CC BY
14
УДОБРЕНИЯ И УРОЖАЙ
УДК 631.8:633.256 DOI 10.24411/0235-2516-2019-10057
ВЛИЯНИЕ АГРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЕ КАЛМЫКИИ
В.Н. Музраев, С.Б. Виноградова, к.б.н., О.А. Муравьева
ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, e-mail: viktor-muzraev@yandex.ru
Приведены результаты применения азотных и фосфорных удобрений и их сочетаний под яровой ячмень в сухостепной зоне Калмыкии. Урожайность зерна ярового ячменя варьировала в пределах 9,8-44,6 ц/га и в значительной степени формировалась за счет метеорологических условий года и минерального питания. В вегетационные периоды 2016-2017 гг., характеризующиеся как увлажненные, урожайность ярового ячменя составляла 36,1-43,7 ц/га. Анализ водо-потребления ярового ячменя за 2016-2017 гг. позволил выявить, что коэффициент водопотреб-ления меньше на вариантах N60P30 и N60P60 составляет 59 и 58 м3/ц при средней урожайности за 2 года исследований 43,1 ц/га и 43,7 ц/га. Прибавка урожая ярового ячменя от минеральных удобрений в увлажненные годы составила 4,2-8,3 ц/га, что для сухостепной зоны Калмыкии является существенным. В острозасушливом 2018 г. урожайность формировалась за счет сортовых особенностей культуры и минеральных удобрений.
Ключевые слова: почва, удобрения, погода, водопотребление, урожай, окупаемость.
INFLUENCE OF AGROMETEOROLOGICAL CONDITIONS AND FERTILIZERS
ON HARVEST OF THE SPRING BARLEY IN THE DRY-STEPPE ZONE OF THE KALMYKIA
V.N. Muzraev, Ph.D. S.B. Vinogradova, O.A. Muravjeva
All-Russian SRI for Agrochemistry named after D.N. Pryanishnikov, e-mail: viktor-muzraev@yandex.ru
The results of using of nitrogen and phosphorus fertilizers and their combinations under spring barley in the dry steppe zone of the Kalmykia are presented. The grain yield of spring barley varied within 9.8-44.6 C/ha and was largely formed due to the meteorological conditions of the year and mineral nutrition. In the vegetation periods of2016-2017, characterized as humidified, the yield of spring barley was 36.1-43.7 C/ha. Analysis of water consumption of spring barley for 2016-2017 allowed to identify that the water consumption coefficient is less on the variants N60P30 and N60P60 is 59 and 58 m3/C with an average yield for 2 years of research 43.1 C/ha and 43.7 C/ha. The yield increase of spring barley from mineral fertilizers in moistened years was 4.2-8.3 C/ha, which is significant for the dry steppe zone of Kalmykia. In the acute-arid 2018, the yield was formed due to the varietal characteristics of the culture and mineral fertilizers.
Keywords: soil, fertilizers, weather, water consumption, yield, payback.
В структуре посевных площадей республики Калмыкия, имеющей зональные почвенно-климатические особенности, среди зерновых культур посевы ярового ячменя в последние годы занимают 43 тыс. га. Калмыкия относится к зоне рискованного земледелия с неустойчивым увлажнением и большими контрастами климатических и почвенных разностей. В современных технологиях возделывания зерновых культур для получения стабильной величины урожая высокого качества, наряду с сортами, погодными условиями, большая роль отводится оптимизации минерального питания [1, 2]. В настоящее время, когда минеральных удобрений произведено достаточно, чтобы удовлетворить потребность сельскохозяйственного производства, а экономиче-
ская ситуация сдерживает их приобретение, сложившиеся условия вызывают необходимость корректировки разработанных ранее рекомендаций по оптимизации минерального питания. При ограниченном применении удобрений изменились также коэффициенты использования растениями азота, фосфора и калия из минеральных удобрений и нормативы их окупаемости прибавкой урожая, в связи с чем возникла необходимость корректировки поправочных коэффициентов к дозам удобрений для получения максимального урожая высокого качества.
Цель исследований - изучение влияния погоды и возрастающих доз минеральных удобрений на их окупаемость прибавкой урожая ярового ячменя на светло-каштановых почвах Калмыкии.
УДОБРЕНИЯ И УРОЖАЙ
Методика исследования. Исследования проводили на опытном участке Калмыцкого НИИСХ, расположенном на территории СПоК «Агро-Нива» Целинного района Республики Калмыкия в 2016-2018 гг. Опыты проведены по схеме: 1. Контроль (без удобрений); 2. N30; 3. N30P30; 4. N30P60; 5. Р30; 6. N60P30; 7. N60; 8. N60P60; 9. P60. Объект исследования - яровой ячмень сорта Странник. Посев проводили из расчета 250 зерен/м2, что соответствует 3 млн. шт/га. Почву обрабатывали в соответствии с общепринятыми в регионе технологиями. Размещение делянок полевого опыта систематическое в два яруса в четырехкратной повторности. Площадь делянок 66 м2, учетная площадь 46,8 м2. Почва опытного участка - светло-каштановая среднесуглинистая в комплексе с солонцами. Агрохимическая характеристика пахотного слоя: N-NO3 - 11,7-12,0 мг/кг, P2O5 - 17-19 мг/кг, fciO - 325-370 мг/кг, гумус - 1,28-1,42%, S - 4,6-7,5 мг/кг, ЕКО - 17,3-19,9 мг-экв/100 г, pHmc - 8,3-8,5.
Аммиачную селитру и аммофос вносили весной вручную под предпосевную культивацию. Анализы почвы, зерна и соломы выполняли по общепринятым методикам. Наблюдения, оценки и учеты вели с использованием элементов методики Государственного сортоиспытания. Статистическую обработку полученных данных проводили на персональном компьютере с использованием программы STAT по методике Б.А. Доспехова и методическим разработкам ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, метеорологические наблюдения - по данным метеопоста «Элиста» [3].
Результаты и обсуждение. В 2016 г. запас влаги перед посевом составил 120,7 мм, в 2017 г. -122,7 мм, в 2018 г. - 90,4 мм. В слое почвы 0-100 см запасы продуктивной влаги оценивали в 2016 и
2017 гг. как хорошие, а в слое почвы 0-20 см, при показателях 21,5 и 21,0 мм как очень хорошие. По-иному складывался запас влаги перед посевом в
2018 г. В слое почвы 0-100 см он составлял 90,4 мм, а в слое почвы 0-20 см - 19,4 мм характеризовался как удовлетворительный.
Среди яровых культур ячмень наименее требователен к погодным условиям. Однако резкие отклонения этих условий от оптимума могут существенно отразиться на урожайности. В литературе практически нет работ, посвященных исследованию влияния погодных условий на урожайность ячменя на территории республики Калмыкия. Но есть работы, и их немного, исследующих влияние погодных условий на уровне опытных участков [4-6].
Теоретически в опытной работе при возделывании сельскохозяйственных культур возможно очень тщательно и подробно учесть природные факторы на конкретном поле. Однако это не всегда возможно сделать. Причин тому несколько: 1) не в каждом районе имеется метеорологическая или агрометеорологическая станция; 2) недостаточная
освещенность агрометеорологической или метеорологической информацией. Только имея небольшие метеорологические пункты наблюдения в радиусе 1 км от конкретного поля, возможно сформировать исследовательские массивы по прогнозированию влияния погодных условий на урожайность сельскохозяйственных культур [7]. Погода должна определять агротехнику, а для обеспечения прогнозируемого урожая агротехника должна быть переменной. Анализ связи урожайности ячменя со средней температурой воздуха и с суммой осадков позволит уточнить границы, в пределах которых конкретная погодная характеристика в наибольшей степени влияет на формирование урожая.
Для оценки термических условий формирования урожая ярового ячменя важны данные периода всходы - начало кущения. В эту фазу ячмень менее требователен к теплу. Семена могут прорастать при температуре 1-2°^ но дружные всходы появляются при более высоких температурах. По данным таблицы 1, благоприятные условия для прохождения начальной фазы развития складывались в 2016 г. при температуре 15,3Т, в 2017 г. - 10,5Х и в 2018 г. -13,0°С По кустистости ячмень превосходит пшеницу. В период исследования при оптимальной температуре 16Х (2016 г.) и хорошей обеспеченности влагой (21 мм) кущение длилось 10 дней. Продолжительность фазы была меньше, чем в 2017 и 2018 гг., а интенсивность выше. Это можно объяснить недостатком влаги в эту фазу: в 2017 г. - 5 мм, в 2018 г. - 0. В 2016-2017 гг. выход в трубку произошел через 28 дней, в 2018 г. - через 31 день. Этот период считается для ячменя критическим по отношению к влаге. Именно в фазы стеблеобразования и колошения для него требуется достаточный запас влаги в почве. Во второй декаде мая в 2016 г. в фазе выхода в трубку осадков выпало 50 мм, что превысило среднемноголетнюю норму на 44%, в 2017 за аналогичный период выпало 110 мм и превышение среднемноголетних показателей составило 70%. По-иному складывался 2018 г. В период кущения и выхода в трубку выпало 1 мм осадков. Практически полное отсутствие осадков, высокая дневная температура воздуха, ГТК, начиная от фазы кущения и до полной спелости, практически равный нулю, привело к потере урожая ярового ячменя в 3,5 раза.
Уровень урожайности зерновых культур в засушливых условиях центральной природно-сельскохозяйственной зоны Калмыкии зависит от множества факторов, но в большей степени от условий влагообеспеченности в вегетационный период и от применения минеральных удобрений [7, 8]. В 2016 и 2017 гг. выпало рекордное количество осадков. Так, в мае, на который приходится основной этап развития растений, особые требования предъявляются к влагообеспечению почвы, выпало осадков в 3 раза больше среднемноголетнего значения.
1. Агрометеорологические условия по фазам развития ярового ячменя
Месяц Декада Фаза развития Осадки, мм ГТК
2016 г.
Апрель I 2 11,2 0,18
II Посев 4 14,8 0,27
III Всходы 2 15,3 0,13
Май I Кущение 21 16,0 1,31
II Выход в трубку 50 17,6 2,84
III 25 20,4 1,23
Июнь I Колошение 27 18,0 1,50
II 0 24,7 0
III Полная спелость 25 23,7 1,05
2017 г.
Апрель I Посев 5 8,9 0,56
II 0 11,3 0
III Всходы 9 10,5 0,86
Май I Кущение 5 16,6 0,3
II Выход в трубку 110 15,0 7,33
III 7 17,3 0,40
Июнь I Колошение 19 20,0 0,95
II 4 20,3 0,20
III Полная спелость 30 24,1 1,24
2018 г.
Апрель I 1 8,2 0,12
II Посев 2 10,7 0,19
III Всходы 5 13,0 0,38
Май I 9 19,5 0,46
II Кущение 0 20,9 0
III Выход в трубку 1 21,5 0,05
Июнь I Колошение 1 19,1 0,05
II 0 23,2 0
III Полная спелость 0 29,6 0
Установлено, что в среднем за 2 года (2016-2017 гг.) в предпосевной период запасы продуктивной почвенной влаги составили 121,7 мм (табл. 2).
В течение весенне-летней вегетации в результате эвапотранспирации происходит резкое снижение запасов влаги. Анализ водопотребления ярового ячменя позволил выявить, что суммарное водопо-требление в среднем за 2016-2017 гг. минимально в контроле - 2399 м3/га. Несмотря на то, что по варианту Рзо и Рб0 суммарное водопотребление значительно выше, коэффициент водопотребления находился на уровне контрольного варианта.
В Калмыцком НИИСХ им. М.Б. Нармаева в 20082017 гг. был проведен конкурсный отбор новых сортов ячменя, адаптированных к засушливым условиям центральной зоны. Главным фактором отбора сортов ярового ячменя была способность формировать урожай зерна в сложных гидротермических условиях. Новые сорта способны формировать урожай при соответствующей агротехнике и благоприятных гидротермических условиях до 5 т/га [9].
Вегетационные периоды 2016-2017 гг. были благоприятные по увлажнению, ГТК был равен 0,7 и 0,5 соответственно. В 2018 г. наблюдалась устой-
2. Водопотребление ярового
ячменя в зависимости от минеральных удобрений
Вариант Содержание влаги в слое почвы 0-100 см, мм Осадки за период вегетации, мм Урожай зерна, ц/га Суммарное водопотребление, м3/га Коэффициент водопотребления, м3/ц
в начале вегетации в конце вегетации
Контроль 121,7 41,8 160 36,1 2399 66
N30 - 38,1 - 42,0 2436 58
№0?30 - 27,8 - 42,4 2539 60
№0?60 - 27,5 - 42,1 2542 60
Р30 - 35,1 - 37,7 2466 65
^0Р30 - 28,1 - 43,1 2536 59
N60 - 36,5 - 42,5 2452 58
^0Р60 - 27,5 - 43,7 2542 58
Р60 - 30,6 - 39 2511 64
УДОБРЕНИЯ И УРОЖАЙ
чивая сухая погода. В соответствии с влагообеспе-ченностью почвы менялась и урожайность ярового ячменя на контрольном варианте. В 2016 г. она составляла 35,9 ц/га, в 2017 г. - 36,3 ц/га и в 2018 г. -9,8 ц/га. Урожайность ярового ячменя в 2016-2017 гг. была наибольшей. Достаточное водоснабжение растений, благоприятный температурный режим сформировали урожай ярового ячменя по удобренным вариантам в 2016 г. от 37,4 до 43,8 ц/га, в 2017 г. - от 38,9 до 44,6 ц/га (табл. 3).
В острозасушливых условиях 2018 г. наблюдался невысокий уровень урожайности, а прибавки зерна ярового ячменя по всем удобренным вариантам находились в пределах 0,5-2,4 ц/га. Действие отдельных видов и доз удобрений также было по годам различным. В 2016 и 2017 г. действие азотных удобрений было выше, чем фосфорных. Аналогичная тенденция прослеживалась и в 2018 г. Анализ данных по прибавкам урожая зерна позволяет утверждать, что в условиях светло-каштановых почв Калмыкии основными элементами удобрений, способствующими получению стабильных прибавок урожая ярового ячменя, являются сочетания азота и
фосфора: в 2016 г. на вариантах N6oPзo и N6oP6o прибавки составляют 7,9 и 6,8 ц/га соответственно, в
2017 г. на вариантах NзoP6o и N6oP6o - 7,8 и 8,3 ц/га. В
2018 г. внесение азотных удобрений в дозе N30 дает прибавку 1,3 ц/га, однако окупается 4,3 кг зерна, что является для экстремальных погодных условий года весьма существенным. В среднем за три года урожайность ярового ячменя на контроле составила 27,3 ц/га. Урожайность на удобренных вариантах в зависимости от дозы и вида удобрений колебалась от 28,6 до 33,2 ц/га. Прибавки от внесения азотных удобрений выше, чем от фосфорных.
Отзывчивость ярового ячменя на азотные удобрения выше, чем на фосфорные. Внесение 30 и 60 кг д.в. азотных удобрений обеспечило прибавку в среднем за три года 4,4 и 5,0 ц/га при окупаемости 1 кг д.в. удобрения 14,7 и 8,3 кг зерна. При совместном внесении азотных и фосфорных удобрений наибольшая прибавка урожая зерна была на вариантах N6oP6o и N6oPзo и составила 5,9 и 5,4 ц/га при окупаемости 1 кг д.в. удобрений 4,9 и 6,0 кг зерна (табл. 4).
Долевое участие удобрений в формировании урожая колеблется от 6 до 18%. Доля влияния азот-
3. Влияние минеральных удобрений на урожайность зерна ярового ячменя
Вариант Урожайность, ц/га Прибавка от внесения, ц/га Окупаемость, кг/кг
]]Р N Р
2016 г.
Контроль 35,9 - - - -
N30 41,1 - 5,2 - 17,3
^0?30 41,8 5,9 5,3 0,7 9,8
^0?60 40,1 4,2 2,7 0 4,7
Г30 36,5 - - 0,6 2,0
^0?30 43,8 7,9 7,3 1,0 8,7
N60 42,8 - 6,9 - 11,5
^0?60 42,7 6,8 5,3 0 5,6
Г60 37,4 - - 1,5 2,5
НСР05 2,6
2017 г.
Контроль 36,3 - - - -
N30 42,9 - 6,6 - 22,0
^0?30 43,0 6,7 4,1 0,1 11,2
^0?60 44,1 7,8 2,7 1,2 8,7
Г30 38,9 - - 2,6 8,7
^0?30 42,4 6,1 3,5 0,2 6,8
N60 42,2 - 5,9 - 9,8
^0?60 44,6 8,3 3,2 2,4 7,0
Г60 41,4 - - 5,1 8,5
НСР05 4,4
2018 г.
Контроль 9,8 - - - -
N30 11,1 - 1,3 - 4,3
^0?30 11,4 1,6 1,1 0,3 2,7
^0?60 11,4 1,6 0,7 0 1,8
Г30 10,3 - - 0,5 1,7
^0?30 11,8 2,0 1,1 0 2,2
N60 11,8 - 2,0 - 3,3
ШГ60 12,2 2,4 1,5 0,4 2,0
Г60 10,7 - - 0,9 1,5
НСР05 0,3
4. Эффективность применения минеральных удобрений под яровой ячмень
Вариант Урожайность, ц/га Прибавка от внесения, ц/га Окупаемость, кг/кг Долевое участие, %
NP N P
Контроль 27,3 - - - - -
N30 31,7 - 4,4 - 14,7 14
N30P30 32,1 4,8 3,5 0,4 8,0 15
N30P60 31,9 4,6 2,1 0,2 5,1 14
P30 28,6 - - 1,3 4,3 6
N60P30 32,7 5,4 4,1 0,4 6,0 17
N60 32,3 - 5,0 - 8,3 15
N60P60 33,2 5,9 3,4 0,9 4,9 18
P60 29,8 - - 2,5 4,1 8
ных удобрений составляла 14-15%, фосфорных 68%. При совместном внесении азотных и фосфорных удобрений в зависимости от соотношения азота и фосфора долевое участие удобрений в формировании урожая ярового ячменя на варианте ^оРзо составляет 17%, на варианте ^оРбо - 18%.
Применение минеральных удобрений оправдано в том случае, если они не только дают прибавку урожая и улучшают качество продукции, но и обеспечивают необходимый экономический эффект. Одним из основных критериев оценки экономического эффекта от удобрений в агрохимических исследованиях признана окупаемость 1 кг действующего вещества удобрений прибавкой урожая зерна. В условиях Калмыкии внесение удобрений считается оправданным, если на 1 кг удобрений получено 4 кг зерна и более.
При оценке экономической эффективности применения минеральных удобрений на опытных участках отмечается, что наиболее эффективными в 2016 г. были варианты N30, N60 и ^оРзо. Чистый доход на 1 руб. затрат на этих вариантах составил соответственно 1,10; 0,39 и 0,12 руб. Прибавка урожая на этих вариантах для сухостепной зоны Калмыкии высокая (5,2; 6,9 и 5,9 ц/га) и при этом самые низкие затраты, что привело к экономической эффективности применения доз удобрений на этих вариантах.
Анализ экономической эффективности показал, что при применении минеральных удобрений
наблюдается увеличение общих затрат. Вследствие высокой стоимости минеральных удобрений на вариантах Р30, Рбо, №оРбо, ^оРбо затраты превышают прибыль. Наиболее эффективными в 2017 г. были те же варианты, что и в 2016 г. - N30, N60 и №оРзо. Чистый доход на 1 руб. затрат на этих вариантах составил соответственно 1,51 руб., 0,12 и 0,16 руб., прибавка урожая соответственно 6,6, 5,9 и 6,7 ц/га и при этом самые низкие затраты, что также привело к экономической эффективности применения минеральных удобрений.
Вследствие высокой стоимости минеральных удобрений на вариантах Р30, Рб0, ^Рз0, №0Рб0, ^0Рб0 получены убытки от 0,13 до 0,28 руб., при этом отмечена достаточно высокая окупаемость 1 кг д.в. удобрений зерном от 6,9 до 8,7 ц/га.
Применение минеральных удобрений в 2018 г. обеспечивало окупаемость 1 кг д.в. удобрений от 1,5 до 4,3 кг зерна. Максимальная окупаемость -4,3 кг зерна была достигнута в варианте с применением одинарной дозы аммиачной селитры - N30.
Таким образом, урожайность ярового ячменя на опытных участках сухостепной зоны Калмыкии, хотя и испытывает ежегодные колебания под влиянием сложившихся погодных условий, тем не менее дает представление о той продуктивности, которую можно получить с помощью новых сортов и применения удобрений при данных погодных и почвенно-климатических условиях.
Литература
1. Унканжинов Г.Д., Болдырева Л.А., Мамонова С.Э., Тертышная А.Г. Эколого-токсикологическая оценка состояния пахотных почв Республики Калмыкия // Агрохимический вестник, 2012, № 6. - С. 10-13.
2. Быковская И.А., Осипова Л.В., Верниченко И.В. Продуктивный потенциал сортов ячменя в зависимости от обеспеченности азотным питанием в условиях засухи // Агрохимический вестник, 2014, № 1. - С. 35-37.
3. Афанасьев Р.А. Дисперсионный анализ многолетних данных полевых опытов // Плодородие, 2002, № 6 (9). - С. 28-30.
4. Тютюма Н.В., Туз Р.К. Прикаспийский НИИ аридного земледелия - аридная наука на Нижней Волге // Вестник ВолГУ, Серия 11, Естественные науки, 2017, Т. 7, № 1. - С. 67-76.
5. Чимидов Т.А. Формирование устойчивых агроценозов кормовых культур на светло-каштановых почвах аридной зоны республики Калмыкия: автореф. дисс. к.с.-х.н. - Астрахань, 2017. - 26 с.
6. Убушаева С.В., Оконов М.М. Урожайность ярового ячменя на светло-каштановых почвах республики Калмыкии в зависимости от предшественников и минерального питания // Аграрная наука, 2009, № 10. - С. 13-14.
7. Сычев В.Г. Основные ресурсы урожайности сельскохозяйственных культур и их взаимосвязь. - М.: Изд-во ЦИНАО, 2003. - 228 с.
8. Сычев В.Г., Унканжинов Г.Д. Связь агрохимических свойств почв республики Калмыкия с урожайностью зерновых культур // Плодородие, 2003, № 2. - С. 6-7.
9. Унканжинов Г.Д., Тертышная А.Г. Проблема использования удобрений в засушливых условиях республики Калмыкия / Материалы научно-практической конференции «Актуальные проблемы сельскохозяйственного производства». - Элиста: КНИИСХ, 2010. - С. 144-146.
10. Гольдварг Б.А., Боктаев М.В., Филиппов Е.Г. Формирование урожая ярового ячменя в аридной зоне юга России // Зерновое хозяйство России, 2018, № 5. - С. 31-34.
