Урожайность зерна озимой ржи, вынос культурой элементов питания при применении удобрений в Вологодской области Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 633.14:631.559:631.8

Урожайность зерна озимой ржи, вынос культурой элементов питания при применении удобрений в Вологодской области

Чухина Ольга Васильевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент e-mail:[email protected]

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»

Обряева Оксана Дмитриевна, аспирант e-mail:[email protected]

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»

Кулакова Инга Евгеньевна, аспирант e-mail:[email protected]

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»

Смирнов Дмитрий Евгеньевич, магистрант e-mail:[email protected]

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»

Аннотация. На дерново-подзолистой среднесуглинистой почве Вологодской области расчетные системы удобрений в среднем за 3 года исследований существенно повысили урожайность озимой ржи сорта Волхова: зерна - на 52-67%, соломы - на 50-59%. Внесение удобрений при посеве из расчёта 1ц/га в физическом весе в два года из трёх обеспечило существенную прибавку урожайности зерна озимой ржи. Вынос фосфора и калия единицей продукции при применении расчётных доз удобрений был несколько ниже плановых значений. По азоту и калию повышался при применении расчётных доз удобрений по сравнению с контролем соответственно на 5-6 кг (20-24%) и 3-7 кг (17-39%).

Ключевые слова: удобрения, урожайность, озимая рожь, вынос элементов питания, азот, фосфор, калий.

Озимая рожь - зерновая культура, которая популярна и имеет большое значение, особенно в районах, где ограничено возделывание озимой пшеницы из-за по-чвенно-климатических условий, что позволяет отнести эту сельскохозяйственную культуру к группе культур наименьшего экономического риска при её возделывании.

Рожь - традиционная для русского человека культура, используется широко: для разнообразных пищевых, кормовых и технических целей. И все-таки рожь больше всего ценится как доступный источник полезных веществ, почти не встречающихся, благодаря их глубокой переработке, в других продуктах питания. Проблемы производства и использования зерна ржи в последнее время очень актуальны [1].

Известно, что применение удобрений обеспечивает до 60% прибавки урожая сельскохозяйственных культур и, соответственно, без их использования невозможно обеспечение роста продуктивности сельскохозяйственных культур [8, 9, 10, 11] .

Поэтому целью данной работы является изучение урожайности и выноса элементов питания озимой рожью при применении расчётных и минимальной доз удобрений.

Методика исследований. Исследования проводились в 2015-2017 гг. в полевом стационарном опыте. Согласно аттестату длительного опыта №164, опыт включён в реестр Государственной сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами. Пахотный слой почвы перед закладкой опыта (1990 г.) характеризовался слабокислой реакцией среды, очень высоким содержанием подвижного фосфора и средним - обменного калия, содержанием гумуса - 3,28%, легкогидро-лизуемого азота - 86 мг/кг почвы. Пахотный слой почвы перед 6-й ротацией севооборота (через 20 лет исследований) характеризовался на контроле среднекислой реакцией среды (рНКС1 4,9), содержанием подвижного фосфора и обменного калия соответственно 132 и 55 мг/кг почвы, содержанием гумуса - 2,56%. Опыт ведется в 4-польном севообороте (однолетние кормовые культуры, озимая рожь сорт Волхова, картофель, ячмень), развёрнутом в пространстве и во времени.

Схема опыта в годы исследований представляла собой вариант без удобрений - контроль (1), вариант с применением удобрений при посеве (2), два варианта исследуемых минеральных систем удобрения, различающихся Кб использования калия (3, 4) и вариант органо-минеральной системы (5), эквивалентный по элементам 3 варианту (табл. 1). Дозы удобрений в вариантах 3-5 рассчитаны по плановым балансовым коэффициентам использования питательных (Кб) элементов из органических и минеральных удобрений [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]. Системы удобрения рассчитаны для получения 3,5 т/га озимой ржи. По 3-5 вариантам опыта запланирован отрицательный баланс по азоту (Кб - 120 %) и нулевой баланс по фосфору (Кб - 100 %). По калию в 3 и 5 вариантах запланирован нулевой баланс (Кб - 100%), а в 4 варианте - положительный баланс (Кб - 80%). При расчете доз удобрений использованы нормативы по выносу элементов питания 1т основной продукцией с учетом побочной по результатам предыдущих лет исследований. Фосфорно-калийные в виде двойного суперфосфата и калийной соли и 40 т/га органических удобрений вносили под зяблевую вспашку, причем органику вносили под картофель.

Азотные удобрения, в основном в виде аммиачной селитры, вносили под предпосевную культивацию. На делянках с озимой рожью под предпосевную культи-

вацию вносили 1/3 годовой дозы азота, остальные 2/3 дозы азота - в подкормку (дважды - в фазу кущения и колошения на 3-5 вариантах). При посеве вносили под озимую рожь сложное азотно-фосфорно-калийное удобрение (2 вар.). Технология возделывания культур в опыте была общепринятой для Северо-Западной зоны. Повторность опыта - четырехкратная. Расположение делянок - усложнённое систематическое. Площадь опытной делянки 140м2, учетной - не менее 24м2. Учет урожайности всех культур осуществлялся сплошным методом. Соотношение между товарной и нетоварной частями урожая устанавливали по пробным снопам. Урожаи приведены к стандартной влажности: зерно - 14%, солома - 16%. При анализах товарной и нетоварной частей урожаев после мокрого озоления по К. Гинзбург определяли: азот по Кьельдалю, фосфор - на фотоколориметре, калий - на пламенном фотометре [12]. Математическая обработка материалов исследований проведена методом однофакторного дисперсионного анализа при помощи ЭВМ и по Б.А. Доспехову (1985 г.) [2].

Результаты исследований. Продуктивность озимой ржи во многом зависит от состояния посевов осенью и их перезимовки, которые в значительной мере обусловлены обеспеченностью почвы элементами питания и погодными условиями.

В целом в 2015-2017 гг. исследований сложились благоприятные погодные условия для роста и развития растений озимой ржи. В 2015 г., несмотря на сухую и жаркую погоду в июле - августе, рожь обеспечила высокую урожайность зерна. Расчётные дозы удобрений (3-5 вар.) превысили плановый уровень урожайности зерна озимой ржи на 18-30%.

В 2015-2016 гг. исследований, т.е. в 2 года из 3 лет исследований, и в среднем за 3 года применение минимальной дозы удобрения существенно повышало урожайность зерна озимой ржи (табл. 1, рис. 1).

Таблица 1. Урожайность озимой ржи при расчетных дозах удобрений, т/га

№ п/п Вариант Зерно озимой ржи

2015 2016 2017 Среднее

1 Без удобрений 3,13 2,60 2,44 2,72

2 ^2Р16К16 3,86 3,15 2,87 3,29

3 N Р К 90 40 100 4,75 3,98 3,68 4,14

4 N Р К 90 40 120 5,30 4,32 4,03 4,55

5 N^35^+40 т/га орг. уд. 4,84 4,20 3,74 4,26

НСР05 0,68 0,66 0,50

Урожайность, т/га

6 т-

É

I

Г

г г

Без удобрений N12P16K16 N90P40K1002 N90P40K120 N90P35K85+40 т/га п. н.

2015

2016

2017

Среднее год

Рисунок 1. Урожайность озимой ржи при применении удобрений в годы исследований, т/га

Существенную прибавку урожайности зерна в годы исследований по сравнению с контролем и дозой N12P16K16 обеспечили расчетные системы удобрений (3-5 вар.). В годы исследований органо-минеральная система по сравнению с эквива-

v/ v v V/

лентнои минеральной системой удобрении не различались по урожайности зерна. Повышение дозы калийных удобрений со 100 до 120 кг д.в./га не обеспечило существенной прибавки зерна в годы исследований. Минеральная система с максимальной дозой калийных удобрений (N90P40K120) по урожайности не различалась от органо-минеральной системы (^0Р35К85+40т/га органических удобрений).

Удобрения значительно повышали урожайность соломы озимой ржи во все годы исследований и в среднем за три года (рис. 2).

5

4

3

2

1

0

8 7 6 5 4 3 2 1 0

го

Ю >5

.С ^

^ I

0 ®

О. о.

I- Ю

1 О

о ^

¥ >

2015

2016

2017

■Среднее

Соотношение зерна к соломе озимой ржи в среднем за 2015-2017гг.

Рисунок 2. Влияние удобрений на урожайность соломы и соотношение зерна к соломе озимой ржи в годы

исследований

ш

0

1

ее Ф и

о с 5

01 1X5

5 Н

I ^

01 1X5

а гн

ю о. о

а ^

ч >

(Ч

к ,_. к о

го о го

I >5 о I >5 <ч 1

.0 го гН .0 го гН о

§ 01 ь и I § 01 ь и I I

го 01 о ^ п го 01 о го

а 01 а ю а 01 а ю 1_ а

I о I О 0

и о <п г и о О ьп

> > гН г

00

к го I .0

го а 01 I 5

ГО

+

1Л

00 ^

1Л

и 00

и О СП

Расчётные системы удобрений повышали урожайность соломы в 1,5-1,6 раза по сравнению с контролем. Соотношение урожайности зерна к соломе менялось в зависимости от разной насыщенности удобрениями слабо и варьировало от 1:1,3 до 1:1,4.

Таким образом, на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве Вологодской области расчетные системы удобрений в среднем за 3 года исследований существенно повысили урожайность озимой ржи сорта Волхова: зерна - на 52-67%, соломы - на 50-59%.

В среднем за 2015-2017 гг. наибольший вынос элементов питания наблюдался при применении максимальной дозы калия ^90Р40К120 (4 вар.)) (табл. 2).

Вынос фосфора и калия единицей продукции при применении расчётных доз удобрений был ниже плановых значений. По азоту и калию повышался соответственно на 5-6 кг и 3-7 кг при применении расчётных доз удобрений. При применении изучавшихся расчётных систем удобрений затраты азота повысились на 4-5 кг, фосфора - не изменялись, калия повысились до 4 кг по сравнению с применением дозы удобрений только при посеве ^2Р16К16.

Таблица 2. Вынос элементов питания 1 т зерна при соответствующем количестве соломы при применении различных доз удобрений в среднем за 2015-2017гг., кг

Вариант Азот Фосфор Калий

Плановые затраты 30 12 28

Контроль (без удобрений) 25 18

Припосевное удобрение (^2Р16К16) 26 21

Минеральная система удобрений(^0Р40К100) 30 22

Минеральная система удобрений ^90Р40К120) 31 25

Органо-минеральная система (^0Р35К85+4год действия 40т/га п. навоза) 31 21

Балансовый коэффициент - один из показателей эффективности применения удобрений.

В среднем за годы исследований фактические Кб использования азота отличались от плановых на 18-37%. Значительно превысили плановые при применении органоминеральной системы удобрения (табл. 3, рис. 3).

Таблица 3. Фактические балансовые коэффициенты использования элементов питания удобрений и почвы,

%

№ Вариант Плановые Фактические

N P О 2 5 К2О N P О 25 К2О

3 N Р К 90 40 100 120 100 100 138 114 91

4 N Р К 90 40 120 120 100 80 157 125 95

5 N^35^5 + 40 т/ га п.н. 120 100 100 147 117 89

Фактические Кб использования фосфора и калия были выше планового значения соответственно на 14-25% . Кб калия при планировании нулевого баланса были ниже планового значения на 9-11%, а при планировании положительного баланса были выше планового - на 15%.

Можно предположить, что при получении урожая элементы питания, особенно калия, использовались не только из удобрений, но и из почвы.

Оплата (окупаемость) удобрений прибавкой урожая показывает эффективность применения удобрений с точки зрения агрономии.

При применении доз вносимых удобрений в среднем за годы исследований оплата удобрений прибавкой урожая снижалась (табл. 4).

180

160

140

120

100

80

60

40

20

Кб

1 .

1 1 1

■ ■ 1

1

1

3 вариант

4 вариант

5 вариант

I Плановый Кб N

I Плановый Кб P2O5

I Плановый Кб K2O

¡Фактический Кб N

¡Фактический Кб P2O5

Фактический Кб K2O

Рисунок 3. Фактические балансовые коэффициенты использования элементов питания удобрений и почвы

в сравнении с плановыми

Таблица 4. Окупаемость удобрений прибавкой урожайности зерна озимой ржи, кг/кг д.в.

0

№ Вариант Доза удобрений, кг д.в./ га Урожайность зерна, т/га Прибавка урожайности, кг/га Оплата удобрений, кг/ кг д.в.

1 Контроль - 2,72 - -

2 44 3,29 570 12,95

3 N Р К 90 40 100 230 4,14 1420 6,17

4 N Р К 90 40 120 250 4,55 1830 7,32

5 N^35^5 + 40 т/ га п. н. 230 4,26 1540 6,70

Самая высокая оплата удобрений получена при внесении 40 кг д.в./га. С повышением доз удобрений до 230-250 кг д.в./га оплата снижалась почти в 2 раза, составила 6,17-7,32 кг/кг д.в.

Выводы:

1. На дерново-подзолистой среднесуглинистой почве Вологодской области расчетные системы удобрений в среднем за 3 года исследований существенно повысили урожайность озимой ржи сорта Волхова: зерна - на 52-67%, соломы - на 50-59%. Существенную прибавку урожайности зерна по сравнению с контролем обеспечили доза удобрений при посеве ^2Р16К16 и расчетные системы удобрений (3-5 вар.). В годы исследований по урожайности зерна расчётные системы удобрений не различались. Соотношение урожайности зерна к соломе менялось в зависимости от разной насыщенности удобрениями слабо и варьировало от 1:1,3 до

1:1,4.

2. Вынос фосфора и калия единицей продукции при применении расчётных доз удобрений был ниже плановых значений. По азоту и калию повышался при применении расчётных доз удобрений по сравнению с контролем соответственно на 5-6 кг (20-24%) и 3-7 кг (17-39%).

3. В среднем за годы исследований фактические Кб использования азота отличались от плановых на 18-37%. Фактические Кб использования фосфора были выше планового значения на 14-25%. Фактические Кб использования калия превысили плановые значения на 15% только при планировании положительного баланса.

4. При возрастании применяемых доз удобрений происходит снижение оплаты их прибавкой урожая. Самая высокая оплата удобрений получена при внесении 40 кг д.в./га. С повышением доз удобрений до 230-250 кг д.в./га оплата снижалась в 2 раза, составила 6,2-7,3 кг/кг д.в.

Список литературы:

1. Бобров, А.М. Озимая рожь / А.М. Бобров, Е.В. Собенников, С.Ш. Шартдинов; под ред. А.М. Боброва. - Ижевск: Удмуртия, 1981. - 104 с.

2. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.

3. Жуков, Ю.П. Система удобрений в хозяйствах Нечерноземья / Ю.П. Жуков.

- М.: Московский рабочий. - 1983. - 144 с.

4. Жуков, Ю.П. Расчёт системы удобрения по балансовым коэффициентам / Ю.П. Жуков // Земледелие. - 1988. - № 1. - С. 40-42.

5. Жуков, Ю.П. Баланс питательных веществ как прогнозно-экологический показатель плодородия почв и продуктивности культур / Ю.П. Жуков // Агрохимия.

- 1996. - № 7. - С. 35-45.

6. Влияние различных доз удобрений на урожайность культур севооборота и агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы / Ю.П. Жуков, О.В. Чухина, Н.В. Токарева, Е.И. Куликова // Плодородие. - 2015. - №2(83). - С. 14-20.

7. Чухина, О.В. Продуктивность культур и обеспеченность дерново-подзолистой почвы питательными элементами при расчётных дозах удобрения в севообороте / О.В. Чухина : дис. ... канд. с.-х. наук. - М., 1999. - 154 с.

8. Чухина, О.В. Продуктивность культур и изменение агрохимических показателей дерново-подзолистой почвы в севообороте при применении различных доз удобрений / О.В. Чухина, Ю.П. Жуков // Агрохимия. - 2015. - № 5. - С. 20-28.

9. Чухина, О.В. Влияние удобрений и микропрепаратов на урожайность и вынос элементов питания культурами звена полевого севооборота / О.В. Чухина, В.В. Суров // Плодородие. - 2014. - №3(78). - С. 18-22.

10. Чухина, О.В. Плодородие дерново - подзолистой почвы и продуктивность культур в севообороте при применении различных доз удобрений // О.В. Чухина, Ю.П. Жуков // Агрохимия. - 2013. - № 11. - С. 10-18.

11. Чухина, О.В. Влияние различных доз удобрений на качественные показатели озимой ржи при возделывании её в севообороте / О.В. Чухина // Вестник Северного (Арктического) Федерального Университета. - 2014. - №. 3. - С. 101-108.

12. Практикум по агрохимии / Б.А. Ягодин и др.; под ред. Ягодина Б.А. - М.:

ArponpoMM3gaT, 1987. - 512 c.

References:

1. Bobrov A.M. Ozimaya rozh' [Winter rye]. Izhevsk, Udmurtia Publ., 1981. 104 p.

2. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezul'tatov issledovaniy) [Methods of field experiement (with statistical processing basics of research results)]. Moscow, Agropromizdat Publ., 1985. 351p.

3. Zhukov Yu.P. Sistema udobreniy v khozyaystvakh Nechernozem'ya. [Fertilizer system in the farms of the Non-Black Earth Region]. Moscow, Moskovskiy rabochiy Publ., 1983. 144p.

4. Zhukov Yu.P. Calculation of fertilizer system according to balance coefficients. Zemledelie [Agriculture], 1988, no. 1, pp. 40-42. (in Russian)

5. Zhukov Yu.P. Balance of nutrients as a predictive ecological indicator of soil fertility and crop productivity. Agrokhimiya [Agrochemistry], 1996, no. 7, pp. 35-45. (in Russian)

6. Zhukov Yu.P. The effect of various doses of fertilizers on crop yield of crop rotation and agrochemical properties of soddy podzolic soil. Plodorodie [Fertility], 2015, vol. 83, no. 2, pp.14-20. (in Russian)

7. Chukhina O.V. Produktivnost' kul'tur i obespechennost' dernovo-podzolistoy pochvy pitatel'nymi elementami pri raschetnykh dozakh udobreniya v sevooborote. Kand.Diss. [Crop productivity and provision of sod-podzolic soil with nutrients at estimated fertilizer doses in crop rotation. Cand. Diss.]. Moscow, 1999. 154 p.

8. Chukhina O.V. Crop productivity and change of agrochemical indicators of sod-podzolic soil in crop rotation when applying various doses of fertilizers. Agrokhimiya [Agrochemistry], 2015, no. 5, pp. 20 - 28. (in Russian)

9. Chukhina O.V. The effect of fertilizers and micropreparations on the yield and removal of nutrients by crops of the field crop rotation link. Plodorodie [Fertility], 2014, vol. 78, no. 3, pp.18-22. (in Russian)

10. Chukhina O.V. Fertility of soddy podzolic soil and crop productivity in crop rotation using different fertilizer doses. Agrokhimiya [Agrochemistry], 2013, no. 11, pp. 10-18. (in Russian)

11. Chukhina O.V. Influence of various fertilizer doses on the quality indicators of winter rye in its cultivation in crop rotation. Vestnik Severnogo (Arkticheskogo) Federal'nogo Universiteta [Bulletin of the Northern (Arctic) Federal University], 2014, no. 3, pp. 101 - 108. (in Russian)

12. Yagodin B.A. Praktikum po agrokhimii [Practicum Course on Agrochemistry]. Moscow, Agropromizdat Publ., 1987. 512p.

Productivity of winter rye grain, yield of nutritive elements by the culture when using fertilizers in the Vologda region

Chukhina Ol'ga Vasil'evna, Candidate of Science (Agriculture), Associate Professor e-mail: [email protected]

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education the Vereshchagin State Dairy Farming Academy of Vologda

Obryaeva Oksana Dmitrievna, post-graduate student e-mail: [email protected]

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education the Vereshchagin State Dairy Farming Academy of Vologda

Kulakova Inga Evgen'evna, post-graduate student e-mail: [email protected]

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education the Vereshchagin State Dairy Farming Academy of Vologda

Smirnov Dmitriy Evgen'evich, graduate e-mail: [email protected]

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education the Vereshchagin State Dairy Farming Academy of Vologda

Abstract. The calculated fertilizer systems have significantly increased the yield of the Volkhov winter rye in grain by 52-67% and in straw - by 50-59% on the soddy podzolic medium loamy soil of the Vologda region on average for three years of research. Applying fertilizers at the rate of 1cwt/ ha in physical weight when sowing during two years out of three ones has provided a significant increase in the yield of winter rye grain. When using the calculated doses of fertilizers, phosphorus and potassium yields by a unit of production has been slightly below the planned values. When using the calculated doses of fertilizers, nitrogen and potassium yields have increased by 5-6 kg (20-24%) and 3-7 kg (17-39%) compared to the control, respectively.

Keywords: fertilizers, crop productivity, winter rye, yield of nutrients, nitrogen, phosphorus, potassium.