста растений составило 1,0-2,0 и 3,5-11,0 см соответственно. К фазе цветения растения подсолнечника достигли своего максимального роста, обусловленного биологическими особенностями.

Основным органом утилизации приходящей солнечной энергии является листовая поверхность растений.

Как показали наши исследования, формирование площади листьев одного растения проходило с постоянным увеличением от 295 (в фазе 2 пар настоящих листьев) до 3196-3990 см2 (в фазе цветения). При густоте стояния подсолнечника 40 тыс. растений на гектаре общая площадь листьев у сорта составила 13,7-14,8 тыс. м2/га, у гибридов -15,8-17,7.

В фазе налива семян площадь листьев сократилось почти вдвое. Нами отмечено, что в засушливые годы расход почвенной влаги растениями происходил более экономно. В засушливый и во влажный годы тенденция расходования влаги в определенном объеме по фенофазам сохранялась.

Большое значение на формирование урожайности подсолнечника оказывает содержание в почве доступных форм КРК и вносимых с удобрениями.

Нами установлено, что суммарная фракция гид-ролизуемого азота характеризуется устойчивостью и мало меняется в течение вегетационного периода. Так, от фазы трех пар настоящих листьев до налива семян содержание гидролизуемого азота в 2011 г. изменялось от 49 до 41; от 84 до 81 и от 90 до 95 мг/кг почвы соответственно вариантам опыта:

N40 Р60 К40, N§0 Р120 К80-

В 2012 г. - от 43 до 34; от 69 до 51; от 82 до 60 мг/кг почвы. В 2013 г. эти показатели менялись от 45 до 37; от 84 до 71 и от 94 до 73 мг/кг почвы.

Содержание нитратов в почве в течение вегетации заметно изменялось и составило в среднем: за 2011-2013 гг. - 42; 38 и 51 % от исходного их содержания соответственно по вариантам.

Анализы почвы на содержание подвижных форм фосфора показали достаточно высокое содержание его на удобренных вариантах и пониженное - на неудобренных. В течение вегетации подсолнечника количественное изменение доступного фосфора составило 23 % на неудобренных и от 25 до 36 % - на удобренных вариантах. В опытах посевы подсолнечника были обеспечены фосфорным питанием.

Обменного калия в период вегетации подсолнечника в годы исследований было достаточно на

всех вариантах опыта. Уменьшение обменного калия наблюдалось с фазы цветения и до налива семян.

Исследования по режиму потребления элементов минерального питания растениями подсолнечника (табл. 1) показали, что наибольший расход азота связан с прохождением фаз «всходы - образование корзинки» и «цветение - созревание». Самый большой расход фосфора приходился на период от всходов до образования корзинки, а калия -от всходов до цветения. На формирование одного центнера семян подсолнечник расходовал в среднем: азота - 5, фосфора - 1,5, калия - 12 кг.

Таблица 1

Потребление подсолнечником элементов питания по периодам вегетации, %

Таблица 1 показывает, что от всходов до цветения растения подсолнечника потребляют около 60 % азота, 80 % фосфора и более 90 % калия. На первых этапах развития подсолнечника снабжение фосфором имеет важное значение для роста и развития растений, а в конечном счете способствует формированию высоких урожаев семян.

Продуктивность растения является результатом взаимодействия корневой системы и вегетативных надземных органов. Определяющими результативность этого процесса являются площадь листовой поверхности и уровень минерального питания, которые влияют на продуктивность фотосинтеза, а в итоге - продуктивность культуры. Наряду с листьями значительный вклад в потенциал растений вносят стебли и плодоэлементы.

Нашими исследованиями было установлено, что на неудобренных вариантах сортовых посевов фотосинтетический потенциал составил от 1671 до 1859 тыс. м2сут/га, у гибридных - от 1817 до 1897. На удобренных вариантах сортовых посевов фотосинтетический потенциал изменялся от 1787 до 1945 тыс. м2 сут/га, на гибридных посевах - от 1993 до 2135.

Более высокий фотосинтетический потенциал у сорта и гибридов подсолнечника отмечен на варианте Р120 К80. У сортовых и гибридных посевов фитосинтетический потенциал выражался значениями одного порядка. Однако у сорта на удобренном варианте N43 Р60 К40 увеличение фитосинтети-ческого потенциала составило 15-21 %, на вариан-

Периоды вегетации Азот (N) Фосфор (Р2О 5) Калий (К2О)

Всходы - образование 38,9 52,8 53,2

корзинки

Образование корзинки - 17,5 27,7 38,7

цветение

Цветение - созревание 43,6 19,5 8,1

те N§0 Р120 К80 - 26-48, у гибридов - 15-26 и 25-40 %.

Наши исследования показали, что накопление сухой биомассы у изучаемых сортов и гибридов происходило в вышеуказанной последовательности. В фазе завязывания корзинки накопление биомассы было незначительным, изменялось в пределах от 0,45 до 0,92 т/га у сорта и 0,57-0,81 т/га у гибрида и увеличивалось на удобренных вариантах.

В фазе образования корзинки накопление сухой биомассы на контроле находилось в пределах 0,9-0,95 т/га, на удобренных вариантах по сортам -в пределах 0,7-1,5 т/га, по гибридам - 1,1-1,14 и 1,15-1,55 т/га соответственно вариантам опыта.

В период налива семян содержание сухой биомассы было максимальным. Оно составило 5,45-6,1 т/га на контроле и 7,7-5,9 т/га - на удобренных вариантах. На гибридных посевах накопление сухой биомассы на контроле составило 5,86,4 т/га.

Продуктивность фотосинтеза является важным показателем фотосинтетической деятельности растений (количество органической биомассы, создаваемой посевами в течение суток на 1 м площади листьев).

Наши исследования показали, что чистая продуктивность фотосинтеза подсолнечника изменялась от 3,71 до 7,99 г/м2 за сутки на вариантах без удобрений на сортах. У гибридов - 5,85-8,9 г/м2 в сутки. У сортов на удобренных вариантах продуктивность фотосинтеза изменялась в пределах 5,41-17,39 и 6,4-14,35 - у гибридов. Чистая фотосинтетическая продуктивность в фазе «бутонизация - цветение растений» достигала наибольших значений. В фазе налива семянок чистая продуктивность посевов снижалась в 1,5-2 раза. Максимальная продуктивность фотосинтеза была у сортов Донской 60 и Лидер в фазе «бутонизация -цветение растений» (7,4 и 7,99 г/м2 в сутки соответственно). Большей она была при внесении N40 Р60 Кэд и 16,8-17,39 г/м2 в сутки - при дозе удобрений до N§0 Р120 К§0.

Интенсивность чистой продуктивности фотосинтеза гибридных растений в этой же фазе и в фазе «цветение - налив семян» была несколько ниже. Мы объясняем это несовпадением календарных сроков вегетации сортов и гибридов. Видимо, гибриды проходили эти фазы несколько раньше, чем сорта, и пик наибольшей интенсивности чистой продуктивности фотосинтеза уже завершался.

В фазах «вторая пара настоящих листьев - образование корзинки» преимущество гибридов по интенсивности чистой продуктивности фотосинтеза было очевидным.

Среди факторов, определяющих продуктивность подсолнечника, главным является наличие влаги в почве.

Очень важным является оптимизация режима её рационального использования, что обеспечивает наряду с агротехническими факторами правильный научно обоснованный выбор гибридов и сортов, а также оптимизацию режима питания, с помощью которого влага используется по назначению, т.е. на производство основной продукции [2, 3].

В засушливых условиях приазовской зоны Ростовской области важной является реакция сортов и гибридов подсолнечника на запасы влаги в посеве и приемы агротехники. Так, в среднем за три года (2011-2013 гг.) расход воды на формирование 1 т семян на удобренных вариантах был меньше, чем на контроле. При возделывании подсолнечника сорта Донской 60 на фоне без удобрений на каждую тонну семян расходовалось 1972 м3 влаги, при внесении N0 Р60 К40 - 1759 м3. Увеличение дозы удобрений до Р120 К80 снижало расход влаги на 1 т семян до 1723 м3. Близкие показатели имели место в посевах сорта Лидер.

Аналогичные по количественным показателям данные наблюдались в посевах гибридов. Однако гибрид Гарант при большей урожайности на тонну семян расходовал меньше влаги без удобрений -1860, с их внесением - 1671 и 1597 м3.

Влияние минеральных удобрений на условия произрастания подсолнечника в значительной степени определяется их количественным и качественным составом, а также соотношением питательных веществ [2, 3].

Эффективность минеральных удобрений зависит и от отзывчивости на них различных сортов и гибридов подсолнечника. Наши исследования показали, что изучаемые в опытах сорта и гибриды по-разному реагировали на одни и те же удобрения (табл. 2).

Наши исследования показали, что минеральные удобрения способствовали улучшению пищевого режима почвы, давали прибавку урожая семян подсолнечника; растения более энергично росли и развивались.

Так, например, заметно разнятся прибавки урожая на внесение двойной дозы удобрений у сортов Донской 60 и Лидер. Первый повысил урожайность на 14 %, второй - на 16. Среди гибридов наибольшая прибавка урожайности на дозах N40 Рб0 К40 и Р120 К80 была в посевах гибрида Сигнал (10 и 20 % соответственно).

Наши опыты и практика показали, что неэффективно вносить минеральные удобрения весной вразброс под культивацию или боронование зяби.

Таблица 2

Влияние основного внесения минеральных удобрений на урожайность семян сортов и гибридов подсолнечника, т/га

Варианты опыта Урожай семян по годам Прибавка к контролю

2011 2012 2013 среднее т/га %

Сорт Донской 60

Без удобрений (контроль) 1,60 1,64 1,69 1,64 - 100

N40 Рб0 K40 1,75 1,84 1,87 1,82 +0,18 110,9

N80 Pl20 K80 1,90 1,87 1,89 1,88 +0,24 114,6

Сорт Лидер

Без удобрений (контроль) 1,73 1,64 1,72 1,69 -

N40 P60 K40 1,99 1,87 1,85 1,90 +0,21 112,4

N80 P120 K80 2,14 1,93 2,08 2,05 +0,36 121,0

Гибрид Сигнал

Без удобрений (контроль) 1,71 1,65 1,69 1,68 -

N40 P60 K40 1,97 1,76 1,81 1,84 +0,16 109,5

N80 P120 K80 2,12 1,87 1,99 1,99 +0,31 118,4

Гибрид Гарант

Без удобрений (контроль) 1,84 1,77 1,86 1,82 -

N40 P60 K40 2,06 1,92 1,98 1,99 +0,17 109,3

N80 P120 K80 2,15 2,03 2,04 2,07 +0,25 113,7

Гибрид Мечта

Без удобрений (контроль) 1,77 1,55 1,66 1,66 -

N40 P60 К40 1,91 1,58 1,73 1,74 +0,08 104,8

N80 P120 K80 1,99 1,96 1,80 1,91 +0,25 115,0

При этом способе внесения до 75 % удобрений располагается в верхнем слое (0-4 см) почвы, а 75-90 % - в быстропересыхающем слое 0-5 см. Такой способ внесения удобрений неприемлем для культуры подсолнечника, так как семена его заделываются на глубину 7-8 см. Этот прием в приазовской зоне в засушливые годы не повышал продуктивность этой культуры.

Полученные результаты свидетельствуют не только о проявлении биологических особенностей гибридов и сортов подсолнечника. Существенное значение при формировании урожайности имеют природные факторы. К таковым следует отнести низкую обеспеченность фосфором, недостаточный и нестабильный уровень влаго-обеспеченности, проявление экологических и ландшафтных особенностей.

По-разному изменялось и качество семян подсолнечника, которое зависело от многих факторов, в том числе от погодных условий, складывающихся в период вегетации растений, доз, сроков и способов внесения удобрений, влагообеспеченности подсолнечника в период роста и развития растений (табл. 3).

В среднем за три года масличность семян у сорта и гибридов составила 49,8-51,7 %. Сбор масла получен в соответствии с урожаем семян 1,16-1,27 т/га у сортов и 1,13-1,33 т/га - у гибридов. При внесении минеральных удобрений масса 1000 семян сортов колебалась от 0,1-0,5 %, гибридов - 0,1-0,3 %.

Наши опыты с минеральными удобрениями также показали, что высокие дозы азотно-фос-

Таблица 3

Влияние основного внесения минеральных удобрений на качество семян подсолнечника

и сбор масла (среднее 2011-2013 гг.)

Фон удобрений Сорт, гибрид Масса 1000 семян, г Лузжистость семян, % Содержание масла в абсолютно сухой семянке, % Сбор масла, т/га

Без удобрений (контроль) Донской 60 74,7 23,9 51,2 1,16

N40 Р60 К40 75,4 23,1 51,6 1,20

N80 Р120 К80 75,5 23,3 51,7 1,24

Без удобрений (контроль) Лидер 75,9 23,2 50,8 1,18

N40 Р60 К40 76,1 23,1 50,8 1,20

N80 Р120 К80 76,9 23,1 51,0 1,27

Без удобрений (контроль) Гарант 61,9 23,2 50,5 1,22

N40 Р60 К40 62,4 23,1 50,9 1,26

N80 Р120 К80 62,6 22,8 50,8 1,33

Без удобрений (контроль) Мечта 60,0 23,8 51,0 1,13

N40 Р60 К40 60,3 23,6 49,8 1,18

N80 Р120 К80 60,8 23,5 50,4 1,24

форных удобрений ^80 Р240 заметно повышали содержание в семенах фосфора и азота. Эти семена имели высокую всхожесть (97-98 %) и энергию прорастания. При этом выход семян составлял 70-75 % с хорошей выполненностью и выравнен-ностью.

Увеличение содержания фосфора и азота в семенах ускоряет прорастание семян, увеличивает начальный рост, что в дальнейшем положительно сказывается на росте и развитии растений, а в итоге дает более высокий урожай в потомстве, обеспечивая на товарных посевах прибавку урожая 0,16-0,25 т/га [2].

Высокие дозы минеральных удобрений на семеноводческих посевах дают возможность с высоким экономическим эффектом использовать удобрения.

Литература

1. Пустовойт В.С. Избранные труды. М., 1990. 366 с.

2. Белевцев Д.Н. Агротехника масличных культур : сб. науч. тр. Краснодар, 1983. С. 34-42.

3. ВасильевД.С. Подсолнечник. М., 1990. 174 с.

References

1. Pustovoit V.S. Izbrannye trudy [Selected works]. Moscow, 1990, 366 p.

2. Belevtsev D.N. Agrotekhnika maslichnykh kul'tur [Farming oilseeds]: collection of scientific papers. Krasnodar, 1983, pp. 34-42.

3. Vasil'ev D.S. Podsolnechnik [Sunflower]. Moscow, 1990, 174 p.

Поступила в редакцию_3 февраля 2015 г.