CC BY
88
УДК 633.11«324»:631.82
ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И БИОПРЕПАРАТОВ НА ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЛАГИ ПОСЕВАМИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
В.И. КАРГИН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва
А.А. ЕРОФЕЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, руководитель
Филиал ФГУ «Россельхозцентр» по РМ И.А. ЛАТЫШОВА, аспирант
Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва
Р.А. ЗАХАРКИНА, кандидат экономических наук, доцент
Саранский кооперативный институт (филиал) Российского университета кооперации
Н.А. ПЕРОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, директор
ООО «Научный Центр»
E-mail: [email protected]
Резюме. Исследования проводили с целью определения эффективности использования ресурсов влаги посевами озимой пшеницы сорта Волжская качественная под влиянием минеральных удобрений и биопрепаратов на черноземе выщелоченном. Для этого в 2009-2012 гг. был заложен двухфакторный полевой эксперимент на базе Мордовской сортоиспытательной станции. Схема опыта предусматривала сравнение контроля (без внесения удобрений) с вариантами, в которых минеральные удобрения компенсировали вынос азота на 20, 40, 60 и 80 %. Вынос по фосфору во всех экспериментальных вариантах компенсировали на 100 %, а по калию - на 60 %. Кроме того, на этом фоне посевы обрабатывали в фазе кущения осенью и весной биопрепаратами планриз (1 л/га), азотовит (0,4 л/га), агровит-кор (2 л/га), альбит (0,04 л/га). При возделывании озимой пшеницы в благоприятные по увлажнению годы наибольший урожай зерна формируется при компенсации 60...80 %, а в засушливые -20...40 % выноса по азоту, 100 % по фосфору и 60 % по калию. Биологические удобрения более эффективны при низких дозах азотных удобрений. Посевы озимой пшеницы при внесении минеральных удобрений увеличивают поглощение влаги из метрового слоя почвы, по сравнению с контролем, на 13,0.36 %. Общий ее расход в среднем за 3 года в этом случае возрастал, по сравнению с контролем, на 5,3.15,7 %, одновременно повышалась эффективность использования ресурсов влаги. Так, в расчете на 1 т зерна ее расход в контроле составил 806 мм, при внесении N40PfsK70 он снижался на 10,7 %, N80P65K70 - на 9,1 %, N.20P65K70 - на 6,6 %. Под влиянием
’ ’ 80 65 70 ’ ’ 120 65 70 ’ ^
биопрепаратов расход влаги уменьшался, по сравнению с контролем, на 6,4...8,2 %.
Ключевые слова: выщелоченный чернозем, озимая пшеница, урожайность, водопотребление, суточный расход влаги.
Использование биопотенциала сельскохозяйственных культур в условиях Среднего Поволжья определяется обеспеченностью ресурсами влаги. Количество осадков за год и вегетационный период подвержено резким колебаниям. При среднемноголетней сумме 478 мм колебания составляют от 290 до 708 мм. На большинство полевых культур самое значительное влияние оказывают осадки, выпадающие в мае-августе. Их среднемноголетняя сумма за этот период составляет 216 мм с колебаниями от 34 до 456 мм. Из общего количества исследуемых лет 43,3 % отличаются сильно- и среднезасушливым вегетационным периодом и только 36,7 % - нормально
увлажненным. Колебания урожаев по годам связаны с несоответствием запасов влаги в почве и потребностями в ней растений [1, 2], что требует оценки потенциальных климатических ресурсов агроландшафтов и пространственного распределения отдельных культур на территории [3]. Длительное применение органических и минеральных удобрений оказывает большое влияние на эффективность использования ресурсов влаги [4...7], что связано с неодинаковым характером развития корневой системы.
В последние годы в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур широкое распространение получило применение различных биопрепаратов [8.13]. Однако их воздействие на потребление растениями влаги изучено недостаточно.
Цель наших исследований состояла в изучении влияния роли минеральных удобрений и биопрепаратов на водопотребление и определение эффективности использования ресурсов влаги посевами озимой пшеницы сорта Волжская качественная на выщелоченных черноземах лесостепи Среднего Поволжья.
Условия, материалы и методы. Полевые эксперименты проводили на полях Мордовской сортоиспытательной станции в 2009-2012 гг. Схема опыта предусматривала 5 вариантов внесения минеральных удобрений (фактор А): без удобрений; Ы40Р65К70;
N P K + N ;
40 65 70 40
N P K + N ;
40 65 70 80
N P K + N + N
40 65 70 80 28
Основную дозу минеральных элементов заделывали под предпосевную обработку, первую подкормку проводили рано весной, вторую - в фазе молочной спелости.
Дозы минеральных элементов определяли с таким расчетом, что вынос по фосфору компенсировали на 100 %, по калию - на 60 %, а по азоту на 20, 40, 60 и 80 %.
На фоне удобрений посевы в фазе кущения обрабатывали осенью и весной биологическими препаратами (фактор В) по следующей схеме: контроль (без обработки); планриз, 1 л/га; азотовит, 0,4 л/га; агровит-кор,
2 л/га; альбит, 0,04 л/га.
Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый. Содержание гумуса в пахотном слое составляло 7,22.7,72 %; Р205 - 153.160; К2О - 150.152 мг/кг почвы; рН -
2 5 ’2 ' ’ ~ сол.
4,9.5,2; сумма поглощенных оснований - 21,6.22,6;
Таблица 1. Влияние минеральных удобрений на запасы продуктивной влаги 0.. .100 см слое почвы, в среднем за 2010-2012 гг., мм
Вариант Возоб-новле-ние вегетации Выход в трубку Ко- ло- ше- ние Мо- лоч- ная спе- лость Вос- ковая спе- лость
Без удобрений 176 156 125 117 107
N40P65K70 176 152 119 10З 93
N40P65K70 + N40 176 150 115 100 90
NPK + N 40 65 70 З0 176 149 113 94 33
N40P65K70 + N80+ N28 176 149 114 93 32
Таблица 2. Влияние минеральных удобрений на общий расход влаги по
фазам развития озимой пшеницы, мм
Вариант Возобновление вегетации - выход в трубку Выход в трубку -колошение Колошение - молочная спелость Молочная - восковая спелость Весенне- летний период
2010 г.
Без удобрений 26 62,8 34,2 14 137,0
N40^65^70 29 64,8 36,2 15 145,0
^^40Р65К70 + ^0 32 67,8 38,2 15 153,0
N Р К + N 40 65 70 80 33 70,8 40,2 15 159,0
N Р К + N + N 40 65 70 80 28 28 77,6 42,6 16,4 164,6
2011 г.
Без удобрений 25 76,6 31,6 41,4 174,6
N^65^0 40 65 70 27 77,6 33,6 43,4 181,6
N Р К + N 40 65 70 40 40 65 70 40 28 77,6 43,6 43,4 192,6
N Р К + N 40 65 70 80 28 77,6 53,6 43,4 202,6
N Р К + N + N 40 65 70 80 28 28 77,6 58,6 43,4 207,6
2012 г.
Без удобрений 32 65,8 38,8 22 158,6
^0Р65К70 32 70,8 42,8 23 168,6
^^40Р65К70 + ^0 32 72,8 43,8 23 171,6
^0РК + N 40 65 70 80 40 65 70 80 32 73,8 43,8 23 172,6
N Р К + N + N 40 65 70 80 28 32 73,8 42,8 23 171,6
гидролитическая кислотность - 5,7...6,2 мг-экв./100 г почвы.
Повторность трехкратная. Размер делянок первого порядка 75 м2, второго - 15 м2. Расположение делянок систематическое. Предшественник - чистый пар.
Результаты и обсуждение. В период возобновления вегетации растений озимой пшеницы весенние запасы влаги во всех вариантах были одинаковыми. В
последующие фазы развития растений при внесении минеральных удобрений они были ниже, чем в контроле, что свидетельствует о более интенсивном использовании влаги (табл. 1).
В среднем за 3 года на фоне естественного плодородия растения использовали 69 мм влаги, в вариантах с применением минеральных удобрений - 78.94 мм, или на 13,0.36,0 % больше, что связано с более мощным развитием корневой системы растений [13].
Общий и суточный расход влаги определялся метеорологическими условиями и внесением минеральных удобрений. Наименьшим он был в крайне засушливом 2010 г., а наибольшим - в благоприятном 2011 г. Наибольший расход влаги посевами отмечен в критический по отношению к ее потреблению период - выход в трубку-колошение (табл. 2).
Влияние минеральных удобрений четко проявилось в засушливом 2010 г. Общий расход влаги за весенне-летний период при их внесении увеличился на 5,8.32,6 %, а суточный - на 5,8.37,2 %. В
2011 г. наблюдалось более равномерное выпадение осадков. В этой связи сложились лучшие условия для обеспечения посевов влагой. Причем ее расход за весенне-летний период в вариантах с минеральными удобрениями, по сравнению с фоном естественного плодородия, увеличился на 4,0.18,9 %, а суточный расход - на 4,4.19,0 %.
В 2012 г. при улучшении условий минерального питания общий расход влаги увеличивался на 6,3...8,2 %, суточный - на 6,6...8,2 %.
Доля участия осадков в общем расходе влаги посевами озимой пшеницы зависела от складывающихся погодных условий и применения минеральных удобрений. В крайне засушливом 2010 г. в контроле она составила 32,6 %, в удобренных вариантах - 25,7. 31,0 %. В благоприятном 2011 г. величины этих показателей достигали соответственно 72,5 и 61,0.69,7 %, то есть в засушливые годы возрастает роль почвенной влаги, а в благоприятные -осадков.
Таблица 3. Влияние доз минеральных удобрений и биопрепаратов на урожайность и водопотребление озимой пшеницы в весенне-летний период
к то о р 2010 г. 2011 г. 2012 г. Среднее
минеральные удобрения биопре- парат уро- жай- ность, т/га рас- ход влаги, т/т уро- жай- ность, т/га рас- ход влаги, т/т уро- жай- ность, т/га расход влаги, т/т уро- жай- ность, т/га рас- ход влаги, т/т
Без удобрений контроль 2,12 646 2,66 656 1,20 1322 1,99 875
планриз 2,27 603 2,87 608 1,35 1175 2,16 795
азотовит агровит- 2,25 609 2,86 610 1,36 1166 2,16 795
кор 2,26 606 2,9 602 1,37 1158 2,18 789
альбит 2,38 576 2,95 592 1,37 1158 2,23 775
^40Р65К70 контроль 2,33 622 3,7 491 1,38 1222 2,47 778
планриз 2,52 575 3,87 469 1,50 1124 2,63 723
азотовит агровит- 2,50 580 3,89 467 1,58 1067 2,66 705
кор 2,51 578 3,9 466 1,58 1167 2,66 737
альбит 2,53 573 3,94 461 1,59 1060 2,69 698
^40Р65К70+^40 контроль 2,23 686 4,44 434 1,44 1192 2,70 771
планриз 2,39 640 4,49 429 1,54 1114 2,81 728
азотовит агровит- 2,37 646 4,51 427 1,52 1129 2,80 734
кор 2,38 643 4,49 429 1,52 1129 2,80 734
альбит 2,40 638 4,55 423 1,53 1122 2,83 728
^40Р65К70+^80 контроль 2,22 716 5,17 392 1,37 1260 2,92 789
планриз 2,36 674 5,22 388 1,46 1182 3,01 748
азотовит агровит- 2,35 677 5,21 389 1,47 1174 3,01 747
кор 2,36 674 5,21 389 1,45 1190 3,01 751
альбит 2,38 668 5,24 387 1,47 1174 3,03 743
^ЮР65К70+^80 + [Ч°28 контроль 2,13 853 5,30 392 1,28 1341 2,90 862
планриз 2,14 849 5,32 390 1,35 1271 2,94 837
азотовит агровит- 2,15 845 5,32 390 1,37 1253 2,95 829
кор 2,13 853 5,32 390 1,38 1244 2,94 829
НСР05 ч. р. НСР05 А НСР05 В альбит 2,14 0,21 0,15 0,11 849 5,35 0,22 0,12 0,10 388 1,39 0,07 0,03 0,02 1234 2,96 0,30 0,21 0,20 824
При средней урожайности по опыту за 2010-2012 гг. 2,70 т/га, она менялась по вариантам от 1,43 до 4,35 т/га (табл. 3). Самый высокий сбор зерна озимой пшеницы Волжская качественная в среднем за
3 года отмечен при компенсации 60 % выноса азота. Известно, что действие биопрепаратов на растение заключается в улучшении азотного и фосфорного питания [14]. В наших исследованиях наибольшее их влияние отмечено при внесении низких доз азотных удобрений.
В среднем по опыту за 2010-2012 гг. расход влаги на
1 т зерна составил 773 т, в 2010 г. - 675 т, в 2011 г. - 458 т, а в 2012 г. - 1185 т. При внесении минеральных удобрений эффективность использования влаги посевами возрастала. Так, в среднем за 3 года ее расход при выращивании пшеницы без их применения составил 806 т/т зерна. В варианте с дозой Ы40Р65К70 под предпосевную обработку расход влаги уменьшился на 10,7 %, N^65^0 + ^40 - 9,1 %, при увеличении дозы азотной подкормки до 80 кг/га снижение составило 6,6 %. Сокращение расхода влаги происходило и под влиянием биопрепаратов. Так, если в контроле в среднем по опыту он составил 815 т/т, то при обработке посевов
биопрепаратами снижался, по сравнению с контролем, на 6,4...8,2 %.
Выводы. При возделывании озимой пшеницы Волжская качественная в благоприятные по увлажнению годы наибольший урожай зерна формируется при компенсации 60.80 % выноса по азоту, в засушливые -20.40 %, биологические препараты более эффективны при низких дозах азотных удобрений.
Самое высокое количество влаги из слоя почвы
0.100 см посевы озимой пшеницы использовали при внесении минеральных удобрений. В среднем за 3 года в этих вариантах ее потребление было больше, чем в контроле, на 13,0.36,0 %.
Общий расход влаги в среднем за 3 года при внесении удобрений увеличился, по сравнению с фоном естественного плодородия, на 5,3.15,7 %. В то же время расход влаги на формирование 1 т зерна в контроле составил 806 мм, при внесении Ы40Р65К70 он снизился на 10,7 %, М80Р65К70 - на 9,1 %, М120Р65К70 -на 6,6 %. Дополнительное внесение Ы28 в фазе молочной спелости не оказало большого влияния на величину этого показателя. Под действием биопрепаратов расход влаги снизился на 6,4...8,2 %, по отношению к контролю.
Литература.
1. Каргин В. И., Моисеев А. А. Режим влажности выщелоченных черноземов Центральной лесостепи России //Доклады РАСХН. 2006. № 8. С. 20 - 22.
2. Немцев С.Н., Шарипова Р.Б. Тенденции изменений климата и их влияние на продуктивность зерновых культур в Ульяновской области // Земледелие. 2012. № 2. С. 3 - 5.
3. Антонов С.А. Оценка агроклиматических условий возделывания ведущих сельскохозяйственных культур в Ставропольском крае за период 1981-2010 гг. // Достижения науки и техники АПК. 2012. № 7. С. 26 - 29.
4. Каргин И.Ф., Моисеев А.А., Каргин В.И., Жабаева Т.В. Влияние систематического применения удобрений на влагообе-спеченность сельскохозяйственных культур. //Почвоведение. 1998. № 12. С. 1476 - 1479.
5. Каргин И.Ф., Моисеев А.А., Каргин В.И., Ерофеев А.А. Использование влаги посевами яровой пшеницы в зависимости от уровня минерального питания и метеорологических условий в центральной лесостепи России // Почвоведение. 2001. № 6. С. 713 - 719.
6. Каргин В.И., Ерофеев А.А., Говоров Д.Н., Захаркина Р.А., Каргин Ю.И. Как повысить эффективность использования почвенной влаги //Защита и карантин растений. 2011. № 7. С. 45 - 47.
7. Каргин В. И., Ерофеев А. А., Латышова И. А., Макаренкина А. Г., Перов Н. А. Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на урожайность зерна озимой пшеницы и озимой ржи в лесостепи Среднего //Достижения науки и техники АПК. 2012. № 1. С. 9 - 11.
8. Каримова Л.З., Валиуллин А.Р., Сафин Р.И. Оптимизация приемов защиты растений ярового ячменя от микозов // Вестник Казанского ГАУ.№2011. 3 (21). С. 125-127
9. Кирпичников Н.А., Волков А.А. Влияние биопрепаратов на урожайность и качество ячменя и клевера в зависимости от применения фосфорных и известковых удобрений //Достижения науки и техники АПК. 2011. №8. С. 15-18
10. Никитин С.Н. Влияние последействия органических удобрений и инокуляции семян ризоагрином на накопление пожнивно-корневых остатков и продуктивность яровой пшеницы //Достижения науки и техники АПК. 2012. №1. С. 12-14
11. Петров Н.Ю., Онищенко Н.С. Фотосинтетическая деятельность и продуктивность сортов озимой пшеницы в зависимости от применяемых биопрепаратов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2012. 10 (96). С. 23-25
12. Ширяев Г.В. Оценка эффективности различных схем защиты растений на яровой пшенице//Вестник Казанского ГАУ. 2012. 4 (26). С. 134-136
13. Каргин И. Ф., Ляблин С. Д., Каргин В. И., Жабаева Т. В. Особенности распределения подземной фитомассы и поглощения почвенной влаги при систематическом применении удобрений // Почвоведение. 1997. № 10. С. 1207 - 1210.
14. Завалин А. А. Применение биопрепаратов при возделывании полевых культур // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 8. С. 9 - 11.
THE EFFECT OF MINERAL FERTILIZERS AND BIOLOGICAL PRODUCTS ON WINTER WHEAT
MOISTURE USE V.I. Kargin, A.A. Erofeev, I.A. Latyshova, R.A. Zaharkina, N.A. Perov
Summary. The study was aimed to identify the efficiency of moisture resource using by winter wheat variety “Volzhskaya kachestvennaya” under the influence of mineral fertilizers and biological products in leached chernozem condition. During 2009-2012 two-factor field experiment was carried out on the basis of Mordovia Variety Testing Stations. Testing samples (without fertilizer) were compared to embodiments with compensation of nitrogen removal by 20%, 40%, 60%, and 80%. Phosphorus removal in all cases was compensated by 100%, and potassium by 60%. All the crops were treated in the phase of tillering in spring and autumn with biological products such as Planriz (1 l/ha), Azotovit (0.4 l/ha), Agrovit-core (2 l/ha), and Albit (0.04 l/ha). It has been proved that the cultivation of winter wheat “Volzhskaya kachestvennaya” during favorable moisture years the highest yield of grain is formed in the compensation of 60-80%. During dry years, this compensation should be of 20-40% of nitrogen, 100% of phosphorus, and 60% of potassium removal. Biological fertilizers are more effective at lower nitrogen fertilizers doses. Plants used the greatest amount of moisture from 0-100 cm soil layer in fertilizers applying. Also it has been proved that winter wheat with fertilizers applying increased moisture absorption from a meter layer of soil by 13,0-36% compared with the testing samples. The total moisture intake in average for 3 years increased in fertilizer applying by 5,3-15,7% compared with testing samples. But in fertilizer applying the efficiency of water resources usage increased. The loss of moisture for a ton of grain formation in testing site without fertilizers was 806 tones. When N40P65K70 was applied it decreased by 10,7 %. The use of N80P65K70 showed 9,1 % decrease, and N120P65K70 showed 6,6 % decrease. Under the influence of biological products the moisture loss decreased by 6,4-8,2% compared to the testing samples.
Keywords: leached chernozem, winter wheat, yield, water consumption, daily water consumption.
