CC BY
4
АГРОХИМИЧЕСКАЯ СЛУЖБА
УДК 631.81:631.559(470.40/43) DOI: 10.24412/1029-2551-2022-1-001
ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ НА ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМАХ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
1А.А. Лукманов, к.б.н., 2Н.А. Логинов, к.т.н., 2Ф.Н. Сафиоллин, д.с.-х.н.
1 Центр агрохимической службы «Татарский», e-mail: anaslukmanov@mail.ru
2Казанский ГАУ, e-mail: loginov_2311@mail.ru, e-mail: faik1948@mail.ru
Представлены результаты 5-летних исследований, показывающие возможность повышения продуктивности выщелоченных черноземов Среднего Поволжья более чем в 2 раза на основе комплексного применения известкования, фосфоритования и расчетной нормы NPK на планируемую урожайность зерна яровой пшеницы 4 т/га). При этом окупаемость минеральных удобрений составляет от 5,68 до 6,23 кг зерна на 1 кг NPK. Индекс стабильности урожая объекта исследований возрастает на 67% на фоне известкования на 63% на фоне комплексного применения. Такие положительные результаты были достигнуты за счет формирования плотного стеблестоя (412-431 шт/м2), повышения продуктивной кустистости (1,28-1,30) образования продуктивных колосьев (436-560 шт/м2) с содержанием в каждом колосе 23,2-23,4 зерен с массой 1000 семян 36,8-39,7 г против 350; 1,2; 392; 16,2 и 35,4 на контрольном варианте опыта соответственно. Кроме этого, формирование плотного стеблестоя с высотой растений 83-90 см уменьшает жизненное пространство для сорных растений по шкале В.В. Исаева такие посевы относятся к группе слабозасоренных (менее 11 шт/м2). Рекомендуемая технология обеспечивает не только сохранение, но воспроизводство плодородия выщелоченных черноземов Среднего Поволжья.
Ключевые слова: выщелоченные черноземы, кислотность почвы, удобрения, известкование, фосфоритование, яровая пшеница, урожайность и ее стабильность.
TECHNOLOGY OF SPRING WHEAT CULTIVATION AT LEACHED CHERNOZEM IN THE MIDDLE VOLGA REGION
lPh.D. A.A. Lukmanov, 2Ph.D. N.A. Loginov, 2Dr.Sci. F.N. Safiollin
1 State Center of Agrochemical Service «Tatarskiy», e-mail: anaslukmanov@mail.ru 2Kazan State Agrarian University, e-mail: loginov_2311@mail.ru, e-mail: faik1948@mail.ru
The results of 5 years of research presented in this paper show the possibility of increasing the productivity of leached chernozem of the Middle Volga region by more than 2 times on the basis of the integrated use of agrochem-icals (liming + phosphorization + the estimated rate of NPK for the planned yield of spring wheat grain 4 t/ha). At the same time, the payback of mineral fertilizers ranges from 5.68 to 6.23 kg of grain per 1 kg of NPK. The index of crop stability of the object of research increases against the background of liming by 63% and against the background of the complex use of 3 agrochemicals - by 67 percent. Such positive results from the integrated use of agrochemicals were achieved on the basis of the formation of a dense stem (412-431 pcs/m2), an increase in productive bushiness (1.28-1.30), the formation of productive ears (436-560pcs/m2) with a content of23.2-23.4 grains in each ear with a mass of1000 seeds 36.8-39.7 g versus 350; 1.2; 392; 16.2 and 35.4 in the control variant.
Keywords: leached chernozem, soil acidity, fertilizers, liming, phosphorization, spring wheat, yield and its stability.
Основным критерием использования земель была и остается продовольственная безопасность государства, а инструментом ее реализации служит применение органических и минеральных удобрений в необходимых соотношениях и количествах, а также известкование и фосфоритование кислых или же гипсование щелочных почв [1, 2]. Комплексное применение агрохимикатов может обеспечивать увеличение
продуктивности обрабатываемой пашни, особенно эталонных почв Среднего Поволжья - выщелоченных черноземов в 1,5-2,0 раза [3-5].
Цель исследования - изучение возможности получения планируемой урожайности зерна яровой пшеницы 3, 4 и 5 т/га на основе комплексного применения удобрений, известкования и фосфоритова-ния.
Методика. Стационарные опыты проводили в 2016-2020 гг. на типичных выщелоченных черноземах ООО «Авангард» (отделение «Маяк») Буинского муниципального района Республики Татарстан. Объект изучения - яровая пшеница Тулайковская 10.
В опытах использовали аммиачную селитру с содержанием азота 34,5%, двойной суперфосфат (49%) и калийную соль (40% К2О). Известкование проводили в 2015 г. в год посева озимой ржи по чистому пару известью Буинского карьера с содержанием влаги 9,4%, кальция и магния 93,5% среднего помола, которая соответствует ТУ 2015.79-0165934001-2017. Фосфоритная мука содержала 22% Р2О5 и влаги 15%.
Зерновые культуры выращивали по общепринятым методикам: повторность четырехкратная, площадь делянки 108 м2 (36 х 3,0 м), размещение 12 вариантов систематическое, урожай учитывали сплошным комбайнированием с последующим его переводом на базисные показатели: влажность -14,5%, засоренность - не более 2% (ГОСТ 9353-90).
Агрометеорологические условия в годы исследований отличались от среднемноголетних показателей недостаточной влагообеспеченностью начала вегетационного периода (май - июнь) и избыточными осадками в период уборки урожая (конец августа - начало сентября).
Результаты. Наибольшую сохранность растений и их устойчивость к стрессовым явлениям внешней среды обеспечивает взаимодействие известкования и применения расчетных доз минеральных удобрений. Так, на варианте с внесением удобрений на планируемую урожайность зерна 5,0 т/га количество растений увеличивается до 412 шт/м2, что выше абсолютного контроля на 17,7%, а на фоне известкования и фосфоритования - 23,1% (табл. 1).
Столь высокая разница при применении одних и
тех же норм минеральных удобрений показывает, что как известкование, так и его сочетание с фосфо-ритованием повышает коэффициент использования основных элементов питания из запасов почвы и внесенных минеральных удобрений. Такие же результаты в почвенно-климатических условиях Среднего Поволжья были получены и другими исследователями [6-13].
Увеличение высоты растений под действием расчетных доз минеральных удобрений от 69 до 80 см без известкования и от 71-73 до 83 см на фоне внесения КРК из расчета 5,0 т/га и сочетания известкования с внесением фосфоритной муки (1 т/га) сложно оценивать, как в качестве положительного действия, так и отрицательного влияния. Во-первых, формирование высокорослого пшеничного агроце-ноза подавляет сорную растительность. Во-вторых, между высотой растений и длиной колоса существует, как правило, прямая зависимость по принципу: чем выше первый показатель, тем больше второй. Однако высокорослые растения на фоне внесения минеральных удобрений с расчетом получения 5,0 т/га зерна склонны к полеганию, что становится причиной потерь урожая при уборке яровой пшеницы. После полегания основной культуры сорная растительность получает больше солнечной энергии, к концу вегетационного периода влагообеспе-ченность в Среднем Поволжье увеличивается, в результате сорняки усиленно набирают биомассу (8,824,7 г/м2), увеличивая прямые затраты на послеуборочную очистку вороха от сорной примеси.
Результаты исследований также показывают, что коэффициент кустистости яровой пшеницы (1,12) оказался ниже по сравнению с другими более обеспеченными влагой зонами Российской Федерации. Это связано с тем, что в отличие от Пермского края и Подмосковья, в лесостепной зоне Среднего Поволжья
1. Плотность стеблестоя, высота растений и засоренность посевов яровой пшеницы _ Тулайковская 10 перед уборкой урожая ^ (2016-2020 гг.)_
Фактор А Фактор В (расчетные дозы ]]РК Плотность Высота Засоренность
(рИка) на планируемую урожайность стеблестоя, растений, см шт/м2 г/м2
зерна) шт/м2
Без удобрений (контроль) 350 69 20 16,8
Без известкова- №тР24К26 (на 3,0 т/га) 360 72 17 17,4
ния (рН 5,4-5,6) №7Р?2К61 (на 4,0 т/га) 374 76 15 18,6
^137Р120К97 (на 5,0 т/га) 393 80 15 22,4
Без удобрений (контроль) 370 71 18 17,3
Известкование, 5 ^РмК^ (на 3,0 т/га) 388 75 16 18,7
т/га (рН 6,1-6,2) №7Р72К61 (на 4,0 т/га) 407 80 13 20,4
№37Р120К97 (на 5,0 т/га) 412 83 12 24,7
Известкование, 5 т/га + фосфорито-вание, 1 т/га Без удобрений (контроль) 379 73 15 17,0
^РмК^ (на 3,0 т/га) 407 84 12 14,1
№7Р72К61 (на 4,0 т/га) 426 86 10 12,3
№37Р120К97 (на 5,0 т/га) 431 90 9 8,8
НСР05 А 12,3 3,2 2,0 1,8
В 11,1 2,6 1,4 1,2
АВ 15,8 7,1 2,8 2,3
2. Влияние известкования, фосфоритования и расчетный доз удобрений на структуру урожая яровой пшеницы Тулайковская 10 (2016-2020 гг.)
Фактор А (рИка) Ф >актор В (расчетные дозы NPK на планируемую урожайность зерна) Продуктивная кустистость Количество продуктивных колосьев, шт/м2 Количество зерен в колосе, шт. Масса 1000 зерен, г
Без известкования (рН 5,4-5,6) Без удобрений (контроль) 1,12 392 16,2 35,4
Nз7P24K26 (на 3,0 т/га) 1,16 418 18,9 36,9
N87P72K61 (на 4,0 т/га) 1,20 449 20,9 38,8
Известкование, 5 т/га (рН 6,1-6,2) (на 5,0 т/га) 1,28 503 22,4 38,2
Без удобрений (контроль) 1,14 422 16,8 36,6
Nз7P24K26 (на 3,0 т/га) 1,16 450 18,9 36,7
N87P72K61 (на 4,0 т/га) 1,20 489 21,2 39,7
(на 5,0 т/га) 1,30 536 23,2 39,0
Известкование, 5 т/га + фосфорито-вание, 1 т/га Без удобрений (контроль) 1,15 436 17,0 36,8
Nз7P24K26 (на 3,0 т/га) 1,17 476 19,0 36,8
N87P72K61 (на 4,0 т/га) 1,19 507 21,4 40,0
(на 5,0 т/га) 1,30 560 23,4 39,7
3. Влияние известкования, фосфоритования и расчетных доз удобрений на урожайность яровой пшеницы Тулайковская 10 (2016-2020 гг.)_
Фактор А (рИка) Фактор В (расчетные дозы ]]РК на планируемую урожайность зерна) Урожайность, т/га Прибавка урожая, т/га Окупаемость от ]]РК, кг/га
от ]]РК от мелиорантов
Без известкования (рН 5,4-5,6) Без удобрений (контроль) 2,10 - - -
Nз7P24K26 (на 3,0 т/га) 2,73 0,63 - 7,24
N87P72K61 (на 4,0 т/га) 3,43 1,33 - 6,05
Nl37Pl2oK97 (на 5,0 т/га) 4,04 1,94 - 5,48
Известкование, 5 т/га (рН 6,1-6,2) Без удобрений (контроль) 2,34 - 0,24 -
Nз7P24K26 (на 3,0 т/га) 2,87 0,53 0,14 6,09
N87P72K6l (на 4,0 т/га) 3,71 1,37 0,28 6,23
N^^20^ (на 5,0 т/га) 4,34 2,00 0,30 5,65
Известкование, 5 т/га + фосфорито-вание, 1 т/га Без удобрений (контроль) 2,52 - 0,42 -
Nз7P24K26 (на 3,0 т/га) 2,90 0,38 0,17 4,37
N87P72K6l (на 4,0 т/га) 3,77 1,25 0,34 5,68
(на 5,0 т/га) 4,42 1,94 0,38 5,48
НСР05 А В АВ 0,12 0,11 0,33
в фазе кущения яровой пшеницы (вторая декада июня) крайне не хватает влаги. Тем не менее амплитуда формирования продуктивных колосьев достаточно значительная: она колеблется от 392 в контроле до 503 шт/м2 в первом блоке исследований. Разница в пользу внесения расчетных доз минеральных удобрений на планируемую урожайность 5,0 т/га зерна составляет 111 колосков с содержанием в каждом колосе 22,4 зерна с массой 1000 зерен 38,2 г (табл. 2).
Позитивные изменения в образовании плодоэле-ментов оказали прямое воздействие на урожайность (табл. 3). На фонах известкования и фосфоритования наибольшую окупаемость КРК обеспечили варианты с применением расчетных норм минеральных удобрений на планируемую урожайность 4,0 т/га зерна яровой пшеницы соответственно 6,23 и 5,68 кг зерна/кг КРК. В связи с этим с большой уверенностью можно сделать заключение, что на выщелоченных черноземах Среднего Поволжья с рИка 5,1-5,6 для получения наибольшего эффекта от внесения
расчетных доз минеральных удобрений необходимо провести известкование в сочетании с фосфоритова-нием. В данном случае прибавка урожайности зерна яровой пшеницы (0,38 т/га) превышает наименьшую существенную разницу (НСР05) - 0,33 т/га.
Существует два способа оценки стабильности урожая. Наиболее простой и доступный из них -сравнительная оценка двух крайних показателей: самые высокие урожайности сравнивают с низкоурожайными годами. Однако сравнение только двух крайне экстремальных годов в полной мере не раскрывает один из самых важных показателей применения комплексной технологии на посевах яровой пшеницы - стабильность урожая по годам ее возделывания и не позволяет прогнозировать урожайность этой культуры с высокой точностью на ближайшие годы и отдаленную перспективу.
Для решения данной проблемы была разработана методика расчета индекса стабильности урожая. Более высокая достоверность методики определения
стабильности урожая заключается в том, что сумма отклонений делится на среднюю урожайность изучаемой культуры во временном ряду (в нашем случае при шаге 5 лет). Таким образом, в расчетах учитывают не только диапазон урожайности между крайними рядами, но и средняя урожайность по годам исследований. При этом, чем меньше индекс стабильности урожая, тем меньше его зависимость от агрометеорологических условий (табл. 4).
Минимальными показателями анализируемой величины выделяются варианты с применением расчетных доз минеральных удобрений на планируемую урожайность 3,0 и 4,0 т/га зерна яровой пшеницы (от 0,58 до 0,60 т/га). Дальнейшее увеличение доз минеральных удобрений для получения 5,0 т/га зерна приводит к резкому перепаду урожайности (0,66; 0,68 и 0,70 соответственно по трем блокам полевого опыта). Это объясняется тем, что в острозасушливые годы высокие дозы удобрений не перерабатываются растениями в полной мере, а во влажные - коэффициент их использования резко возрастает.
Несмотря на отмеченные противоречия при внесении расчетных доз минеральных удобрений стабильность урожая по сравнению с контролем возрастает на 125% (0,16 и 0,36), на фоне известкования - на 63% (0,16 и 0,26) и известкования в сочетании с фосфоритованием - на 67% (0,24 и 0,16).
Вместе с тем, следует особо отметить, что без применения минеральных удобрений все агрохимические показатели выщелоченного чернозема (содержание гумуса, подвижного фосфора и обменного калия) ухудшаются по сравнению с исходной почвой. Содержание гумуса за 5 лет снижается на 0,25%, фосфора - на 1,1 и калия на 2,6%. Известкование и фосфоритование несколько сдерживают темпы снижения содержания гумуса (98,5% к исходной почве) и фосфора - 99,9% за счет мобилизации почвенных резервов.
Такая же тенденция характерна для вариантов с внесением КРК с расчетом на получение 3,0 т/га зерна, тогда как применение К§7Р72К61 (расчетная доза на 4,0 т/га зерна) не только полностью компен-
4. Сумма отклонений урожайности яровой пшеницы от средней ее величины за 5 лет и индекс стабильности
Фактор А (рИка) Фактор В (расчетные дозы ]]РК на планируемую урожайность зерна) Сумма отклонений урожайности за 5 лет, т/га Индекс стабильности урожая
Без известкования (рН 5,4-5,6) Без удобрений (контроль) 0,76 0,36
^7Р24К26 (на 3,0 т/га) 0,68 0,25
№7Р72К61 (на 4,0 т/га) 0,58 0,18
№37Р120К97 (на 5,0 т/га) 0,66 0,16
Известкование, 5 т/га (рН 6,1-6,2) Без удобрений (контроль) 0,61 0,26
^7Р24К26 (на 3,0 т/га) 0,70 0,24
№7Р72К61 (на 4,0 т/га) 0,60 0,16
№37Р120К97 (на 5,0 т/га) 0,68 0,16
Известкование, 5 т/га + фосфоритова-ние, 1 т/га Без удобрений (контроль) 0,60 0,24
^7Р24К26 (на 3,0 т/га) 0,62 0,21
№7Р72К61 (на 4,0 т/га) 0,68 0,18
№37Р120К97 (на 5,0 т/га) 0,70 0,16
5. Сравнительная оценка исходных агрохимических показателей выщелоченных черноземов с результатами после завершения полевого опыта (2020 г.)
Фактор А Фактор В (расчетные Содержание Содержание Содержание
(рИка) дозы ]]РК на планируе- гумуса подвижного фосфора обменного калия
мую урожайность зерна) % в % к ис- мг/кг в % к ис- мг/кг в % к ис-
ходному почвы ходному почвы ходному
Без известкования Без удобрений (контроль) 7,25 96,7 123,0 99,1 136,1 98,1
(рН 5,4-5,6) ^7Р24К26 (на 3,0 т/га) 7,34 97,9 124,0 100,6 137,8 99,4
№7Р72К61 (на 4,0 т/га) 7,58 101,1 126,1 101,6 138,2 99,6
№37Р12оК97 (на 5,0 т/га) 7,69 102,5 127,3 102,6 139,7 100,7
Известкование, 5 Без удобрений (контроль) 7,34 97,7 123,7 99,7 135,6 97,8
т/га (рН 6,1-6,2) ^7Р24К26 (на 3,0 т/га) 7,38 98,4 125,2 100,9 138,0 99,5
№7Р72К61 (на 4,0 т/га) 7,61 101,5 127,4 102,7 138,6 99,9
№37Р120К97 (на 5,0 т/га) 7,72 102,9 128,5 103,5 138,7 100,0
Известкование, 5 Без удобрений (контроль) 7,39 98,5 124,0 99,9 135,9 98,0
т/га + фосфорито- ^7Р24К26 (на 3,0 т/га) 7,43 99,1 125,8 101,4 137,4 99,1
вание, 1 т/га №7Р72К61 (на 4,0 т/га) 7,71 102,8 128,0 103,1 136,8 98,6
№37Р120К97 (на 5,0 т/га) 7,80 104,0 128,6 103,6 136,3 98,3
Примечание: В 2016 г. исходное содержание гумуса по Тюрину - 75%, подвижного фосфора и обменного калия по
Чирикову - соответственно 124,1 и 138,7 мг/кг почвы.
сирует, но и повышает содержание гумуса до 101,1102,8% против 100% в исходной почве. На этих вариантах особенно резко возрастает содержание подвижного фосфора (101,6-103,1%).
Дальнейшее повышение норм внесения минеральных удобрений с целью получения 5,0 т/га зерна яровой пшеницы сопровождается пропорциональным увеличением содержания гумуса на 0,66% в год, подвижного фосфора - на 0,9 мг/кг почвы, но общее количество обменного калия снижается со скоростью 0,48 мг/год (табл. 5).
Таким образом, внесение расчетных доз минеральных удобрений на планируемую урожайность
яровой пшеницы 4,0 т/га обеспечивает формирование стеблестоя с содержанием 499 шт/м2 продуктивных колосьев с массой 1000 семян 38,2 г против 392 шт/м2 и 35,4 г соответственно в контроле. Эффективность применения минеральных удобрений возрастает на фоне известкования и фосфоритования слабокислых выщелоченных черноземов, обеспечивая получение 3,77 т/га зерна вместо планируемого 4,0 т/га с самой высокой стабильностью урожая по годам исследований (индекс стабильности 0,16-0,18). Рекомендуемая технология обеспечивает не только сохранение, но и воспроизводство плодородия выщелоченных черноземов Среднего Поволжья.
Литература
1. Амиров М.Ф., Толокнов Д.И. Формирование урожая яровой пшеницы в зависимости от использования минеральных удобрений, микроэлементов и гербицида в условиях Республики Татарстан // Плодородие, 2020, № 3(114). -С. 6-9.
2. Амиров М.Ф., Толокнов Д.И. Влияние уровня минерального питания и микроэлементов на формирование урожая яровой пшеницы // Достижения науки и техники АПК, 2019, Т. 33, № 5. - С. 18-20.
3. Амиров М.Ф., Шайхутдинов Ф.Ш., Сержанов И.М., Сержанова А.Р., Аксакова В.В. Агробиологические основы формирования высококачественного урожая зерна видов яровой пшеницы в лесостепи Среднего Поволжья // Вестник Казанского государственного аграрного университета, 2019, Т. 14, № 54-1(55). - С. 5-9.
4. Авакумов О.В., Лукманов А.А., Давлятшин И.Д. Прогнозирование урожайности яровой пшеницы в лесостепной зоне Среднего Поволжья по методу наименьших квадратов // Вестник Казанского ГАУ, 2013, № 4. - С. 92-97.
5. Давлятшин И.Д., Бакиров Н.Б. Динамика урожайности яровой пшеницы // Научный Татарстан, 1999, № 2. - С. 50-56.
6. Давлятшин И.Д., Бакиров Н.Б. Почвенно-агрохимические параметры и урожайность яровой пшеницы в лесостепи Западного Закамья Предуральской провинции. - Казань: Изд-во Казанского ун-та, 2010. - 358 с.
7. Давлятшин И.Д. Фонд подвижного фосфора, калия и урожайность яровой пшеницы в средней полосе. - Казань: Изд-во Казан. ГАУ, 2019. - 164 с.
8. Зайцева Г.А. Влияние влажности почвы и содержания подвижных форм фосфора в черноземе, выщелоченном на урожайность сельскохозяйственных культур // Плодородие, 2011, № 5. - С. 33-34.
9. Иванов А.Л., Сычев В.Г., Карпова Д.В. и др. Агробиогеохимический цикл фосфора. - М.: Россельхозакадемия, 2012. - 512 с.
10. Ивойлов А.В. Эффективность удобрения и известкования выщелоченных черноземов. - Саранск: Изд-во Мордовского государственного университета, 2015. - 264 с.
11. Сулейманов С.Р., Низамов Р.М., Сафиоллин Ф.Н., Логинов Н.А. Мониторинг и приемы повышения плодородия почв Республики Татарстан // Плодородие, 2020, № 3(114). - С. 23-26.
12. Сафин Р.И., Амиров А.М., Турнин С.Л., Нижегородцева Л.С. Оценка продуктивности и экологической пластичности сортов яровой мягкой пшеницы в условиях Республики Татарстан // Вестник Казанского государственного аграрного университета, 2015, Т. 10, № 3(37). - С. 148-151.
13. Сабирзянов А.М., Таланов И.П., Хадеев Т.Г. Отзывчивость яровой пшеницы на фоны питания и приемы основной обработки почвы // Плодородие, 2020, № 3(114). - С. 20-22.
ВНИМАНИЕ!!!
Уважаемые друзья, коллеги, партнеры!
С 2022 г. печатный Объединенный каталог «Пресса России» не будет распространяться через отделения «Почта России», он будет в Альтернативных агентствах подписки (Книга-Сервис, Урал-Пресс и др.).
Для Вашего удобства организована интернет-подписка на сайте www.pressa-rf.ru Вы также всегда можете оформить подписку в редакции, прислав соответствующую заявку от организации (с реквизитами) или просто от физического лица.
