CC BY
43
уровне 6,6—10,2%. Увеличение дозы минеральных удобрений свыше (КРК)150 приводило к снижению коэффициента использования из удобрений фосфора на 1,5—2,2% (табл. 2).
2. Биогенный вынос и коэффициенты использования Р2О5 многолетними травами из минеральных удобрений
Вариант Вынос с 1 т сухой массы, кг Коэффициент использования из удобрений, %
Контроль(без удобрений) 2,1 1,1
(NPK)90 2,4 10,2
(NPK)15O 2,9 8,8
(NPK)21O 3,0 6,6
Таким образом, при внесении минеральных удобрений увеличивался вынос фосфора с 1 т сухой массы многолетних трав и снижался коэффициент его использования.
Выводы
1. В техногенно нарушенных исследуемых грунтах валовое содержание фосфора очень низкое — 0,071—0,087% (намытые грунты в районе Бованенковского) и 0,03—0,06% (песок в районе г. Салехарда). Вниз по профилю его содержание увеличивается до 0,3—0,5%. В соответствии с валовыми запасами изменяется и содержание доступных форм фосфора.
2. К концу вегетационного периода прослеживается тенденция снижения содержания подвижного фосфора, особенно там, где были внесены высокие нормы удобрений. Для сохранения плодородия рекультивируемых грунтов на минимальном уровне необходимо периодическое внесение минеральных удобрений в виде подкормок.
3. Основные запасы внесённого фосфора потребляются многолетними травами на протяжении двух лет. В последующие годы содержание доступного фосфора снижается от 1,5 до 2,0 раз.
Решающую роль в обеспечении многолетних трав доступным фосфором играют минеральные удобрения и биоматы торфяные.
4. Поступление фосфора в растения особенно интенсивно происходит в ранние стадии развития (всходы — колошение (вымётывание), достигая максимума в межфазный период колошения (вымётывание) — цветения, и снижается во время цветения — начала созревания. Повышение дозы фосфорных удобрений на 60 кг д.в. стимулирует его потребление в фазу колошения (выметывания) — цветения.
Литература
1. Дадыкин В. П. О жизни растений в условиях Севера. М., 1954. 24 с.
2. Игловиков А.В. Биологическая рекультивация карьеров в условиях Крайнего Севера: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук / Алтайский государственный аграрный университет. Барнаул, 2012.
3. Журбицкий З.И., Штраусберг Д.В. Влияние температуры на поглощение фосфора и кальция растениями // Доклады АН СССР. 1954. Т. 96. С. 37-44.
4. Коровин А. И. Роль температуры в минеральном питании растений. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 283 с.
5. Iglovikov A.V. The development of artificial Phytocenosis in Environmental Construction in the far North // Procedia Engineering. 2016. Volume 165. P. 800-805.
6. Motorin A.S. Iglovikov A. V. Assessment of group composition of peat organic matter for industrial processing // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science electronic edition. Saint-Petersburg Mining University. 2018. 194(4):042016.
7. Motorin A.S., Iglovikov A.V., Bukin A.V. Changing in water-physical properties of drained peat soils during extraction and exploration of minerals in the conditions of the northern urals // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science electronic edition. Saint-PetersburgMiningUniversity. 2018. 194:082026.
8. Игловиков А.В. Технологии оптимизации питательного режима нарушенных тундровых почв на биологическом этапе рекультивации // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2018. № 2 (70). С. 22-26.
9. Eremin D., Eremina D. Influence of granulometric composition structure of anthropogenic - reformed soil on ecology of infrastructure // Procedia Engineering. 2016. No. 165. Pp. 788-793.
10. Моторин А.С., Игловиков А.В. Динамика различных форм азота при проведении биологической рекультивации нарушенных земель в условиях Крайнего Севера // Агро-продовольственная политика России. 2017. № 12 (72). С. 88-92.
11. Тихановский А.Н. Теория и практика применения удобрений на почвах Крайнего Севера. М.: Изд-во «Научный консультант», 2015. 273 с.
Пути оптимизации использования фосфорсодержащих удобрений при засухах
К.Н. Бирюков, к.с.-х.н., А.И. Грабовец, чл.-корр. РАН, д.с.-х.н., профессор, О.В. Бирюкова, мл. н.с., ФГБНУ ФРАНЦ
Основная причина, при которой приходится искать новые решения в уже отлаженных технологиях возделывания пшеницы и тритикале в северных зонах Ростовской области, — это нарастание аридности климата. За последние 25 лет среднегодовая температура воздуха увеличилась на 2,5°С, среднегодовое количество осадков (за тот же период) уменьшилось на 20 мм [1]. Уменьшение
общей суммы осадков за год усугубляется высокими положительными температурами воздуха во время вегетации, часто суховеями. Динамика проявления засух в северных зонах Ростовской области имеет свои особенности. Если в 90-е годы прошлого века 3—4 года из 10 были засушливыми, то за период с 2000 по 2010 гг. таких лет было 7. Все эти изменения приводят к недобору урожая пшеницы и тритикале [2].
Урожай зерна на конкретном поле определяется макроэлементом, находящимся в минимуме. Таким макроэлементом на севере Ростовской
области является фосфор. Естественный его фон относительно постоянен и находится в пределах 12—14 мг/кг. Оптимальной нормой считается 30—40 мг/кг доступных фосфатов [3]. Исследования в условиях недостаточного увлажнения по применению фосфорных удобрений на озимых пшенице и тритикале выявили особенности их применения. Определяющими факторами оказались:
— постоянный дефицит влаги при засухах в слое почвы 0—10 см и ниже;
— низкие запасы минерального фосфора в почве, в том числе доступные его формы;
— высокое содержание карбонатов в чернозёме южном; контакт с ними обусловливает переход Р2О5 в недоступные для растений фосфаты кальция;
— естественная миграция фосфора по пахотному слою практически отсутствует. От точки соприкосновения с почвой фосфор передвигается максимум на 1—2 см [4].
Вот почему очень редко срабатывает фактор положительного воздействия на урожай внесения фосфорсодержащих удобрений под предпосевную культивацию. Этому мешает как частая иссушенность посевного слоя, так и связывание фосфора кальцием.
Роль фосфора в жизнедеятельности пшеницы и тритикале очень важна. Хорошее фосфорное питание ускоряет формирование корней, повышает зимостойкость и засухоустойчивость. Достаточное количество фосфора является основой для эффективного использования азота [5].
Поэтому при решении проблемы стабилизации урожаев зерна особое значение приобретает применение сложных фосфорсодержащих удобрений [6]. Для засушливых условий важно их внесение в легкодоступной для растений форме. Поэтому большую роль играют жидкие комплексные удобрения, которые наносятся на вегетирующие растения [7]. Усвояемость фосфора из этих удобрений составляет 60—80% и внести его можно в те фазы развития растений (от выхода в трубку до колошения), когда его потребление является максимальным [8].
Поэтому цель данного исследования заключалась в выявлении наиболее оптимальных способов использования сложных фосфорных удобрений при возделывании озимых пшеницы и тритикале в засушливых условиях.
Материал и методы исследования. Исследование выполнено в ФГБНУ «Федеральный Ростовский аграрный научный центр» в северо-западной зоне
Ростовской области в 2011—2017 гг. Почва опытного участка представлена чернозёмом южным карбонатным среднемощным. Мощность гумусового горизонта 60—70 см. Количество гумуса в пахотном слое находилось в пределах 3,6%. Величина рН в гумусовом горизонте была на уровне 7,0—7,8 [9].
Предшественник — чёрный пар. Уход за паром — общепринятый для зоны. Посев озимых культур проводили в оптимальные для зоны возделывания сроки (5—10 сентября) с нормой высева 4 млн/га по всем агрофонам. Семена заделывались на глубину 5—6 см. Площадь делянки — 50 м2, по-вторность опыта трёхкратная. За все годы было изучено 18 сортов озимой пшеницы и 12 сортов озимого тритикале. Основное удобрение (аммофос, К12Р52) вносили осенью под основную обработку почвы (вспашка на глубину 18—20 см). Ранневесен-нюю подкормку проводили аммиачной селитрой (40 кг/га д.в.) прикорневым способом при физической спелости почвы в фазе кущения пшеницы и тритикале. Для внекорневых подкормок использовали жидкое комплексное удобрение (К13Р37) и карбамид (К46). Жидкое комплексное удобрение (ЖКУ) вносили в фазе стеблевания аппаратом «Фортуна» из расчёта 50 кг/га в физическом весе (25 кг/га д.в.). Карбамид вносили в фазе колошения аппаратом «Фортуна» из расчёта 65 кг/га в физическом весе (30 кг/га д.в.).
Уходные работы (прополка дорожек, обработка против сорняков и вредителей) вели по мере необходимости и в сжатые сроки. Учёт урожайности пшеницы и тритикале проводили поделяночно, прямым комбайнированием в фазе полной спелости зерна комбайном Сампо 130.
Результаты исследования. В результате проведенного эксперимента было установлено, что максимальная отдача фосфорных туков отмечалась при внесении их под отвальную вспашку на глубину 18—20 см. В опытах 2011—2017 гг. аммофос вносили в дозе 100 и 200 кг/га под вспашку пара с отвалом (табл. 1).
До закладки опыта фосфор на участке вносили систематически. Поэтому несмотря на уравнительный посев овса уровень доступных фосфатов был выше среднего (28 мг/кг). В период парования почвы за счёт активизации деятельности азотобактера и нитробактера в ней накопилось 113—120 мг/кг азота. В результате даже на неудобренном агрофоне урожай зерна был достаточно высоким (4,74— 5,67 т/га). При внесении Р52 уровень прибавки
1. Урожайность озимых пшеницы и тритикале при внесении аммофоса под вспашку, т/га (2011—2017 гг.)
Фон без удобрений 100 кг/га аммофоса (Р52) 200 кг/га аммофоса (Р104)
Культура урожайность, т/га +, - к фону без удобрений урожайность, т/га +, - к фону без удобрений
Озимая пшеница Озимое тритикале 4,74 5,67 5,10 5,93 +0,36 +0,26 5,44 6,25 +0,70 +0,58
в среднем по пшенице составил 0,36, по тритикале — 0,26 т/га. При этом увеличения в почве доступных фосфатов не выявили. Это произошло после внесения Р104. Уровень доступных фосфатов увеличился на 10,7 мг/кг. Прибавки зерна в этом случае удвоились.
В продолжение исследования нами были изучены другие варианты эффективного внесения фосфора. В 2011 и 2016 гг. был заложен методический опыт с жидким комплексным удобрением на агрофоне со средним количеством доступных фосфатов. Планировали изучить влияние улучшения фосфорного питания пшеницы и тритикале путём внекорневой подкормки ЖКУ на урожай зерна. ЖКУ вносили в виде раствора (300 л/га) в фазе стеблевания пшеницы и тритикале (табл. 2).
При среднем уровне доступных фосфатов в почве повышение дозы фосфора на 25 кг/га в д.в., вносимых в виде ЖКУ, обусловливало увеличение вала зерна по пшенице на 0,71 т/га во влажный год и на 0,64 т/га в засуху. По тритикале эти цифры составляли соответственно 0,66 и 0,54 т/га.
Следующий вариант, который изучали, включал в себя ранневесеннюю подкормку азотом (доза 40 кг/га д.в.) в фазе кущения и внесение ЖКУ в фазе стеблевания (табл. 3).
Количество доступных фосфатов в почве было выше среднего. Из четырёх лет изучения три года были засушливыми. Подкормка одним только азотом способствовала увеличению урожайности у сортов озимой пшеницы в среднем на 0,63 т/га.
На 1 кг действующего вещества удобрений в этом варианте прибавка зерном составляла 15,8 кг. При добавлении 50 кг/га ЖКУ в фазе стеблевания удалось дополнительно получить 0,56 т с 1 га и увеличить отдачу от внесённых удобрений до 18,3 кг зерна на 1 кг д.в. По озимому тритикале внесение азота позволило получить среднюю урожайность на уровне 7,82 т/га. При подкормке ЖКУ этот показатель увеличился на 7%. Прибавки в зерне на 1 кг д.в. также были весомые — 17 кг при работе только с азотом и 18,6 кг при дополнительной подкормке ЖКУ. Однако следует отметить, что при недостаточном уровне доступных фосфатов в почве внекорневая подкормка ЖКУ не заменяет основное внесение фосфорных туков.
Высокие валовые сборы зерна можно получить только с использованием азота, который вносится в разные фазы развития растений (если в этом есть необходимость), но внесение азотных удобрений в плане их максимальной отдачи также имеет свои особенности. Поэтому в наших опытах помимо варианта с внесением ЖКУ в фазе стеблевания изучался вариант внесения азота в фазе колошения (табл. 4).
По результатам данного опыта можно ещё раз подтвердить высокую эффективность ранневесен-ней подкормки аммиачной селитрой. Прибавки составили порядка 0,56—0,58 т/га зерна по пшенице и тритикале соответственно. Это особенно проявилось по интенсивным сортам. Если на фон 100 кг/га аммофоса + 120 кг селитры добавляли еще 50 кг/га ЖКУ при стеблевании или 65 кг/га
2. Эффективность использования ЖКУ при внекорневых подкормках
Культура 2011 г. (засуха) 2016 г. (влажный)
фон без удобрений ЖКУ (50 кг/га) прибавка фон без удобрений ЖКУ (50 кг/га) прибавка
Озимая пшеница Озимое тритикале 4,93 5,61 5,57 6,15 +0,64 +0,54 7,53 8,84 8,24 9,50 +0,71 +0,66
Урожай зерна, т/га
фон без удобрений N40 N^+50 кг/га ЖКУ
озимая пшеница
Донэра 5,59 6,23 6,83
Вестница 5,41 6,06 6,68
Боярыня 5,87 6,46 6,91
Среднее 5,62 6,25 6,81
Прибавка к контролю контроль 0,63 1,19
Прибавка в кг на 1 кг д.в. - 15,8 18,3
озимое тритикале
Ацтек 7,00 7,88 8,52
Сколот 6,88 7,54 8,01
Донслав 7,46 8,00 8,54
Пилигрим 7,20 7,87 8,34
Среднее 7,14 7,82 8,35
Прибавка к контролю контроль 0,68 1,21
Прибавка в кг на 1 кг д.в. - 17,0 18,6
3. Реакция пшеницы и тритикале на подкормки на примере ряда сортов (2013—2016 гг.)
4. Эффективность подкормок аммиачной селитрой, ЖКУ, карбамидом на фоне 100 кг/га аммофоса
Фон без удобрений Прибавка, т/га (среднее за 2011-2017 гг.)
Культура 120 кг/га селитры 120 кг/га селитры + ЖКУ (50 кг/га) 120 кг/га селитры + карбамид (65 кг/га)
Озимая пшеница Озимое тритикале 5,43 6,12 +0,58 +0,56 +0,83 +0,86 +0,86 +0,95
5. Эффективность подкормок аммиачной селитрой, ЖКУ, карбамидом на фоне 200 кг/га аммофоса
Фон без удобрений Прибавка, т/га (среднее за 2011-2017 гг.)
Культура 120 кг/га селитры 120 кг/га селитры + ЖКУ (50 кг/га) 120 кг/га селитры + карбамид (65 кг/га)
Озимая пшеница Озимое тритикале 5,43 6,12 +0,79 +0,75 +0,99 +1,07 +1,17 +1,25
карбамида в период колошения, то прибавки составляли в первом варианте 0,83—0,86 т/га, во втором — 0,86—0,95. Результаты этого опыта позволяют заключить, что в зонах с недостаточным увлажнением при низком и среднем уровне доступных фосфатов в почве дозы азота рано весной экономически оправданы на уровне 30—40 кг/га д.в. Затем для получения более высоких урожаев следует дополнительно проводить внекорневые подкормки ЖКУ или карбамидом.
Ещё большие прибавки зерна были при применении аммиачной селитры на фоне 200 кг/га аммофоса, внесённого под вспашку (табл. 5).
У озимой пшеницы урожайность увеличилась на 0,79 т/га, у озимого тритикале — на 0,75. Это подтверждает то, что если какой-либо макроэлемент находится в минимуме (в данном случае фосфор), то его недостаток приводит к неэффективному использованию других макроэлементов (в конкретном примере — азот). Как только довели количество доступных фосфатов в почве до оптимального (внеся 200 кг/га сложных туков), сразу последовала отдача от внесенного азота. У варианта 200 кг/га аммофоса + 120 кг/га аммиачной селитры + 50 кг/га ЖКУ увеличение вала зерна составило в среднем по пшенице и тритикале 17—18%. Когда в вышерассмотренной схеме ЖКУ заменили карбамидом в фазе колошения, то прибавки зерна увеличились до 1,17—1,25 т/га. Т.е. при высоком количестве в почве доступных фосфатов более эффективной является работа с азотными удобрениями (в данном случае карбамидом) при внекорневой подкормке.
На основании проведённого исследования можно сделать следующие выводы:
— на южном чернозёме система удобрений под озимые пшеницу и тритикале должна базироваться на количестве доступных фосфатов в почве;
— выявлен наиболее оптимальный вариант для засушливых условий внесения фосфорсодержащих удобрений в пахотный горизонт — под отвальную вспашку чёрного пара на глубину 18—20 см;
— доказана повышенная реакция пшеницы и тритикале на внесение растворов с фосфором на листья в фазе стеблевания;
— ранневесенняя азотная подкормка определяет величину урожая; при низком и среднем уровнях доступных фосфатов достаточно вносить 30—40 кг/га д.в. азота;
— высокие валовые сборы зерна хорошего качества можно получить только с использованием азота, отношение которого к фосфору должно варьировать в зависимости от обеспеченности посевов влагой: при засухах — 1—1,25, при оптимуме — 1,3-1,5.
Литература
1. Бирюков К.Н. Оптимизация минерального питания озимой пшеницы при возделывании её на южном чернозёме в условиях нарастания континентальности климата // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 4 (60). С. 14-16.
2. Грабовец А.И., Крохмаль А.В. Тритикале. Ростов-на-Дону: «Издательство Юг», 2019. 440 с.
3. Зональные системы земледелия на ландшафтной основе / В.Н. Василенко [и др.]. П. Рассвет, 2007. 244 с.
4. Технология возделывания озимых пшеницы и тритикале на Дону в условиях нарастания засух / А.И. Грабовец [и др.]. Ростов-на-Дону, 2015. 140 с.
5. Выращивание программированных урожаев озимой пшеницы в хозяйствах Воронежской области / А.А. Спиваков [и др.]. Каменная Степь, 2014. 63 с.
6. Грабовец А.И.,Бирюков К.Н., Ляшков И.В. Эффективность комплексных удобрений при возделывании зернового озимого тритикале на южных чернозёмах // Агрохимия. 2012. № 4. С. 35-41.
7. Грабовец А.И., Фоменко М.А. Озимая пшеница. Ростов-на-Дону: «Издательство Юг», 2007. 544 с.
8. Ляшков И.В. Эффективность применения азотно-фосфор-ных подкормок на новых сортах озимого тритикале / И.В. Ляшков, К.Н. Бирюков, А.И. Грабовец [и др.] // Генетика, селекция, агротехника, использование зерна и кормов. Тритикале: матер. междунар. науч.-практич. конф. 4 вып. Ростов-на-Дону, 2010. С. 192-195.
9. Волков В.П., Полуэктов Е.В., Балахонский М.А. Земледелие на Среднем Дону. Новочеркасск, 2004. 187 с.
