CC BY
39
8. Рынок зерна: Официальный сайт ФАС РФ [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.fas.gov.ru/analytical-materials, свободный.
9. Ториков В.Е. Возделывание озимой пшеницы на юго-западе России. Брянск: Изд-во БГСХА, 2013. 164 с.
10. Ториков В.Е., Иванюга Т.А. О перспективах развития отрасли растениеводства в Брянской области // Агроконсультант. 2015. № 3. С. 24-30.
References
1. Belous N.M. Chtob nalivalis' zolotom kolos'ya//Akkreditatsiya v obrazovanii. 2015. № 1 (77). S. 34-35.
2. Belous N.M., Torikov V.E., Torikov V.V. Urozhaynost' zerna sortov yarovogo yachmenya v zavisi-mosti ot usloviy vozdelyvaniya //Agrokonsul'tant. 2011. № 2. S. 24-28.
3. D'yachenko O.V., Khramchenkova A.O., Raevskaya A.V. Ekonomiko-statisticheskiy analiz pose-vnykh ploshchadey v Bryanskoy oblasti // Vestnik Bryanskoy GSKhA. 2016. № 1(53). S. 46-50.
4. Mameev V.V., Torikov V.E., Sycheva I.V. Sostoyanie proizvodstva zerna ozimykh zernovykh kul'tur v Rossiyskoy Federatsii Bryanskoy oblasti // Vestnik Bryanskoy GSKhA. 2016. № 1. S. 3-9.
5. Prognoz razvitiya sel'skogo khozyaystva Bryanskoy oblasti / A.V. Raevskaya, A.A. Kuz'mitskaya, N.A. Kashirina, E.L. Sheverdina // Innovatsionnye podkhody k formirovaniyu kontseptsii ekonomicheskogo rosta regiona: materialy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Bryansk: Izd-vo BGSKhA, 2013. S. 69-76.
6. Raevskaya A.V., Raevskaya M.A. Nekotorye podkhody kprognozirovaniyu proizvodstva sel'skokho-zyaystvennoy produktsii // Transformatsiya ekonomiki regiona v usloviyakh innovatsionnogo razvitiya: sbornik materialov mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashchennoy 30-letiyu Bryanskoy gosudarstvennoy sel'skokhozyaystvennoy akademii. Bryansk: Izd-vo BGSKhA, 2011. S. 99-103.
7. Rosstat: Ofitsial'nyy sayt [Elektronnyy resurs] - Rezhim dostupa: http://www.gks.ru/, svobodnyy.
8. Rynok zerna: Ofitsial'nyy sayt FAS RF [Elektronnyy resurs] - Rezhim dostupa: http://www.fas.gov.ru/analytical-materials, svobodnyy.
9. Torikov V.E. Vozdelyvanie ozimoy pshenitsy na yugo-zapade Rossii. Bryansk: Izd-vo BGSKhA, 2013. 164 s.
10. Torikov V.E., Ivanyuga T.A. O perspektivakh razvitiya otrasli rastenievodstva v Bryanskoy oblasti //Agrokonsul'tant. 2015. № 3. S. 24-30.
УДК 631.4: 551.5
ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ЭВАПОТРАНСПИРАЦИЮ И ТРАНСПИРАЦИЮ ПОСЕВОВ ОЗИМОЙ РЖИ
Influence of Mineral Fertilizers on Evapotranspiration and Transpiration of Winter Rye
ПакшинаС.М., д. б. н., профессор, [email protected] Малявко Г.П., д. с.-х. н., профессор, [email protected] Белоус И.Н., кандидат с.-х. н., Колыхалина А.Е., аспирант Pakshina S.M., Malyavko G.P., Belous I.N., Kolykhalina A.E.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University
Реферат. Установлены линейные, прямо пропорциональные зависимости урожайности и коэффициента использования ФАР от относительной транспирации, обратно пропорциональная зависимость физического испарения воды из почвы под пологом растительного покрова от величины надземной фитомассы. Показана связь между относительной транспирацией и влагообеспеченностью посевов озимой ржи. Оптимальные и стрессовые значения относительной транспирации для озимой ржи в условиях Брянской области составляют соответственно 0,69 и 0,30.
Summary. The linear, directly proportional dependences of productivity and use coefficient of photo-synthetic active radiation on a relative transpiration, and the inversely proportional dependence of physical soil water evaporation under the vegetation cover on the amount of the aboveground phytomass are determined. The relationship between relative transpiration and moisture content of winter rye crops is shown. The optimal and stressful values of relative transpiration for winter rye in the conditions of the Bryansk region are 0.69 and 0.30, respectively.
Ключевые слова: агросерая лесная почва, эвапотранспирация, транспирация, физическое испарение, озимая рожь, влагообеспеченность, биодоступность влаги, минеральные удобрения.
Key words: grey forest soil, evapotranspiration, transpiration, physical evaporation, winter rye, water availability, bioavailability of moisture, mineral fertilizers.
Введение. В разных областях знаний, агрофизике, агрометеорологии, мелиорации, агрономии, широко используется понятие эвапотранспирация (водопотребление, суммарное испарение) для расчета коэффициента влагообеспеченности (относительной эвапотранспирации, индекса стресса) с целью определения степени биодоступности почвенной влаги и принятия срочных мер для устранения стрессовых условий [1-6].
В данной работе традиционные взгляды на оценку влагообеспеченности культур по относительной эвапотранспирации, выдержанные испытанием времени в орошаемом земледелии, дополнены представлениями о влиянии минеральных удобрений на эвапотранспирацию, транспирацию, физическое испарение и биодоступность воды посевам озимой ржи в богарном земледелии.
Целью данной работы является исследование влияния разных доз минеральных удобрений на относительную эвапотранспирацию, относительную транспирацию, физическое испарение влаги из почвы под пологом растительного покрова, зависимости урожайности зерна озимой ржи от эвапотранспирации и транспирации.
Объект и методы исследования. Объектом исследования является озимая рожь (сорт Татьяна). Посевы озимой ржи размещали в севообороте со следующим чередованием культур: картофель -викоовсяная смесь на зеленый корм - озимая пшеница - бобово-злаковая смесь на зерно - озимая рожь. Схема опыта включала следующие варианты:
1. N120P120K120+N45 - норма минеральных удобрений рассчитана на планируемый урожай зерна 5,0 т/га;
2. P90K90+N45 - норма минеральных удобрений снижена на 25%;
3. N60P60K60+N45 - норма минеральных удобрений снижена на 50%;
4. Контроль (без удобрений).
Минеральные удобрения вносили локальным способом перед посевом поперек предстоящего направления сева ниже глубины заделки семян (сеялкой С3-3,6) в форме азофоски (16:16:16), подкормку аммиачной селитрой (N45) проводили во время возобновления весенней вегетации. Из химических средств защиты растений применяли секатор Турбо 0,05-0,1 л/га + Суми-альфа 0,2 л/га + Фалькон 0,6 л/га.
Посевная площадь делянок рассчитана на уборку урожая комбайном и составляла 220,0 м2 (22,0x10,0 м), повторность вариантов опыта трехкратная. Агротехника возделывания озимой ржи в опыте соответствовала общепринятой для региона. Уборку урожая проводили на каждой делянке зерноуборочным комбайном «Сампо-500» методом прямого комбайнирования.
Почва участка - агросерая лесная легкосуглинистая, с содержанием гумуса 3,9-4,3%; P2O5-182 и K2O-164 мг на кг почвы (по Кирсанову), реакция почвенного раствора слабокислая (pH 5,2).
Изучение процесса транспирации и ее количественных характеристик проводили в течение 2006-2014 годов, эвапотранспирации - в 2011-2014 годах. Отбор образцов почвы на определение влажности в каждом слое, равном 10 см, до глубины одного метра проводили в первую декаду апреля, после уборки урожая и в фазы развития озимой ржи. После окончания опыта рассчитывали запасы влаги в метровом слое почвы.
Расчеты эвапотранспирации проводили по уравнению водного баланса в период весенне-летней вегетации, транспирации - по формуле X. Пенмана [7], испаряемости - по формуле М.И. Будыко [8]. Физическое испарение влаги из почвы рассчитывали по разности между эвапотранспирацией и транспирацией. Метеорологические и фитоклиматологические показатели взяты из банка данных метеостанции БГАУ [9].
Результаты и их обсуждение. В таблице 1 представлены данные эвапотранспирации, транспирации и физического испарения посевов озимой ржи в весенне-летний период.
Таблица 1 - Эвапотраиспирация и траиспирация посевов озимой ржи в весенне-летний период
Год Осадки, ХД, мм Испаряемость, мм КУ Эвапотранспирация, ЕвЕэт, мм Транспирация, ЕДг, мм Е Ет/ Е Е^ %
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
2011 237 364 0,65 367 393 355 341 225 211 195 167 61 54 55 49
2012 326 352 0,92 428 432 430 466 241 237 216 144 56 55 50 31
2013 240 388 0,62 286 348 348 294 183 186 177 122 64 53 51 41
2014 173 359 0,48 313 360 360 384 201 199 192 133 64 55 53 35
Примечание: - сумма осадков за период вегетации, мм; £д£0 - суммарная испаряемость за период вегетации; КУ - коэффициент увлажнения в период вегетации, равный отношению суммы осадков к испаряемости; £д£эт - эвапотранспирация (водопотребление), мм; - транспирация озимой ржи за период вегетации, мм; 1, 2, 3, 4 - варианты опыта: 1- N120P120K120+N45; 2-М9оРдоКдо+М45; 3- ^оРбоКб0+^5,' 4- КОНтрОЛЪ
Из информации, представленной в таблице 1 следует, что суммарная эвапотранспирация не зависит от доз вносимых минеральных удобрений, но зависит от испаряемости. Транспирация зависит от физического испарения влаги из почвы под пологом растительного покрова и от уровня минерального питания посевов. Чем больше доза внесенных удобрений, тем выше значение транспирации и ниже физического испарения влаги. В среднем за четыре года транспирация посевов озимой ржи с увеличением дозы минеральных удобрений изменялась от 39 до 61% от эвапотранспирации, а физическое испарение уменьшалось от 61 до 39% от эвапотранспирации.
График зависимости физического испарения почвенной влаги от надземной фитомассы посевов озимой ржи представлен на рис. 1.
Рисунок 1- Зависимость физического испарения влаги из почвы от надземной фитомассы посевов озимой ржи
Из рисунка 1 следует, что соблюдается обратно пропорциональная зависимость между физическим испарением и величиной надземной массы посевов. С увеличением дозы минеральных удобрений повышается надземная масса растительного покрова, а также транспирация посевов и соответственно уменьшается физическое испарение влаги из почвы. Растительный покров выполняет роль мульчи, которая снижает физическое испарение влаги из почвы.
Коэффициенты эвапотранспирации и транспирации по зерну, а также значения относительной эвапотранспирации и транспирации приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Коэффициенты эвапотранспирации (Кэт) и транспирации (Кт) по зерну, относительные эвапотранспирация и транспирация посевов озимой ржи
Год аэт— Е Еэт / Ев Е0 От— ЕвЕт / ЕвЕ0 Кэт по зерну Кт по зерну
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
2011 1,0 0,80 0,97 0,94 0,69 0,65 0,6 0,51 776 658 864 971 476 474 474 476
2012 1,0 1,0 1,0 1,0 0,68 0,67 0,61 0,41 890 915 1000 1629 501 502 502 503
2013 0,74 0,9 0,9 0,76 0,47 0,48 0,46 0,31 747 895 946 1148 478 478 481 477
2014 0,68 0,78 0,78 0,83 0,56 0,55 0,53 0,37 815 947 981 1506 523 524 523 522
Примечание: £Еэт - эвапотранспирация, мм; £Ео - испаряемость за весенне-летний период вегетации, мм; £Ет - транспирация, мм; 1, 2, 3, 4 - варианты опыта. 1- N120P120K120+N45; 2-N9oP9oK9o+N45; 3- NбoPбoKбo+N45; 4- контроль.
Как следует из таблицы 2, Кэт по зерну зависит от дозы внесенного удобрения, уменьшаясь по мере повышения уровня минерального питания. Коэффициент транспирации по зерну (Кт) не зависит от дозы внесенного минерального удобрения.
И.С. Шатилов (1978) отмечал: «В тех случаях, когда нет сведений о транспирационном расходе воды, кажется, что удобрения способствуют растениям более экономно расходовать воду, в действительности оказывается, что коэффициент транспирации в зависимости от культуры по фонам питания в два - пять раз меньше коэффициента эвапотранспирации и почти не зависит от уровня минерального питания» [10].
Это различие между транспирацией и эвапотранспирацией можно объяснить тем, что на фоне минеральных удобрений значительно снижается физическое испарение под пологом растительного покрова и повышается доля воды, расходуемая растением на транспирацию. Кэт превосходил Кт по зерну на 1, 2, 3, 4 вариантах в среднем за годы исследований в 1,6; 1,7; 1,9; 2,6 раза.
При небольшом дефиците почвенной влаги в период вегетации (2011 и 2012 г.г.) относительная эвапотранспирация не изменяется в зависимости от доз внесённых минеральных удобрений. Почти вся расходуемая на транспирацию и физическое испарение почвенная влага равна испаряемости. В 2013 и 2014 годах, когда дефицит почвенной влаги составил соответственно 148 мм и 186 мм, наблюдалось незначительное снижение значения относительной эвапотранспирации, которое не отражает действия доз минеральных удобрений на величину влагообеспеченности посевов.
Расчеты относительной транспирации позволяют выявить роль минеральных удобрений в повышении биодоступности почвенной влаги и увеличении расходов воды на транспирацию. Значения относительной транспирации снижаются по мере уменьшения дозы внесения минеральных удобрений от первого варианта до контроля.
Соблюдается линейная зависимость между относительной транспирацией и дозой внесенного удобрения. Линейный характер функции указывает на связь между осмотическим давлением в замыкающих устьица клетках эпидермы с концентрацией поступающего в растения почвенного раствора.
За период с 2006 по 2014 год максимальное значение относительной транспирации имело место в 2011 и 2012 годах.
На рисунке 2 представлена зависимость урожайности зёрна озимой ржи от относительной транспирации.
Рисунок 2 - Зависимость урожая зерна (У, т/га) озимой ржи от относительной транспирации (0,= ГвЕт/ £ВЕ0)
Как следует из рисунка 2, в интервале значений а , равном 0,3 - 0,6, соблюдается непрерывная возрастающая функция У = Да,.). Чем выше значения а^ тем больше урожай озимой ржи. Таким образом, в условиях Брянской области урожай зерна озимой ржи, равный 5 т/га, можно получить при условии обеспечения От, равного 0,65 или 65% от испаряемости. Это условие достигается путём учета взаимосвязи между водным, питательным режимами почвы и поглощением ФАР.
На рисунке 3 представлен график зависимости Кфар от относительной транспирации. При построении графика использованы рассчитанные значения Кфар за период 2006-2014 годов.
Рисунок 3 - Зависимость коэффициента использования ФАР ( КФАР, %) от относительной транспирации (0,= ГВЕТ/ ГВЕ0 )
Как следует из рисунка 3, при достатке элементов питания (варианты 1,2,3) и почвенной влаги (КУ=1,62) поглощение радиации и расход ее на транспирацию и синтез органического вещества максимальны (отрезок 1). Величина а составляет 0,5- 0,6.
При недостатке почвенной влаги (КУ = 0,48), но достатке элементов питания (варианты 1,2,3) поглощение радиации посевами озимой ржи снижается из-за уменьшения осмотического давления в клетках эпидермы, биодоступность элементов питания и урожайность зерна уменьшаются (отрезок 2, ат=0,4-0,5).
При достатке почвенной влаги (КУ=1,62) и недостатке элементов питания (контроль), поглощение ФАР снижается, так как для уменьшения осмотического давления в клетках эпидермы не требуется большой расход влаги на транспирацию (отрезок 3, ат= 0,3-0,4 ). Биодоступность влаги уменьшается даже при достатке почвенной влаги.
При недостатке почвенной влаги (КУ=0,48) и элементов питания (контроль) поглощение ФАР и расход влаги на транспирацию достигает минимального значения(ат=0,3). Посевы озимой ржи подвергаются стрессовым условиям возделывания, для устранения которых требуется внесение удобрений.
Выводы. Эвапотранспирация зависит от КУ в период весенне-летней вегетации, достигая при КУ, равном 0,92, максимального значения, равного 450 мм. Физическое испарение воды под пологом посевов озимой ржи зависит от уровня минерального питания растений, увеличиваясь с уменьшением дозы минеральных удобрений от 40 до 60% от эвапотранспирации.
Установлена линейная, прямо пропорциональная зависимость между урожайностью и относительной транспирацией, а также между коэффициентом использования ФАР и относительной транс-пирацией.
Показана связь между относительной транспирацией и влагообеспеченностью посевов озимой ржи. Оптимальное и стрессовое значения относительной транспирации для озимой ржи в условиях Брянской области составляют соответственно 0,69 и 0,30.
Библиографический список
1. Нерпин C.B., Чудновский А.Ф. Физика почвы. Л.: Изд-во Наука, 1967. 583 с.
2. Нерпин C.B., Чудновский А.Ф. Энерго-массообмен в системе растение-почва-воздух. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 358 с.
3. Мушкин И.Г., Гафуров В.К. Тепловой и водный баланс хлопкового поля. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 118 с.
4. Побережский Л.Н. Водный баланс зоны аэрации в условиях орошения. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 159 с.
5. Разумова Л.А. Об учете агрометеорологических факторов при проектировании мелиоративных мероприятий и эксплуатации мелиорированных земель // Научные основы мелиорации почв. М.: Наука,1972. С. 3-10.
6. Irrigation timing by the stress day index method / E.A. Hiler, T.A. Howel, R.B lews, R.P Boos // Frans. ASAE. 1974. vol. 17, N. 3. 393-398 p.
7. Пенман X. Круговорот воды // Биосфера. М.: Мир, 1972. С. 60-72.
8. Агрометеорологический бюллетень // Метеостанция БГАУ, с. Кокино, 2005-2014 гг.
9. Будыко М.И. Об определении испарения с поверхности суши // Метеорология и гидрология. 1955. № 1. С. 52-58.
10. Шатилов И.С. Водопотребление и транспирация растений в полевых условиях // Научные основы программирования урожаев с.-х. культур. М.: Колос, 1978. С. 53-66.
References
1. Nerpin S.V., Chudnovskij A.F. Fizikapochvy. L.: Izd-vo Nauka, 1967. 583 s.
2. Nerpin S.V., Chudnovskij A.F. Jenergo-massoobmen v sisteme rastenie-pochva-vozduh. L.: Gidrometeoizdat, 1975. 358 s.
3. Mushkin I.G., Gafurov V.K. Teplovoj i vodnyj balans hlopkovogo polja. L.: Gidrometeoizdat, 1973. 118 s.
4. Poberezhskij L.N. Vodnyj balans zony ajeracii v uslovijah oroshenija. L.: Gidrometeoizdat, 1977. 159 s.
5. Razumova L.A. Ob uchete agrometeorologicheskih faktorov pri proektirovanii meliorativnyh meropri-jatij i jekspluatacii meliorirovannyh zemel'//Nauchnye osnovy melioraciipochv. M.: Nauka,1972. S. 3-10.
6. Irrigation timing by the stress day index method / E.A. Hiler, T.A. Howel, R.B lews, R.P Boos // Frans. ASAE. 1974. vol. 17, N. 3. 393-398 p.
7. Penman H. Krugovorot vody //Biosfera. M.: Mir, 1972. S. 60-72.
8. Agrometeorologicheskij bjulleten'//Meteostancija BGAU, s. Kokino, 2005-2014 gg.
9. Budyko M.I. Ob opredelenii isparenija s poverhnosti sushi // Meteorologija i gidrologija. 1955. № 1. S. 52-58.
10. Shatilov I.S. Vodopotreblenie i transpiracija rastenij v polevyh uslovijah // Nauchnye osnovy pro-grammirovanija urozhaev s.-h. kul'tur. M.: Kolos, 1978. S. 53-66.
УДК 633.14 : 631.526.32
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ОЗИМОЙ РЖИ ПРИ ЕГО ФРАКЦИОНИРОВАНИИ
The Study of the Interrelationship between the Main Parameters of the Quality of Winter Rye Grain at its Fractionation
1Пасынков A.B., д.б.н., г.н.с., 2Пасынкова E.H., д.б.н., г.н.с.
Pasynkov A.V., Pasynkova E.N.
E - mail: [email protected]
ФГБНУ Агрофизический научно-исследовательский институт 195220 Россия г. Санкт-Петербург, Гражданский проспект, 14
Agrophysical Research Institute 2Северо-Западный центр междисциплинарных исследований проблем продовольственного обеспечения 196608 Россия г. С.-Пб.-Пушкин, шоссе Подбельского, 7 Northwest Center for Interdisciplinary Research of Food Supply Problems
Реферат. Вопросы изменения качества зерна озимой ржи при его фракционировании остаются малоизученными, особенно в плане выяснения диапазона изменчивости основных показателей качества различных фракций зерна, а также их (показателей качества) зависимостей между собой и величиной урожая. Для исследования было использовано зерно короткостебельного сорта озимой ржи Кировская 89 (селекции Зонального НИИСХ Северо-Востока), выращенное на дерново-подзолистой почве в лаборатории агрохимии НИИСХ С-В (центральная часть Кировской обл.). При фракционировании зерна озимой ржи в максимальной степени варьирует «Число падения» и масса 1000 зерен, в меньшей - натура и содержание белка в зерне различных фракций. При разделении зерна озимой ржи на фракции обнаружена тесная прямая отрицательная зависимость натуры от содержания белка. Между «Числом падения» и белковостью существует значимая нелинейная зависимость: с увеличением содержания белка от его минимальных величин «Число падения» снижается,
