CC BY
0
УДОБРЕНИЕ И УРОЖАЙ
УДК 633.11:631.84:631.442.1(470.23) DOI: 10.24412/1029-2551-2024-5-001
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ И СУЛЬФАТА АММОНИЯ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
Е.Н. Пасынкова, д.б.н., М.Д. Федорова, А.В. Пасынков, д.б.н.
Ленинградский НИИСХ «Белогорка» - филиал ФИЦ картофеля им. А.Г. Лорха,
e-mail: pasynkova.elena@gmail.com
Представлены результаты исследований, проведенных в Ленинградской области с целью выявления эффективности сульфата аммония и аммиачной селитры при возделывании яровой пшеницы на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве. Установлено, что положительное действие сульфата аммония в формировании урожая и технологических качеств зерна яровой пшеницы по сравнению с аммиачной селитрой проявляется при сравнительно благоприятных гидротермических условиях, складывающихся в период вегетации. Однако в год с засухой в период вегетации оба вида азотных удобрений по влиянию на урожайность и качество зерна существенно не различались. Представлены зависимости урожайности зерна пшеницы от величины NDVI по фазам вегетации. Максимально тесно урожайность зерна пшеницы связана нелинейной зависимостью с NDVI в фазы цветения (R2 = 0,947) и молочной спелости (R2 = 0,849), а также линейной зависимостью в фазе трубкования (R = 0,920).
Ключевые слова: дерново-подзолистая почва, яровая пшеница, аммиачная селитра, сульфат аммония, технологические качества зерна, NDVI, Greenseeker™.
COMPARATIVE EFFICIENCY OF AMMONIUM NITRATE AND AMMONIUM SULPHATE
IN CULTIVATION OF SPRING WHEAT
Dr.Sci. Е^. Pasynkova, М^. Fedorova, Dr.Sci. A.V. Pasynkov
Leningrad Research Agriculture Institute - Branch of Russian Potato Research Centre, e-mail: pasynkova.elena@gmail. com
Results of research conducted in the Leningrad region for identification of efficiency of ammonium sulfate and ammonium nitrate when cultivating spring wheat at soddy-podzolic light loamy soil. It has been established that the positive effect of ammonium sulfate in the formation of the yield and technological qualities of spring wheat grain in comparison with ammonium nitrate manifests itself under relatively favorable hydrothermal conditions that develop during the growing season. Moreover, in a year with drought during the growing season, both types of fertilizers did not differ significantly in their effect on grain yield and quality. The dependence of wheat grain yield on the NDVI value by vegetation phases is presented. Wheat grain yield is most closely related by a nonlinear relationship with NDVI in the flowering (R2 = 0.947) and milky ripeness (R2 = 0.849) phases, as well as a linear relationship in the booting phase (R2 = 0.920).
Keywords: spring wheat, soddy-podzolic soil, ammonium nitrate, ammonium sulfate, technological qualities of grain, NDVI, Greenseeker™.
Дерново-подзолистые почвы Ленинградской области, особенно супесчаные и легкосуглинистые, характеризуются низким уровнем естественного плодородия, а также неудовлетворительными физическими и агрохимическими свойствами (высокая кислотность, сравнительно низкое содержание гумуса и основных элементов минерального питания и т.д.), что существенно лимитирует уровень их плодородия [1, 2]. В работе Д.А. Коренькова [3] показано, что на дерново-подзолистых почвах в первом минимуме находится азот, содержание ко-
торого в данных почвах сравнительно невелико, что и определяет ведущую роль азотных удобрений в формировании урожая зерновых культур.
Преобладающий вид азотных удобрений в нашей стране - аммиачная селитра, в меньших объемах применяют сульфат аммония. Аммиачная селитра имеет в своем составе две формы азота: аммонийную и нитратную, а сульфат аммония - только аммонийную. При этом известно, что нитратный азот поступает с током воды, а аммонийный - путем активного транспорта. В связи с изменением
климата даже в районах с избыточным увлажнением, куда относится и Ленинградская область, участились годы с недостатком влаги в различные периоды вегетации [2]. Метаболизм азота в растениях тесно связан с метаболизмом серы являющейся, наряду с N P, Ca и Mg, одним из шести основных элементов минерального питания растений. При этом дефицит серы и азота наиболее четко проявляется на дерново-подзолистых почвах с низким содержанием гумуса [4-6]. Дерново-подзолистые легкосуглинистые почвы по сравнению с их средне- и тяжелосуглинистыми аналогами характеризуются, как правило, более низким содержанием гумуса. Поэтому на данных почвах возникает необходимость проведения сравнительной оценки эффективности азотных удобрений, различающихся по формам азота.
Цель исследования - определить оптимальные дозы азотных удобрений, различающихся по формам азота, при возделывании нового сорта яровой пшеницы Ленинградская 20 на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве.
Объекты и методы. Изучение закономерностей действия возрастающих доз азотных удобрений, различающихся по формам азота и содержащих (сульфат аммония) и не содержащих в своем составе серу (аммиачная селитра), на величину урожая и технологические качества зерна яровой пшеницы сорта Ленинградская 20 (селекции Ленинградского НИИСХ) проведено в однофакторном полевом опыте в 20202022 гг. Почва дерново-подзолистая, легкосуглинистая, среднекислая ф^са 4,6-4,9). Содержание подвижного фосфора 191-217, калия - 112-142 мг/кг (по Кирсанову), гумуса - 1,94-2,11% (по Тюрину в модификации ЦИНАО). Предшественник во все годы проведения опыта - люпин узколистный на семена. Общая площадь делянки 20 м2 (2 х 10 м). Размещение делянок рандомизированное внутри каждого повторения. Повторность опыта трехкратная.
Для получения зерна пшеницы, соответствующего по качеству требованиям фуражного, необходимо зерно с максимально высоким содержанием белка, а продовольственного - не только с высоким содержанием белка, но и сырой клейковины [7], поэтому в схему опыта были включены варианты с возрастающими дозами азотных удобрений. Дозы фосфорных и калийных удобрений с учетом содержания их подвижных форм в почве рассчитаны, как и при проведении опыта с яровой пшеницей на супесчаной почве [7], на получение урожайности зерна 30-35 ц/га [8].
Для определения основных элементов структуры урожая за один - три дня до уборки отбирали образцы растений яровой пшеницы с закрепленных после всходов на двух несмежных повторениях площадках 0,25 м2 (0,5 х 0,5 м) [9]. Содержание белка в зерне пшеницы определено в соответствии с ГОСТ 1084691, сырой клейковины - ГОСТ Р 54478-2011, натуры - ГОСТ 10840-64, массы 1000 зерен - ГОСТ 1084289, стекловидности - ГОСТ 10987-76 в отделе агрохимии Ленинградского НИИСХ «Белогорка» и в аналитической лаборатории Агрофизического научно-исследовательского института. Определение показателей, определяющих питательность зерна пшеницы, проведено в соответствии с рекомендациями, представленными в работе [10].
Статистическая обработка данных проведена по алгоритму однофакторного полевого опыта методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [9], в среднем за годы исследования - по методу, опубликованному в работе [11]. Для установления зависимостей урожайности от элементов структуры урожая, а также от величины NDVI по фазам вегетации, был использован парный корреляционный и множественный регрессионный анализ. Алгоритм используемых методов статистической обработки экспериментальных данных реализован в пакете статистических программ Statistica 6 (Stat-Soft Inc., США).
Гидротермические условия в первый год проведения полевого опыта характеризовались избытком влаги в начальный период вегетации (посев - кущение), резким его недостатком - в период кущение - цветение и недостаточным увлажнением (ГТК 1,17) в репродуктивный период. Вегетационный период во второй год опыта характеризовался избытком влаги в начальный период вегетации (посев-кущение) и резким его недостатком - в период кущение - цветение и в репродуктивный (табл. 1). Резкий недостаток осадков (ГТК 0,24) в репродуктивный период не мог не оказать влияния на крупность зерна, что и привело к получению более низкого уровня урожайности, чем в первый год.
Анализ гидротермических условий в третий год опыта показал, что в начальный период (посев -кущение) они были не совсем благоприятными для роста и развития растений: недостаточное увлажнение, сочетающееся с пониженными температурами (ГТК 0,76). В период кущение - трубкование наблюдалось избыточное увлажнение (ГТК 1,88), а в последующий период - резкий недостаток влаги (ГТК 0,19). Недостаток осадков в начале вегетации
1. Величина гидротермического коэффициента (ГТК по Г.Т. Селянинову)
Год П - К К - Т Т - Ц П - Ц Ц - ПС П - ПС
2020 1,93 0,30 0,57 0,69 1,17 0,91
2021 2,74 0,29 0,45 1,26 0,24 0,85
2022 0,76 1,88 0,19 0,81 2,07 1,47
Примечание: П - посев; К - кущение; Т - трубкование; Ц - цветение; ПС - полная спелость.
и резкий - в период трубкование - цветение не мог не оказать влияния на рост и развитие растений пшеницы. В репродуктивный период выпало значительное количество осадков (особенно в начале и в середине), сочетающихся с повышенными температурами, что способствовало созданию хороших условий для налива зерна. Во все годы проведения полевого опыта, складывающиеся гидротермические условия межфазных периодов вегетации, особенно в фазе трубкование - цветение, не способствовали формированию высокого уровня урожайности зерна и максимальному раскрытию потенциальных возможностей нового сорта яровой пшеницы.
Результаты. Данные таблицы 2 показывают, что максимальный урожай зерна в среднем по опыту был сформирован в первый год, минимальный -во второй год, характеризующийся резким недостатком влаги в период кущение - полная спелость (табл. 1). Если принять средний урожай зерна пшеницы, полученный в первый год опыта за 100%, то во второй год он составил лишь 41,7%, а в третий -76,6%. Как видим, эффективность азотных удобрений существенно зависит и от гидротермических условий, складывающихся в весенне-летний период, что подтверждается данными, полученными в других почвенно-климатических условиях [12].
В годы проведения полевого опыта во всех вариантах применение азота в виде аммиачной селитры и сульфата аммония существенно повышало урожайность по сравнению, как с контролем, так и с предыдущей дозой удобрений. Достоверные различия по величине урожайности между равными дозами аммиачной селитры и сульфата аммония на всех уровнях азотного питания получены только в первый и третий годы опыта, то есть в годы с более благоприятным режимом увлажнения в период вегетации. В среднем за три года урожайность зерна пшеницы в вариантах с внесением аммиачной селитры составила 2,89; в вариантах с сернокислым аммонием - 3,07 т/га. Прибавки урожая зерна при этом составили 0,78 и 0,96 т/га, окупаемость 1 кг д.в. азота зерном - соответственно 13,1 и 16,4 кг.
Таким образом, положительное действие азотного удобрения (сульфат аммония), содержащего серу, в формировании урожая зерна яровой пшеницы сорта Ленинградская 20 по сравнению с аналогичными дозами аммиачной селитры проявляется при сравнительно благоприятных гидротермических условиях, складывающихся в период вегетации. Необходимо отметить, что достаточная увлажненность в ранние фазы вегетации (посев - кущение в первый, кущение - трубкование - в третий и в оба эти года - в репродуктивный период (табл. 1)) могли способствовать более активному поступлению азота в форме нитратов. В год с засухой (2021 г.) в фазе кущение - полная спелость оба вида удобрений по эффективности существенно не различались.
Анализ структуры урожая (табл. 3), показал, что максимальные величины общего количества растений, характеризующих их сохранность, а также густоты продуктивного стеблестоя и коэффициента продуктивной кустистости отмечены в год со сравнительно благоприятным гидротермическим режимом в период вегетации (2020 г.), минимальные - в год с резким недостатком влаги в период посев -кущение (2022 г.). Максимальная высота растений отмечена в первый год; второй и третий год по высоте растений существенно не различались. Максимальные величины массы зерна с одного колоса и числа зерен отмечены в третий год, минимальные -во второй. Независимо от доз и видов азотных удобрений складывающиеся гидротермические условия в различные межфазные периоды существенно влияли на основные элементы структуры урожая.
В годы проведения опыта возрастающие дозы аммиачной селитры и сульфата аммония увеличивали общее количество растений пшеницы на единице площади (1 м2) за счет большего их количества, сохранившегося к периоду полной спелости зерна, густоту продуктивного стеблестоя, величину коэффициента продуктивной кустистости и Кхоз., а также высоту растений. Действие возрастающих доз обоих видов азотных удобрений на величину массы зерна с одного колоса и числа зерен в нем
2. Урожайность зерна яровой пшеницы по годам опытов
Вариант Урожайность зерна, т/га Прибавка урожая, т/га / % Окупаемость 1 кг д.в. азота зерном, кг
2020 г. 2021 г. 2022 г. среднее
РбоКбо - фон 3,05 1,32 1,97 2,11 - -
Фон + N30 (АА)* 3,51 1,50 2,45 2,49 0,38 / 18,0 12,7
Фон + №,0 (АС)** 3,50 1,52 2,81 2,61 0,50 / 23,7 16,7
Фон + N^0 (АА) 4,01 1,68 3,16 2,95 0,84 / 39,8 14,0
Фон + N60 (АС) 4,43 1,74 3,30 3,16 1,05 / 49,8 17,5
Фон + (АА) 4,27 1,85 3,60 3,24 1,13 / 53,6 12,6
Фон + (АС) 4,73 1,86 3,77 3,45 1,34 / 63,5 14,9
Среднее по опыту 3,93 1,64 3,01 2,86 - -
Среднее по АА 3,93 1,68 3,07 2,89 0,78 / 37,0 13,1
Среднее по АС 4,22 1,71 3,29 3,07 0,96 / 45,5 16,4
НСР05 0,21 0,11 0,12 0,16 - -
* - аммоний азотнокислый, ** - аммоний сернокислый, то же в таблицах 3-7.
3. Структура урожая яровой пшеницы (среднее за 2020-2022 гг.)
Вариант Р ПС КПК ВР МЗК ЧЗК Кхоз.
Р60К60 - фон 257 324 1,24 88 0,67 19,0 0,36
Фон + Н30 (АА) 273 355 1,28 90 0,72 19,9 0,38
Фон + №;0 (АС) 301 360 1,19 91 0,75 20,4 0,37
Фон + Н60 (АА) 292 371 1,26 93 0,81 21,8 0,39
Фон + N60 (АС) 323 389 1,20 94 0,81 21,7 0,39
Фон + №>о (АА) 316 407 1,28 94 0,80 21,6 0,40
Фон + Над (АС) 335 420 1,24 94 0,82 22,2 0,41
Среднее по опыту 300 375 1,24 92 0,77 20,9 0,38
НСР05 14 17 Рэ < Бт 1,3 Рэ < Бт Рэ < Бт 0,02
Среднее по АА 294 377 1,28 92 0,78 21,1 0,39
Среднее по АС 320 390 1,22 93 0,79 21,4 0,39
2020 г.
Среднее по АА 321 483 1,50 102 0,81 20,5 0,44
Среднее по АС 371 511 1,38 103 0,82 21,2 0,44
2021 г.
Среднее по АА 307 357 1,16 85 0,47 16,5 0,32
Среднее по АС 323 351 1,09 86 0,49 16,8 0,32
2022 г.
Среднее по АА 253 292 1,15 88 1,05 26,2 0,40
Среднее по АС 265 308 1,16 89 1,07 26,2 0,40
Примечание: Р - количество растений, шт/м2; ПС - количество продуктивных стеблей, шт/м2; КПК - коэффициент продуктивной кустистости; ВР - высота растений, см; МЗК - масса зерна с одного колоса, г; ЧЗК - число зерен в колосе, шт.; Кхоз. - коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза.
проявлялось лишь в тенденции к их повышению ^э < Fт). Сохранность растений и густота продуктивного стеблестоя в вариантах с сульфатом аммония были выше, а коэффициент продуктивной кустистости - ниже, чем при внесении аналогичных доз аммиачной селитры. Действие обоих видов азотных удобрений на высоту растений, Кхоз., а также МЗК и ЧЗК оказалось равноценным.
Корреляционный анализ показал, что от элементов ее структуры статистически значимо (при п = 21 и р < 0,05 гкрит. = 0,43) урожайность зерна пшеницы максимально тесно связана с массой 1000 зерен (г = 0,86), коэффициентом продуктивной кустистости (г = 0,70), менее тесно - с массой зерна с одного колоса (г = 0,67), густотой продуктивного стеблестоя (г = 0,66) и числом зерен в колосе (г = 0,56). Максимально точно зависимости урожая зерна от элементов его структуры отражают уравнения множественной нелинейной регрессии. Однако при использовании множественного регрессионного анализа должны соблюдаться обязательные ограничения, присущие этому методу [13]. Первое -экспериментальные данные должны иметь нормальное распределение; второе - отсутствие муль-тиколлинеарности или статистически значимых зависимостей различных независимых переменных (Х1, Х2, ... Хп) между собой. Для устранения муль-тиколлинеарности необходимо удалить из уравнения независимые переменные, ее вызывающие [14]. Проверка показала, что все выборки элементов структуры урожая за трехлетний период имели нормальное распределение. Однако проверка на
мультиколлинеарность показала отсутствие статистически значимых зависимостей только между количеством растений на единице площади и массой 1000 зерен. Поэтому эти два элемента структуры урожая и были включены в уравнение в качестве независимых переменных. Проведение множественного регрессионного анализа позволило получить уравнение второго порядка, отражающее зависимость урожайности зерна пшеницы (Y, т/га) от количества растений на единице площади (Х1, шт/м2) и массы 1000 зерен (Х2, г):
Y = -18,197547 + 0,046272X1 - 0,00006Щ2 + 0,572548Х2 - 0,005823Х22; R2 = 0,938*
Анализ полученного уравнения и его графического изображения (рис. 1) показал, что с возрастанием количества растений на единице площади (1 м2) и массы 1000 зерен урожайность увеличивается. Однако каждое последующее их возрастание замедляет темпы роста урожайности и достигнув точек экстремума (379 шт/м2 и 49,2 г соответственно), урожайность зерна снижается. Следует отметить отсутствие взаимодействия независимых переменных, а также то, что точка экстремума по количеству растений на 1 м2 находится в пределах полученных экспериментальных данных (min 196 - max 384), а точка экстремума по величине массы 1000 зерен - за их пределами (min 28,4 - max 46,5).
Согласно требованиям ГОСТ Р 52554-2006 «Пшеница. Технические условия», основными показателями качества, определяющими пригодность зерна пшеницы для хлебопечения, служат: содержание белка и сырой клейковины, а также натура и
□ 4,25-5
■ 3,54,25
□ 2,75-3,5
□ 2-2,75
■ 1,25-2
4И □ 0,5-1,25
200 225 250 27S 300 325 350 375 400 Растения, шт./м"
Масса 1000 зерен, г в.с.в.
Рис. 1. Зависимость урожайности зерна яровой пшеницы от количества растений на единице площади (Х1) и массы 1000 зерен (Х2)
стекловидность. Хотя масса 1000 зерен и содержание крахмала не регламентируются ГОСТ Р 525542006, они существенно дополняют характеристику технологических качеств зерна и определяют пути его дальнейшего использования. Данные таблицы 4, показывают, что зерно с максимальной массой 1000 зерен и натурой было сформировано в первый и третий годы, с минимальной - во второй год опыта. По величине натуры зерно, соответствующее I классу качества (не менее 750 г/л), получено в первый и третий годы во всех вариантах, кроме контроля. Во второй год по величине натуры зерно пшеницы во всех вариантах соответствовало только IV классу качества (не менее 710 г/л). Зерно пшеницы с минимальной стекловидностью получе-
но в первый год, с максимальном - во второй и третий. В первый год, характеризующийся нормальным увлажнением в репродуктивный период, зерно пшеницы во всех вариантах кроме контрольного по величине стекловидности соответствовало III классу (не менее 40%), а во второй и третий - II классу качества (не менее 60%). Зерно пшеницы с максимальным содержанием белка и сырой клейковины было получено во второй год, когда уже при внесении азотных удобрений в минимальной дозе и в остальных вариантах по содержанию белка зерно пшеницы соответствовало I классу (не < 14,5%), а по содержанию сырой клейковины - III и II классам качества (23-28 и 28-32% соответственно). Минимальное содержание крахмала в зерне отмечено
4. Технологические качества зерна яровой пшеницы (среднее за 2020-2022 гг.)
Вариант Масса 1000 зерен, г Натура, г/л Стекловидность, % Белок, % а.с.в. Сырая клейковина, %
Р60К60 - фон 32,3 754 43 11,8 20,2
Фон + (АА) 33,9 762 64 13,0 23,1
Фон + N30 (АС) 34,6 758 65 13,5 23,6
Фон + (АА) 36,3 765 68 14,6 26,1
Фон + N(¡0 (АС) 37,9 760 69 14,9 27,2
Фон + №>0 (АА) 38,0 765 73 15,0 27,0
Фон + (АС) 39,2 761 74 15,4 28,4
Среднее по опыту 36,0 761 65 14,0 25,1
Среднее по АА 36,1 764 68 14,2 25,4
Среднее по АС 37,2 760 69 14,6 26,4
НСР05 0,9 5 4 0,3 0,8
2020 г.
Среднее по АА 39,8 777 52 13,3 23,4
Среднее по АС 42,0 762 53 13,9 24,4
2021 г.
Среднее по АА 28,4 715 78 15,2 27,6
Среднее по АС 28,9 720 78 15,7 29,1
2022 г.
Среднее по АА 40,1 800 75 14,0 25,1
Среднее по АС 40,7 797 77 14,2 25,7
5. Биохимический состав зерна яровой пшеницы (среднее за 202 0-2022 гг.)
Вариант Крахмал, % Сырая зола, % Сырая клетчатка, % Сырой жир, %
РбоКбо - фон 58,8 2,15 2,23 2,17
Фон + N30 (АА) 53,1 1,79 2,39 2,35
Фон + №;0 (АС) 53,2 1,79 2,30 2,28
Фон + (АА) 50,4 1,72 2,43 2,36
Фон + N60 (АС) 50,0 1,73 2,35 2,27
Фон + №>0 (АА) 48,1 1,70 2,44 2,37
Фон + (АС) 47,6 1,70 2,36 2,29
Среднее по опыту 51,6 1,80 2,36 2,30
Среднее по АА 50,5 1,74 2,42 2,36
Среднее по АС 50,3 1,74 2,34 2,28
НСР05 0,9 Fa < Рт Fa < Рт Fa < Рт
6. Содержание переваримых питательных веществ в зерне яровой пшеницы
Вариант Протеин Жир Клетчатка БЭВ* Сбор корм.ед., т/га Обеспеченность 1 корм.ед. переваримым протеином, г
г/кг а.с.в. зерна
Р60К60 - фон 99,1 13,7 10,5 751,2 2,99 69,9
Фон + (АА) 109,2 14,8 11,2 740,3 3,54 76,8
Фон + N30 (АС) 113,4 14,4 10,8 737,2 3,71 79,8
Фон + (АА) 122,6 14,9 11,4 725,8 4,19 86,4
Фон + N60 (АС) 125,2 14,3 11,0 724,5 4,48 88,2
Фон + №>0 (АА) 126,0 14,9 11,5 722,1 4,60 88,8
Фон + Мж (АС) 129,4 14,4 11,1 719,9 4,89 91,2
Среднее по опыту 117,8 14,5 11,1 731,6 4,06 83,0
Среднее по АА 119,3 14,9 11,4 729,4 4,11 84,0
Среднее по АС 122,7 14,4 11,0 727,2 4,36 86,4
* БЭВ - безазотистые экстрактивные вещества.
во второй, максимальное - в первый и третий годы, которые, в свою очередь, по накоплению крахмала в зерне существенно не различались (табл. 5). Независимо от доз и видов азотных удобрений, складывающиеся гидротермические условия в различные межфазные периоды, существенно влияли не только на уровень урожая и основные элементы его структуры, но и на величину основных показателей биохимического состава и технологических качеств зерна.
С возрастанием доз аммиачной селитры и сульфата аммония масса 1000 зерен, натура, стекловид-ность, содержание белка и сырой клейковины существенно возрастали, а содержание крахмала в зерне - снижалось. Применение сульфата аммония по сравнению с контролем и аналогичными дозами аммиачной селитры существенно повышало массу 1000 зерен, содержание белка и сырой клейковины. При этом наибольший эффект достигался при внесении средней (№60) и повышенной доз азота (N90). Однако при применении аммиачной селитры и сульфата аммония в равных дозах содержание крахмала в зерне пшеницы существенно не изменялось. Данные таблицы 5 показывают, что применение сульфата аммония в изучаемых дозах по сравнению с контролем и аналогичными дозами аммиачной селитры существенного влияния на содержание сырой золы и сырой клетчатки, а также сырого жира в зерне яровой пшеницы не оказали.
По данным таблицы 6, с увеличением доз азота при внесении обоих видов удобрений содержание переваримого протеина в зерне пшеницы, сбор корм.ед. с 1 га и обеспеченность 1 корм.ед. переваримым протеином возрастали, а содержание безазотистых экстрактивных веществ снижалось. При этом на содержание переваримого жира и клетчатки применение как аммиачной селитры, так и сульфата аммония существенно не влияло.
Необходимо отметить тенденцию к увеличению содержания переваримого протеина, сбора корм.ед. с 1 га и обеспеченности 1 корм.ед. переваримым протеином и тенденцию к снижению содержания БЭВ при внесении сульфата аммония по сравнению с аммиачной селитрой в вариантах с равными их дозами. Исследованиями не отмечено достоверных изменений в содержании кормовых единиц в 1 кг зерна (интервал варьирования 1,418-1,422), поэтому во всех вариантах изменения сбора корм.ед. с единицы площади (1 га) были аналогичны изменениям в урожайности зерна.
Наряду с традиционными методами диагностики азотного питания растений в период вегетации получают распространение инструментальные методы, в частности, дистанционный метод с использованием прибора Greenseeker™. Прибор позволяет определять величину NDVI («Normalized difference vegetation index» или «Нормализованный относи-
тельный индекс растительности») непосредственно в посевах пшеницы [15, 16]. Поэтому одной из задач полевого опыта было наблюдение за динамикой и установление зависимостей урожайности зерна пшеницы от его величины по фазам вегетации.
Установлено, что динамика КЭУ1 по фазам вегетации растений яровой пшеницы возрастала от фазы кущения до трубкования, когда отмечены его максимальные значения (табл. 7). В дальнейшем,
начиная с фазы цветения, величины КЭУ1 снижались и достигали своего минимального значения в период окончания молочной спелости. Во все фазы вегетации с возрастанием доз обоих видов азотных удобрений величины КЭУ1 повышались по сравнению с контролем. При этом во все годы наблюдалась устойчивая тенденция к возрастанию КЭУ1 при внесении сульфата аммония в равных дозах по сравнению с аммиачной селитрой.
7. Динамика NDVI по фазам вегетации растений пшеницы (среднее за 2020-2022 гг.)
Вариант К Т Ц МС ОМС Среднее
РбоКбо - фон 0,56 0,65 0,58 0,40 0,23 0,48
Фон + N30 (АА) 0,59 0,76 0,64 0,44 0,25 0,54
Фон + N30 (АС) 0,62 0,77 0,66 0,45 0,28 0,56
Фон + (АА) 0,62 0,78 0,67 0,46 0,30 0,57
Фон + (АС) 0,66 0,79 0,67 0,47 0,32 0,58
Фон + (АА) 0,66 0,81 0,69 0,48 0,32 0,59
Фон + N90 (АС) 0,69 0,83 0,71 0,49 0,34 0,61
Среднее по опыту 0,63 0,77 0,66 0,46 0,29 0,56
Среднее по АА 0,62 0,78 0,67 0,46 0,29 0,56
Среднее по АС 0,66 0,80 0,68 0,47 0,31 0,58
Примечание: К - кущение; Т - трубкование; Ц - цветение; МС - молочная спелость; ОМС - окончание молочной спелости.
8. Зависимости урожайности зерна яровой пшеницы (У, т/га) от величины NDVI _по фазам вегетации (Х, ед. прибора Огее^еекег™)__
Фаза вегетации Уравнение регрессии (п = 21; гкрит. = 0,43) г Я2
Кущение У = - 2,691 + 8,849Х 0,538* 0,290
У = - 2,176 + 7,143Х + 1,364Х2 - 0,250
Трубкование У = - 2,833 + 7,368Х 0,959* 0,920
У = 6,463 - 20,553Х + 20,366Х2 - 0,911
Цветение У = - 4,376 + 10,961Х 0,943* 0,889
У = 5,924 - 22,304Х + 26,259Х2 ТЭ = 0,51 0,947*
Молочная спелость У = - 6,639 + 20,864Х 0,899* 0,808
У = 5,924 - 22,304Х + 26,259Х2 ТЭ = 0,34 0,849*
Окончание молочной спелости У = - 0,101 + 10,074Х 0,746* 0,557
У = 1,674 - 1,392Х + 17,233Х2 - 0,516
Примечание: п - общее количество наблюдений; * - статистически значимо при р < 0,05; ТЭ - точка экстремума (то же и на рисунке 2).
N№1
Рис. 2. Зависимость урожайности зерна яровой пшеницы (У) от величины NDVI (Х) в фазе цветения
Расчет зависимостей урожайности зерна яровой пшеницы (У) от величины NDVI по фазам вегетации (Х) показал (табл. 8), что максимально тесно (по величине Я2) урожайность зерна связана нелинейной зависимостью с показаниями прибора Огеешеекег™ в фазах цветения и молочной спелости (Я2 = 0,947 и 0,849 соответственно). При этом коэффициенты корреляции линейных уравнений (г) в эти фазы также значимы при р < 0,05, но имеют более низкие их величины, чем уравнения второго порядка.
На рисунке 2 представлены линейное уравнение и уравнение второго порядка, отражающие зависимость урожайности зерна яровой пшеницы от величины NDVI в фазе цветения. Необходимо отметить, что точка экстремума по величине NDVI (0,51) находится в пределах полученных экспериментальных данных. Аналогичные зависимости урожайности зерна озимой пшеницы от величины NDVI были получены и в исследованиях Родимцева С.А. и Павловской Н.Е. [17]: У = 104,09 - 297,13Х + 264,91Х2; ТЭ = 0,56. В фазе трубкования, являющей-
ся одной из важнейших фаз роста и развития растений, урожайность зерна яровой пшеницы более тесно связана с величиной NDVI линейной зависимостью, так как нелинейная зависимость в эту фазу вегетации статистически незначима при р < 0,05.
Таким образом, положительное действие сульфата аммония в формировании урожая, технологических качеств и биохимического состава зерна яровой пшеницы по сравнению с аммиачной селитрой проявляется при сравнительно благоприятных гидротермических условиях, складывающихся в период вегетации. При этом в год с засухой в период вегетации оба вида удобрений по влиянию на урожайность и технологические качества зерна существенно не различались. Максимально тесно урожайность зерна пшеницы связана нелинейной зависимостью с МБУ1 в фазы цветения (Я2 = 0,947) и молочной спелости (Я2 = 0,849), а также линейной зависимостью в фазе трубкования (Я2 = 0,920).
Литература
1. Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Яковлева Л.В., Поляков В.А., Минеев А.П. Научные основы и технология использования удобрений и извести: методические рекомендации; под ред. академика РАСХН В.А. Семенова. - С.-Пб.: Северо-Западный НИИ сельского хозяйства, 1997. - 52 с.
2. Якушев В.П., Семенов В.А. и др. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия для Северо-Западного региона Российской Федерации (концептуальные основы и методологические аспекты формирования). - С.-Пб.: АФИ, 2004. - 28 с.
3. Кореньков Д.А. Агроэкологические аспекты применения азотных удобрений. - М.: Агроконсалт, 1999. - 296 с.
4. Аристархов А.Н. Оптимизация питания растений и применение удобрений в агроэкосистемах. - М.: ВНИИА, 2000. - 524 с.
5. Лукин С.М., Жуйков Д.В. Мониторинг содержания серы в почвах, растениях и органических удобрениях // Земледелие, 2019, № 2. - С. 10-12. DOI: 10.24411/0044-3913-2019-10202
6. Аканова Н.И., Гребенникова Т.В., Визирская М.М. Агроэкологическое значение серы и потребность в серосодержащих удобрениях в земледелии России // Плодородие, 2022, № 4(127). - С. 83-88. DOI: 10.25680/S 19948603.2022.127.21
7. Лекомцев П.В., Рутковская Т.С., Пасынков А.В., Хомяков Ю.В. Эффективность азотных удобрений при возделывании яровой пшеницы на супесчаных почвах // Плодородие, 2022, № 1. - С. 9-13. DOI: 10.25680/S 19948603.2022.124.03
8. Федоренко В.Ф., Сапожников С.Н., Петухов Д.А., Лукин С.В. и др. Научные основы производства высококачественного зерна пшеницы / под ред. В.Ф. Федоренко, А.А. Завалина, Н.З. Милащенко. - М.: ФГБНУ «Росинформаг-ротех», 2018. - 396 с.
9. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Колос, 1968. - С. 90-92.
10. Петухова Е.А., Бессарабов Р.Ф., Халенова Л.Д. Зоотехнический анализ кормов. - М.: ВО «Агропромиздат», 1989, Изд. 2-е, доп. и перераб. - С. 143-146.
11. Афанасьев Р.А. К методике дисперсионного анализа результатов многолетних полевых опытов // Агрохимия, 2004, № 5. - С. 85-91.
12. Завалин А.А., Пасынкова Е.Н., Пасынков А.В. Вклад факторов в формировании урожая и основных показателей качества яровых зерновых культур // Достижения науки и техники АПК, 2011, № 1. - С. 8-10.
13. Дрейпер Н.Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ / Пер. с англ. Власенко М. и др. - М.: Диалектика, 2007. - 711 с.
14. Пасынков А.В., Пасынкова Е.Н. Особенности использования регрессионного анализа в агрохимических исследованиях // Агрохимия, 2022, № 10. - С. 71-83. DOI: 10.31857/S0002188122100088
15. Точное сельское хозяйство (Precision Agriculture) / Под общ. ред. Шпаара Д., Захаренко А.А., Якушева В.П. -С.-Пб.-Пушкин: СРП «Павел» ВОГ, 2009. - 397 с.
16. Якушев В.П., Канаш Е.В., Русаков Д.В., Якушев В.В. и др. Корреляционные зависимости между вегетационными индексами, урожаем зерна и оптическими характеристиками листьев пшеницы при разном содержании в почве азота и густоте посева // Сельскохозяйственная биология, 2022, Т. 57, № 1. - С. 98-112. DOI: 10.15389/agrobiology.2022.1.98rus
17. Родимцев С.А., Павловская Н.Е. Сравнительная оценка новых систем защиты и прогнозирования урожайности зерновых культур на основе данных NDVI // Вестник Красноярского ГАУ, 2023, № 1. - С. 69-79. DOI: 10.36718/1819-4036-2023-1-69-79
