CC BY
364
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 663.1 : 631.82
ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
B. Д. Абашев, д-р с.-х. наук; Ф. А. Попов, канд. с.-х. наук; Е. Н. Носкова, канд. с.-х. наук;
C. Н. Жук,
ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока», ул. Ленина, 166а, г. Киров, Россия, 610007 E-mail: niish-sv@mail.ru
Аннотация. В длительном стационаре ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока» в шестипольном зернотравяном севообороте в 1978-2016 гг. проводилось изучение влияния возрастающих доз (0, 30, 60, 90, 120, 150 кг д.в/га) полного минерального удобрения на урожайность различных сортов мягкой яровой пшеницы. Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглини-стая, сформированная на элювии пермских глин. Агрохимические показатели пахотного слоя перед закладкой опыта составляли: рНсол - 4,8, содержание Р2О5 - 46 мг/кг, К2О - 160 мг/кг почвы, гумус - 1,5%. Минеральные удобрения вносили вручную весной под предпосевную культивацию. Использовались аммиачная селитра, двойной суперфосфат и хлористый калий. С увеличением доз минеральных удобрений урожайность большинства изучаемых сортов мягкой яровой пшеницы возрастала до уровня N90P90K90, у сорта Свеча - до уровня N60P60K60. Внесение более высоких доз NPK не способствовало повышению урожайности яровой пшеницы. Максимальная урожайность яровой пшеницы в среднем за 18 лет 4,14 т/га была получена при внесении полного минерального удобрения в дозе 90 кг д.в./га, при урожайности на контрольном варианте 2,48 т/га. Окупаемость 1 кг д.в. вносимых удобрений зерном яровой пшеницы в среднем за 18 лет составила 3,6-8,0 кг. Наибольшая окупаемость наблюдалась в варианте с минимальной дозой N30P30K30 - 8,0 кг зерна. Каждое увеличение дозы удобрений приводило к снижению окупаемости зерном яровой пшеницы. Среди возделываемых в опыте сортов максимальную урожайность 5,12 т/га обеспечил в 1978-1980 гг. сорт Ленинградка при дозе удобрения N120P120K120. Урожайность яровой пшеницы определялась в основном применением азотных и фосфорных, в меньшей степени - калийных удобрений. При возделывании яровой пшеницы по пласту клевера всю дозу удобрений следует вносить в основном приеме до посева. Проведение некорневой азотной подкормки в фазе цветения не оказало существенного влияния как на урожайность изучаемых сортов пшеницы, так и на содержание белка и клейковины в зерне. Наиболее экономически эффективным возделывание яровой пшеницы было при внесении полного минерального удобрения в дозе 60 кг д.в./га.
Ключевые слова: дерново-подзолистая почва, минеральные удобрения, урожайность яровой пшеницы, сорт, окупаемость удобрений зерном, экономическая эффективность применения удобрений.
Введение. Среди зерновых культур яровая пшеница является самой ценной продовольственной культурой. При посеве ее на хороших, окультуренных почвах она дает высокие урожаи. Яровая пшеница - одна из наиболее требовательных к условиям произрастания культура. Лучшие предшественники для нее -пласт многолетних трав, удобренные озимые
зерновые. Для получения высоких урожаев пшеницы необходимы повышенные дозы удобрений [1]. До 1990 года во всех агроклиматических зонах Кировской области около 90% посевов были заняты сортом Ленинградка. В последние годы на полях появились сорта Иргина, Приокская, Свеча [2].
Основным средством, обеспечивающим высокую урожайность зерновых культур при своевременном и качественном выполнении других агротехнических приемов, является применение удобрений. Это положение очень важно для дерново-подзолистых почв Нечерноземья России, которые содержат сравнительно небольшое количество легкодоступных элементов питания и характеризуются низким естественным плодородием [3]. У яровой пшеницы пониженная усваивающая способность корневой системы, поэтому она предъявляет высокие требования к почвам в начале вегетационного периода, следовательно, особенно важным становится внесение полноценных основных удобрений [4]. Между уровнем применения удобрений и урожайностью сельскохозяйственных культур существует прямая зависимость. Именно удобрения являются важнейшим рычагом интенсификации земледелия [5, 14, 15, 16].
Минеральные удобрения оказывают значительное воздействие на почву, в частности, внесение NPK повышает уровень содержания основных элементов питания, обеспечивает повышение урожайности сельскохозяйственных культур [6, 7, 8]. На дерново-подзолистых почвах ведущая роль в повышении урожайности зерновых культур при внесении полного минерального удобрения принадлежит азоту [5, 9]. По данным В.А. Прошкина и А.П. Смирновой [10], на дерново-подзолистых почвах России в среднем на долю азота приходится 45% прибавки урожая яровой пшеницы, фосфор и калий находятся во втором минимуме - 27-28%.
При возделывании яровой пшеницы на хлебопекарные цели по пласту клевера лугового вся доза азотных удобрений должна быть внесена до посева. Биологический азот снимает необходимость дополнительных затрат,
связанных с дробным применением азота некорневым путем [11].
Цель исследований - изучить влияние возрастающих доз минеральных удобрений на урожайность различных сортов яровой пшеницы.
Методика. На опытном поле НИИСХ Северо-Востока (с. Красное) уже более 40 лет (с 1972 г.) проводится полевой опыт с возрастающими дозами минеральных удобрений. Изучение влияния применения удобрений на урожайность различных сортов яровой пшеницы проводилось в трех закладках длительного стационарного опыта. Исследования проведены в семи ротациях зернопаротравя-ного севооборота на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве, сформированной на элювии пермских глин. Агрохимические показатели пахотного слоя перед закладкой опыта составляли: рНсол. - 4,8, содержание Р2О5 -46 мг/кг, К2О - 160 мг/кг почвы, гумус - 1,5%. Минеральные удобрения вносили вручную весной под предпосевную культивацию. Использовались аммиачная селитра, двойной суперфосфат и хлористый калий. Схема опыта представляет собой выборку из полной факто-риальной схемы и включает 54 варианта. Посевная площадь опытной делянки 140 м2, по-вторность двукратная.
В настоящей статье использованы шесть основных вариантов опыта. В Кировской области районировано 9 сортов мягкой яровой пшеницы. По мере районирования новых сортов пшеницы они возделывались на длительном стационаре. Агротехника в опыте - общепринятая для Нечерноземной зоны. Предшественник яровой пшеницы - клевер луговой 1 г.п.
Результаты. В таблице представлены экспериментальные данные по величине урожая зерна различных сортов яровой пшеницы за 1978-2016 гг.
Таблица
Влияние возрастающих доз минеральных удобрений на урожайность сортов яровой пшеницы, т/га
N30 N60 N90 N120 N150
Сорт, годы Контроль Р30 Р60 Р90 Р120 Р150 НСР05
К30 К60 К90 К120 К150
Ленинградка, 1978-1980 3,12 3,73 4,38 4,91 5,12 4,72 0,35
Ленинградка, 1984-1986 2,70 3,49 3,98 4,44 4,48 4,29 0,37
Иргина, 1996-1998 2,44 3,24 3,87 4,28 4,19 4,10 0,37
Иргина, 2002-2004 2,09 2,85 3,14 3,85 3,87 4,00 0,38
Приокская, 2008-2010 2,64 3,33 3,68 4,22 4,28 4,10 0,50
Свеча, 2014-2016 1,92 2,56 3,27 3,16 3,05 3,24 0,54
Среднее за 18 лет 2,48 3,20 3,72 4,14 4,16 4,08 0,19
Окупаемость 1 кг д.в. удобрений, кг - 8,0 6,9 6,1 4,7 3,6 -
С увеличением доз минеральных удобрений урожайность всех сортов яровой пшеницы возрастала, однако прибавки урожая наблюдалась лишь до порогового значения доз удобрений. В среднем за 18 лет в варианте №0Р90К90 получена максимальная прибавка урожайности яровой пшеницы, равная 1,66 т/га. Внесение более высоких доз NPK не способствовало повышению урожайности пшеницы, прибавок урожайности не было или они были недостоверны.
Урожайность зерна яровой пшеницы в основном определяется применением азотных и фосфорных, в меньшей степени - калийных удобрений. Наибольшая урожайность получена при внесении полного минерального удобрения. Применение только азотных, только фосфорных или калийных удобрений оказалось менее эффективным в сравнении с комплексным внесением NPK. Так, урожайность яровой пшеницы сорта Свеча в среднем за 2014-2016 гг. составила в вариантах: N60 -2,74 т/га; Р60 - 2,62; К60 - 2,10; N60P60K60 -3,27 т/га.
На дерново-подзолистых почвах относительная эффективность калия по сравнению с азотом и фосфором снижается, что объясняется большей обедненностью этих почв запасами азота и фосфора [5]. При возделывании яровой пшеницы по пласту клевера всю дозу удобрений следует вносить в основном приеме до посева [11]. Исследования, проведенные лабораторией агрохимии НИИСХ Северо-Востока в 1994-1997 гг. на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве, сформированной на элювии пермских глин, имеющей среднекислую реакцию и повышенное содержание подвижного фосфора и обменного калия, показали, что проведение некорневой азотной подкормки в фазе цветения при возделывании яровой пшеницы по пласту клевера не оказало существенного влияния как на урожайность изучаемых сортов пшеницы, так и на содержание белка и клейковины в зерне. Такая же закономерность наблюдалась и при использовании некорневых азотных подкормок в ранние фазы вегетации: кущение и трубкование [12].
Окупаемость 1 кг д.в. минеральных удобрений зерном пшеницы в среднем за 18 лет составила 3,6-8,0 кг. Наибольшая окупаемость наблюдалась в варианте с минимальной дозой
удобрений: Ю0Р30К30 - 8,0 кг зерна. Каждое увеличение доз удобрений приводило к снижению окупаемости зерном. Следует отметить, что величина окупаемости зерном, кроме удобрений, определяется и условиями увлажнения конкретного вегетационного периода. В зонах с достаточным количеством осадков эффект удобрений определяет 75% прироста урожайности и, наоборот, при недостатке влаги эффективность использования удобрений снижается на 35% [13]. Наименьшая окупаемость минеральных удобрений зерном пшеницы сорта Приокская отмечена в засушливом 2010 году - 2,1-3,8 кг, а сорта Свеча в очень засушливом 2016 году - 0,7-1,3 кг. Окупаемость 1 кг д.в. минеральных удобрений зерном яровой пшеницы была ниже, чем при выращивании озимой ржи и ячменя. Это может быть связано с более высокой урожайностью зерна пшеницы на фоне без внесения удобрений (2,48; 2,36; 1,68, соответственно) при выращивании ее по пласту клевера [7].
Расчет экономической эффективности яровой пшеницы сорта Свеча за 2014-2015 гг. показал, что производство зерна является рентабельным. Наиболее экономически выгодным возделывание яровой пшеницы оказалось при дозе ^0Р60К60. При урожайности 4,32 т/га условный чистый доход составил 28040 руб./га, себестоимость 1 т - 3509 руб., окупаемость 1 кг д.в. удобрений - 10,7 кг зерна.
Выводы. 1. С увеличением доз минеральных удобрений урожайность большинства сортов яровой пшеницы возрастала до уровня №0Р90К90, сорта Свеча - до уровня ^0Р60К60. Дальнейшее увеличение дозы удобрения не способствовало достоверному повышению ее урожайности. Урожайность яровой пшеницы определялась, в основном, применением азотных и фосфорных, в меньшей степени - калийных удобрений. Однако наибольшая урожайность получена при внесении полного минерального удобрения
2. При возделывании яровой пшеницы по пласту клевера вся доза азотных удобрений должна быть внесена до посева. Проведение некорневой азотной подкормки в фазах кущения, трубкования и цветения не оказало существенного влияния на урожайность изучаемых сортов пшеницы, на содержание белка и клейковины в зерне. Биологический азот пласта
клевера снимает необходимость дополнительных затрат, связанных с дробным применением азота некорневым путем.
3. Окупаемость 1 кг д.в. вносимых удобрений зерном пшеницы в среднем за 18 лет составила 3,6-8,0 кг. Наибольшая окупаемость наблюдалась в вариантах с минимальными до-
зами Ю0Р30К30. Каждое увеличение доз удобрений приводило к снижению окупаемости зерном пшеницы.
4. Наиболее экономически эффективным возделывание яровой пшеницы оказалось при внесении полного минерального удобрения в дозе 60 кг д.в./га.
Литература
1. Яровая пшеница в Кировской области / Н. М. Баженова [и др.]. Киров : НИИСХ Северо-Востока, 1999. 58 с.
2. Волкова Л. В. Урожайность и качество зерна сортов яровой мягкой пшеницы в условиях Северо-Востока европейской части России // Материалы 1-й Молодежной конференции (Молодые ученые - аграрной науке Евро-Северо-Востока). Киров : НИИСХ Северо-Востока, 2013. С. 9-13.
3. Завалин А. А., Пасынков А. В. Азотное питание и прогноз качества зерновых культур. М. : Изд-во ВНИИА, 2007. 208 с.
4. Рабинович Г. Ю., Смирнова Ю. Д., Лукичева Н. А. Возделывание яровой пшеницы с применением различных схем удобрений // Междунар. научно-практич. конф. ФГБНУ ВНИИМЗ (Использование мелиорированных земель - современное состояние и перспективы развития мелиоративного земледелия). Тверь : ФГБНУ ВНИИМЗ, 2015. С. 33-37.
5. Романенко Г. А., Тютюнников А. И., Сычев В. Г. Удобрения. Значение, эффективность применения: справочное пособие. М., 1998. 376 с.
6. Светлакова Е. В., Пасынков А. В. Изменение продуктивности севооборота и плодородия дерново-подзолистой почвы при длительном применении минеральных удобрений // Проблемы агрохимии и экологии. 2011. № 1. С. 10-15.
7. Абашев В. Д., Светлакова Е. В. Влияние минеральных удобрений на урожайность культур зернопаротравя-ного севооборота // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2015. № 2 (45). С. 37-43.
8. Завьялова Н. Е., Сторожева А. Н. Агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы и урожайность полевых культур при внесении возрастающих доз полного минерального удобрения // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2015. № 4. С. 35-41.
9. Завалин А. А., Пасынков А. В., Пасынкова Е. Н. Влияние азотного питания на урожайность и качество зерна различных сортов яровой пшеницы // Агрохимия. 2000. № 7. С. 27-34.
10. Прошкин В. А., Смирнова А. П. Эффективность азота, фосфора и калия на различных почвах РФ // Агрохимия и экология: история и современность. Н. Новгород : Изд-во ВВАГС, 2008. Т. 1. С. 57-60.
11. Масловский В. В. Агробиологические основы повышения качества зерна яровой пшеницы при формировании урожайности на серых лесных почвах Волго-Вятского района Нечерноземной зоны России : автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. СПб., 1992. 48 с.
12. Изменения агрохимических показателей дерново-подзолистой почвы и продуктивности севооборота при длительном применении удобрений / А. В. Пасынков [и др.]. // Результаты длительных исследований в системе Геосети опытов с удобрениями РФ. М. : ВНИИА, 2012. Вып. 2. С. 267-288.
13. Жученко А.А. Адаптивное растениеводство: эколого-генетические основы. Кишенев: Штиинца, 1990. 432 с.
14. Soon Y.K. Nutrients uptake by barbey roots under field conditions//Plant Soil, 1988. 109,2. P. 171-179.
15. Mudahar M.S., Hignett T.P. Energy efficiency in nitrogen fertilizer production//Energy Agiic. 1980. №4. P. 159-177.
16. Niehoff K. Auf winterroggen in der Fruchtfolge nisht verzichen//Woсhenblatt, 1981. № 35. P. 23.
INFLUENCE OF MINERAL FERTILIZERS ON SPRING WHEAT GRAIN YIELD CAPACITY
V. D. Abashev, Dr. Agr. Sci.; F. A. Popov, Cand. Agr. Sci.; E. N. Noskova, Cand. Agr. Sci.; S. N. Zhuk, North-East Agricultural Research Institute 166-a, Lenina St., Kirov 610007 Russia E-mail: niish-sv@mail.ru
ABSTRACT
Study on influence of increasing dozes (0, 30, 60, 90, 120, and 150 kg of acting matter) of full mineral fertilizer on productivity of different spring wheat varieties was conducted in six-field grain-grass crop rotation on long-term stationary of the North-East Agricultural Research Institute. Soil of experimental field is middle-clay sod-podzolic type formed on eluvium of Perm clay. Agrochemical parameters of arable layer before sowing were as follow: рНка - 4.8, content of Р2О5 - 46 mg/kg, К2О - 160 mg/kg of soil, humus - 1.5%. Mineral fertilizers were applied by hand in spring before pre-sowing
cultivation. Ammonia nitrate, double super-phosphate, and potassium chloride were used as well. Productivity of the most part of varieties increased along with rise of dozes of mineral fertilizer up to N90P90K90 and in variety Svecha - up to N6oP6oK6o. Input of higher dozes of NPK does not lead to increase in productivity. Maximal productivity of spring wheat in average for 18 years was 4.14 t/ha at application of full mineral fertilizer in doze 90 kg of acting matter, when productivity in control was 2.48 t/ha only. Recoupment of 1 kg of acting matter of entering fertilizers with grain of spring wheat was 3.6-8.0 kg in average for 18 years. The highest recoupment was in variant with minimal doze of N30P30K30 - 8.0 kg of grain. Each increase in doze of fertilizer led to lowering in recoupment with grain of spring wheat. In 1978-1980, variety Leningradka had maximal productivity 5.12 t/ha among all studied varieties at doze of fertilizer equal to Ni20Pi20K120. Productivity of spring wheat is governed mainly with use of nitric and phosphorus fertilizers, influence of potassium fertilizer was lower. At cultivation of spring wheat after clover, whole doze of fertilizer must be introduced in basic application before sowing. Apply of top-dressing with nitric fertilizer at flowering stage had no significant influence on productivity of studied varieties and content of protein and gluten in grain. Cultivation of spring wheat at application of full mineral fertilizer at doze 60 kg of acting matter per ha was the most effective economically.
Key words: sod-podzolic soil, mineral fertilizers, productivity of spring wheat, variety, recoupment of fertilizer with grain, economical effectiveness of fertilizers.
References
1. Bazhenova N. M., Gireva V. M., Potapova R. P., Pasynkov A. V., Filatova I. A., Koryakovtseva L. A., Burkov A. I. Yarovaya pshenitsa v Kirovskoi oblasti (Spring wheat in Kirov region), Kirov, NIISKh Severo-Vostoka, 1999, 58 p.
2. Volkova L. V. Urozhainost' i kachestvo zerna sortov yarovoi myagkoi pshenitsy v usloviyakh Severo-Vostoka evro-peiskoi chasti Rossii (Productivity and grain quality in spring wheat varieties under conditions of North-East of European part of Russia), Molodye uchenye - agrarnoi nauke Evro-Severo-Vostoka, Materialy 1-i Molodezhnoi konferentsii (5 iyulya 2012 g.), Kirov, NIISKh Severo-Vostoka, 2013, pp. 9-13.
3. Zavalin A. A., Pasynkov A. V. Azotnoe pitanie i prognoz kachestva zernovykh kul'tur (Nitric nutrition and forecast of cereal's quality), Moscow,: Izd-vo VNIIA, 2007, 208 p.
4. Rabinovich G. Yu., Smirnova Yu. D., Lukicheva N. A. Vozdelyvanie yarovoi psheni-tsy s primeneniem razlichnykh skhem udobrenii (Cultivation of spring wheat with use of different fertilizing schemes), Ispol'zovanie meliorirovannykh ze-mel' - sovremennoe sostoyanie i perspektivy razvitiya meliorativnogo zemledeliya, sbornik trudov Mezhdunar. nauchno-prakt. konf. FGBNU VNIIMZ, g. Tver', 27-28 avgusta 2015 g., Tver', FGBNU VNIIMZ, 2015, pp. 33-37.
5. Romanenko G. A., Tyutyunnikov A. I., Sychev V. G. Udobreniya. Znachenie, effek-tivnost' primeneniya (Fertilizers. Significance, efficiency of use), spravochnoe posobie, Moscow, 1998, 376 p.
6. Svetlakova E. V., Pasynkov A. V. Izmenenie produktivnosti sevooborota i plodorodiya dernovo-podzolistoi pochvy pri dlitel'nom primenenii mineral'nykh udobrenii (Change of productivity of crop rotation and fertility of sod-podzolic soil at long-term usage of mineral fertilizers), Problemy agrokhimii i ekologii, 2011, No. 1, pp. 10-15.
7. Abashev V. D., Svetlakova E. V. Vliyanie mineral'nykh udobrenii na urozhai-nost' kul'tur zernoparotravyanogo sevooborota (Influence of mineral fertilizers on productivity of crops in grain-fallow-grass crop rotation), Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka, 2015, No. 2 (45), pp. 37-43.
8. Zav'yalova N. E., Storozheva A. N. Agrokhimicheskie svoistva dernovo-podzolistoi pochvy i urozhainost' polevykh kul'tur pri vnesenii vozrastayushchikh doz pol-nogo mineral'nogo udobreniya (Agrochemical properties of sod-podzolic soil and productivity of field crops at entering of increasing dozes of full mineral fertilizer), Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka, 2015, No. 4, pp.35-41.
9. Zavalin A. A., Pasynkov A. V., Pasynkova E. N. Vliyanie azotnogo pitaniya na urozhainost' i kachestvo zerna razlichnykh sortov yarovoi pshenitsy (Influence of nitric nutrition on productivity and grain quality in different varieties of spring wheat), Agrokhimiya, 2000, No. 7, pp. 27-34.
10. Proshkin V. A., Smirnova A. P. Effektivnost' azota, fosfora i kaliya na raz-lichnykh pochvakh RF (Efficiency of nitrogen, phosphorus, and potassium on different soils of RF), Agrokhimiya i ekoloniya: istoriya i sovremennost', N.Novgorod, Izd-vo VVAGS, 2008, T. 1, pp. 57-60.
11. Maslovskii V. V. Agrobiologicheskie osnovy povysheniya kachestva zerna yaro-voi pshenitsy pri formirovanii urozhainosti na serykh lesnykh pochvakh Volgo-Vyatskogo raiona Nechernozemnoi zony Rossii (Agro-biological basis of increasing in quality of spring wheat grain at forming of productivity on gray forest soils of Volga-Vyatka region of Non-Chernozem zone of Russia), avtoref. dis. ... d-r s.-kh. nauk : 06.01.09, Saint-Petersburg, 1992, 48 p.
12. Pasynkov A. V., Svetlakova E. V., Pasynkova E. N. i dr. Izmeneniya agrokhimi-cheskikh pokazatelei dernovo-podzolistoi pochvy i produktivnosti sevooborota pri dli-tel'nom primenenii udobrenii (Change of agrochemical properties of sod-podzolic soils and productivity of crop rotation at long-term use of fertilizers), Rezul'taty dlitel'nykh issledovanii v sisteme Geose-ti opytov s udobreniyami RF, Vyp. 2, Moscow, VNIIA, 2012, pp. 267-288.
13. Zhuchenko A. A. Adaptivnoe rastenievodstvo: ekologo-geneticheskie osnovy (Adaptive plant growing: ecological-genetic bases), Kishenev, Shtiintsa, 1990, 432 p.
14. Soon Y.K. Nutrients uptake by barley roots under field conditions, Plant Soil, 1988, 109,2, pp. 171-179.
15. Mudahar M.S., Hignett T.P. Energy efficiency in nitrogen fertilizer production, Energy Agric, 1980, No. 4, pp. 159-177.
16. Niehoff K. Auf Winterroggen in der Fruchtfolge nicht verzichten, Woshenblatt, 1981, No. 35, p. 23.
