CC BY
27
УДК 631.635.2:631.8
DOI: 10.24411/2587-6740-2020-16116
ВЛИЯНИЕ ОСУШЕНИЯ, УДОБРЕНИЙ И ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ НА УРОЖАЙ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
Л.И. Петрова, Ю.И. Митрофанов, О.Н. Анциферова, Н.К. Первушина
ФГБНУ Федеральный исследовательский центр «Почвенный институт имени В.В. Докучаева», Тверская область, Россия
В статье представлены результаты исследований за 2012-2019 гг. по изучению влияния различных факторов на урожайность яровой пшеницы. Опыт заложен во ВНИИМЗ (Тверская область) на осушаемой и неосушаемых почвах в 3 вариантах: без удобрений, со средними и высокими нормами их внесения. По погодным условиям годы исследований разделены на избыточно влажные, влажные и засушливые (по Г.Т. Селянинову). Влажность пахотного слоя почвы соответственно градациям лет в среднем за вегетацию на осушаемой почве составляла 95, 65 и 45%% наименьшей влагоемкости, неосушаемой — 108, 83 и 70%%. Преимущество осушения сильнее проявилось в избыточно влажные годы, прибавка урожая в среднем по вариантам опыта составила 23%%, во влажные — 10%%, в целом по восьмилетним данным — 12%%. Ниже урожай на обеих почвах получили в засушливые годы, по сравнению с влажными и избыточно влажными в среднем по вариантам опыта на осушаемых — на 56 и 40%%, неосушаемых — на 59 и 28%% соответственно. Больший эффект от применения удобрений на осушаемых почвах отмечен во влажные годы, при средних нормах урожай повысился на 60%%, при высоких — на 89%%, на неосушаемых в засушливые годы — на 76 и 137%% соответственно. Доля участия в вариабельности урожая изучаемых факторов распределилась следующим образом: удобрений — 55%%, градаций лет — 33%%, осушения — 5%%. В различных погодных условиях доля влияния удобрений и осушения на вариабельность урожая различалась. В избыточно влажный год доля удобрений составила 71%%, осушения — 20%%, во влажные — 91 и 4%%, в сухие — 88 и 4%% соответственно. Наибольшая оплата 1 кг д.в. удобрений прибавкой урожая на обоих участках установлена от внесения средних норм, в среднем за 8 лет, на осушаемой почве — 9,1 кг, неосушаемой — 7,9 кг, выше — во влажные годы, соответственно, 10,8 и 8,3 кг.
Ключевые слова: яровая пшеница, осушение, нормы удобрений, погодные условия, водно-воздушный и питательный режимы, урожайность, окупаемость удобрений.
Введение
Данные опытов и практика показывают, что на осушаемых землях особенно важно учитывать показатели, характеризующие водный режим почвы, так как он является ведущим фактором их дифференциации при сельскохозяйственном использовании. Поддержание оптимального водно-физического состояния почв, обеспечивающего получение требуемых урожаев сельскохозяйственной продукции высокого качества, является необходимым условием повышения эффективности использования осушаемых земель. При переувлажнении почв нарушается воздушный режим [1-4], накапливаются токсичные продукты анаэробиозиса. Только при оптимальном использовании почвенно-клима-тических ресурсов и учете особенностей возделываемых культур система эксплуатации осушаемых агроландшафтов будет эффективной. Факторы внешней среды и, в частности, климат во многом определяют количество и качество основной продукции сельскохозяйственных культур [5-8]. Гидротермический коэффициент (ГТК) может служить комплексным критерием оценки климатических ресурсов.
Применение удобрений является основным средством, обеспечивающим повышение урожайности сельскохозяйственных культур, особенно на дерново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны России, отличающихся невысоким естественным плодородием [9-11]. Однако их ограниченные ресурсы и высокая стоимость обуславливают необходимость проведения исследований по установлению более эффективных норм их внесения [12, 13].
Цель исследований
Цель исследований — выявить эффективность применения осушения, различных норм удобрений на посевах яровой пшеницы в зави-
© Петрова Л.И., Митрофанов Ю.И., Анциферова О.Н., Пе,
Международный сельскохозяйственный журнал, 2020,
симости от погодных условий. В задачи исследований входило изучение влияния данных факторов на водно-воздушный, питательный режимы почвы, урожайность и качество зерна яровой пшеницы, фотосинтетическую деятельность посевов, окупаемость удобрений прибавкой урожая.
Методы проведения исследований
Экспериментальные исследования проводили в 2012-2019 гг. во ВНИИМЗ (Тверская область) на осушаемом закрытым гончарным дренажом (междренное расстояние 20 м, глубина заложения дрен 0,9-1,2 м) и неосушаемом участках на посевах районированного в области сорта яровой пшеницы Иргина, на трех вариантах: 1. Без удобрений; 2. Средние нормы внесения удобрений — Ы45Р45К45; 3. Высокие нормы внесения удобрений — М90Р90КЩ. Почва на участках дерново-подзолистая легкосуглинистая глееватая, хорошо окультуренная, сред-некислая с высоким содержанием подвижного фосфора, с повышенным содержанием калия и гумуса — 2,23-2,38%.
Возделывание культуры осуществлялось по рекомендованной в Нечерноземной зоне технологии, за исключением изучаемых приемов в плодосменном четырехпольном севообороте, развернутом в пространстве и во времени, со следующим чередованием культур: яровая пшеница + клевер — клевер 1 г.п. — озимые зерновые — картофель. Норма высева всхожих семян 6 млн/га. Опыт заложен в четырехкратной по-вторности с размещением вариантов методом расщепленных делянок. Общая площадь делянок второго порядка 430 м2, учетная — 50 м2.
Сопутствующие исследования, анализы и наблюдения в опыте проводили по общепринятым в растениеводческой науке методикам опытного дела.
рвушина Н.К., 2020
том 63, № 6 (378), с. 63-67.
Оценку погодных условий в годы исследований проводили по расчету ГТК (по Г.Т. Селяни-нову). Вегетационные периоды 2013-2014 гг. были засушливыми (ГТК 0,93-0,99), 20152019 гг. — влажными (ГТК 1,34-1,79), 2012 г. — избыточно влажным (ГТК 2,22).
Результаты исследований
Влияние дренажа на эффективное плодородие почвы оценивали по индивидуальным и комплексным агрофизическим показателям. Для этого использовали минимальные, оптимальные и фактические параметры указанных критериев. Индекс физического состояния пахотного слоя почвы определяли как среднее арифметическое значений его индивидуальных индексов. Индивидуальными критериями диагностики были выбраны показатели, имеющие прямую связь с урожайностью основных полевых культур: общая пористость, пористость устойчивой аэрации (объем почвенных пор, занятых воздухом при наименьшей влагоем-кости — НВ), пористость аэрации и влажность почвы в среднем за вегетацию. Состояние водно-воздушного режима пахотного слоя почвы на обоих участках изменялось в соответствии с погодными условиями (табл. 1).
По оценке индекса физического состояния пахотного слоя почвы (ИФК) на обеих почвах наиболее благоприятным оно было во влажные годы, на неосушаемых — и в засушливые, менее — на обоих участках в избыточно влажный год. В избыточно влажный год значение ИФК выше было на осушаемой почве, на неосушаемой почве наблюдалось переувлажнение почвы и очень низкая пористость аэрации. В засушливый год, наоборот, на снижение ИФК на осушаемой почве повлияли низкая влажность почвы и более высокая пористость аэрации. Во влажные годы значения ИФК между почвами были близкими.
ш
SCIENTIFIC SUPPORT AND MANAGEMENT OF AGRARIAN AND INDUSTRIAL COMPLEX
Таблица 1
Влияние осушения и погодных условий на состояние водно-воздушного режима пахотного слоя почвы
Индивидуальные критерии оценки физического состояния почвы Избыточно влажный год Влажные годы Засушливые годы
осушаемая почва неосушаемая почва осушаемая почва неосушаемая почва осушаемая почва неосушаемая почва
Общая пористость, % 47,3 47,7 48,8 49,2 48,1 49,6
Пористость устойчивой аэрации, % 15,8 13,7 18,2 16,8 17,0 16,8
Пористость аэрации в опыте в среднем за вегетацию, % 17,4 11,0 28,8 22,4 34,2 26,5
Влажность почвы в среднем за вегетацию, % НВ 94,8 108,0 65,2 83,4 44,8 70,5
Индекс физического состояния пахотного слоя почвы (ИФК) 0,54 0,40 0,66 0,69 0,49 0,68
При этом ведущим фактором дифференциации сельскохозяйственного использования осушаемых земель является влажность корне-обитаемого слоя почвы. Для яровой пшеницы на средних по гранулометрическому составу почвах нижний оптимальный предел влажности почвы составляет 70% НВ [14].
На осушаемых почвах наиболее близкое к нему состояние водного режима пахотного слоя почвы в среднем за вегетацию было во влажные годы (табл. 1). Но и в эти отдельные годы (2015, 2018, 2019 гг.) было недостаточно влаги в фазе выхода в трубку — 26%, 48%, 55% НВ и в период налива зерна (2015-2016 гг.) — 46-58% НВ. В засушливый 2013 г. на этих почвах только в фазе всходов и кущения влажность почвы была на уровне оптимальной — 74-78% НВ. В остальные фазы влажность снижалась, начиная с фазы выхода в трубку (63% НВ) и особенно в периоды колошения, налива зерна и до конца вегетации — от 28 до 40% НВ. В 2014 г. растения испытывали недостаток влаги в течение всего периода вегетации, влажность пахотного слоя почвы составляла от 19 до 50% НВ. В избыточно влажный 2012 г. в отдельные фазы наблюдалось переувлажнение почвы, особенно в период всходов и колошения влажность пахотного слоя почвы была на уровне 102-113% НВ.
На неосушаемых почвах в избыточно влажный год во все фазы, кроме восковой спелости, наблюдалось переувлажнение почвы — 104115% НВ. Наиболее благоприятным в течение вегетации состояние водного режима пахотного слоя почвы также было во влажные годы — 7093% НВ и в засушливый 2013 г. — 69-100% НВ. В засушливый 2014 г. и на неосушаемых почвах в фазы кущения, колошения, восковой спелости влажность почвы снижалась до 46-54% НВ, в фазе восковой спелости — до 17%.
Наиболее благоприятные условия водно-воздушного режима пахотного слоя почвы для произрастания растений наблюдаются при величине общей пористости 50-55% и порозно-сти аэрации не менее 20% объема почвы. Для хорошего обеспечения растений водой и воздухом их соотношение в увлажненных районах на дерново-подзолистых почвах должно быть равно 1:1 [15]. Значения общей пористости во все годы на обоих участках были близки к оптимуму или несколько ниже его. На осушаемом участке объем пор, занятых воздухом, был самый высокий в засушливые годы, что также говорит о недостаточной влагообеспе-ченности посевов в эти годы, выше оптимальных значений даже и во влажные годы. Объемная масса пахотного слоя почвы во все годы на обоих участках была близкой к оптимальной для пшеницы на легкосуглинистых почвах, во влажные и засушливые годы — 1,31-1,35 г/см3, в избыточно влажный год — несколько выше (1,36-1,37 г/см3).
При наблюдении за питательным режимом, в частности за содержанием нитратного и аммиачного азота в пахотном слое почвы, было установлено, что во все фазы развития растений в годы исследований на обоих участках при применении удобрений и повышении их норм оно было выше по сравнению с неудобренным фоном. В среднем за период вегетации по результатам 8 лет на осушаемом участке на варианте без удобрений суммарное содержание нитратного и аммиачного азота было очень низкое и составляло 8,4 мг/кг почвы, при средних нормах — на уровне среднего — 22,2 мг/кг, при высоких — на уровне высокого — 47,7 мг/кг, на неосушаемом — значения ниже — 8,2, 17,9 и 28,9 мг/кг соответственно. В зависимости от погодных условий различия его содержания между вариантами с применением средних и высоких норм удобрений и без них на обоих участках были больше во влажный год, с большей разницей — на осушаемых — выше нормы в 2,9-3,0 и 5,3-6,3 раза, в засушливые — в 1,9-2,8 и 3,8-6,2, в избыточно влажный год — меньше — в 1,9-2,2 и 2,5-2,7 раза.
Во влажные годы суммарное содержание нитратного и аммиачного азота на осушаемых почвах в среднем по вариантам удобрений за период вегетации составило 28,7 мг/кг почвы, на неосушаемых — 25,6 мг/кг, в избыточно влажный — несколько ниже — 25,2 и 22,1 мг/кг соответственно, в засушливые — значительно меньше — 20,0 и 14,9 мг/кг почвы.
В зависимости от фаз развития растений на осушаемых почвах наибольшие различия значений этого показателя по градациям лет были в фазы всходов и кущения, в среднем по вариантам удобрений во влажные годы соответственно фазам составляли 119 и 53 мг/кг почвы, в избыточно влажный — 95 и 43 мг/кг, в засушливые — 27 и 31 мг/кг почвы. Начиная с фазы выхода в трубку и до конца вегетации, во все годы идет снижение содержания нитратного и аммиачного азота до уровня низкого и очень низкого.
На неосушаемых почвах суммарное содержание нитратного и аммиачного азота во влажные годы было выше в фазе всходов, в среднем по вариантам удобрений — 116 мг/кг почвы, в фазе кущения оно снижается до 43 мг/кг, далее — до уровня низкого и очень низкого — 7,2-13,3 мг/кг почвы. В засушливые годы в фазы всходов и кущения суммарное содержание нитратного и аммиачного азота находилось на уровне средних значений — 26-26 мг/кг почвы, в последующие фазы — очень низких — 5,46,7 мг/кг почвы. В избыточно влажный год только в фазе всходов оно было на уровне высоких значений — 88 мг/кг почвы, далее снижалось до уровня низких — 4,2-9,2 мг/кг почвы.
Содержание переваримого протеина в зерне является одним из основных показателей оценки его качества, которое определяется исходя
из содержания общего азота. В опыте отмечено повышение его содержания на вариантах с удобрениями в среднем по восьмилетним данным на осушаемых почвах до 17,2-18,1%, без удобрений оно составляло 13,4%, на неосушаемых — до 16,1-17,7 и 14,0% соответственно. В зависимости от погодныхусловий изменение содержания общего азота на фоне применения средних и высоких норм удобрений по сравнению с неудобренным на обоих участках больше было во влажные годы, на осушаемых почвах, соответственно — выше на 38 и 43 относительных процентов, в избыточно влажный — на 24 и 28%, в засушливые — на 6 и 23%, на неосушаемых почвах различия меньше, во влажные годы — на 19-32%, в засушливые — на 17-19%, в избыточно влажный год — на 6-15%.
Важными показателями фотосинтетической деятельности посевов, влияющими на формирование урожая, являются площадь листьев и время их функционирования (фотосинтетический потенциал посевов — ФПП). Величина листовой поверхности в посевах яровой пшеницы в течение всей вегетации, а также значения ФПП во все годы исследований увеличивались с повышением фона удобренности на обоих участках (табл. 2).
В среднем за 8 лет при применении удобрений и повышении их норм значения площади листьев и ФПП были больше по сравнению с вариантом без удобрений на осушаемых почвах в 1,9-2,4 раза, на неосушаемых — в 1,9-2,6 раза. В зависимости от погодных условий величина ФПП и площади листьев наиболее высокими на обоих участках были во влажные годы, наименьшими — в избыточно влажный год, в обоих случаях с преимуществом осушаемых почв.
Больший эффект от осушения отмечен в избыточно влажный год, прибавка урожая в среднем по вариантам опыта составила 23%, во влажные — 10%, по восьмилетним данным — 12%. В засушливые годы выше урожай получили на неосушаемых почвах, в среднем по вариантам опыта — на 12%.
Применение и повышение норм удобрений во все годы положительно сказывалось на формировании урожая яровой пшеницы (табл. 3). В среднем за 8 лет урожай на варианте со средними нормами удобрений, по сравнению с вариантом без них, повысился на осушаемых почвах на 54%, с высокими — на 81%, увеличение нормы удобрений дало прибавку урожая на 17%, на неосушаемых почвах — на 53, 87 и 22% соответственно.
В зависимости от погодных условий выше прибавка урожая от применения удобрений на осушаемых почвах получена во влажные годы, на фоне средних норм она составила 60%, высоких — 89%, наименьшая она была в избыточно влажный год — 22 и 47% соответственно, в засушливые — 62 и 80%. На неосушаемых почвах
Таблица 2
Показатели фотосинтетической деятельности посевов яровой пшеницы в зависимости от осушения, вариантов удобрений и погодных условий в среднем за вегетацию
Вариант удобрений Осушаемая почва Неосушаемая почва
избыточно влажный год влажные годы засушливые годы в среднем за 2012-2019 гг. избыточно влажный год влажные годы засушливые годы в среднем за 2012-2019 гг.
Площадь листьев, тыс. м2/га
Без удобрений 18,2 18,8 14,2 17,6 13,8 15,7 8,1 135,
Средние нормы 29,6 36,1 25,6 32,7 16,7 28,7 20,0 25,0
Высокие нормы 31,4 45,2 37,2 41,5 22,4 35,9 30,6 32,9
Среднее 26,4 33,4 25,7 30,6 17,6 25,9 19,6 23,8
ФПП, млн м2/га дн.
Без удобрений 0,69 1,09 0,66 0,93 0,55 0,79 0,35 0,65
Средние нормы 1,22 2,07 1,18 1,74 0,67 1,58 0,90 1,30
Высокие нормы 1,30 2,62 1,67 2,22 0,89 2,01 1,36 1,71
Среднее 1,07 1,93 1,17 1,63 0,70 1,47 0,87 1,22
Таблица 3
Урожайность яровой пшеницы в зависимости от осушения, вариантов удобрений и погодных условий, т/га
Вариант удобрений Годы исследований В среднем за 2012-2019 гг.
избыточно влажный влажные засушливые
Осушаемая почва
Без удобрений 2,69 2,45 1,60 2,27
Средние нормы 3,28 3,91 2,60 3,50
Высокие нормы 3,95 4,64 2,88 4,11
В среднем 3,31 3,67 2,36 3,29
Неосушаемая почва
Без удобрений 1,80 2,36 1,23 2,01
Средние нормы 2,92 3,48 2,16 3,08
Высокие нормы 3,36 4,17 2,92 3,76
В среднем 2,69 3,34 2,10 2,95
НСР05 для средних: любых — 0,29, удобрений и лет — 0,12, почв — 0,10 т/га
больше прибавка урожая при применении удобрений была в засушливые годы, при средних нормах — 76%, при высоких — 137%, более низкая — во влажные годы — 47 и 77% соответственно, в избыточно влажный год — 62 и 87%.
Самый высокий урожай на фоне удобрений сформировался на обеих почвах во влажные годы. В среднем по вариантам опыта ниже урожай получили в менее благоприятных условиях засушливых лет по сравнению с влажными и избыточно влажным годами на осушаемых почвах — на 1,31 и 0,36 т/га или на 56 и 40%, на неосушаемых почвах — на 1,24 и 0,59 т/га или на 59 и 28% соответственно.
На фоне удобрений разница урожайности по градациям лет по сравнению с неудобренным вариантом была меньше. На неудобренном варианте урожай во влажные и избыточно влажный годы, по сравнению с засушливыми, на осушаемых почвах был выше на 53-68%, при применении удобрений различие между этими годами уменьшается, на фоне средних норм удобрений составляет 50-26%, высоких — 61-37%, на неосушаемых почвах — снижается с 92-46 до 61-35 и до 43-15% соответственно.
Доля участия в вариабельности урожая изучаемых факторов распределилась следующим образом. Доля участия удобрений была гораздо выше и составила 55%, градаций лет — 33%, осушения — 5%. В различных погодных условиях доля влияния удобрений и осушения на вариабельность урожая различалась: в избыточно влажный год доля удобрений составила 71%, осушения — 20%, во влажные — 91 и 4%, в сухие — 88 и 4% соответственно.
Анализ формирования продуктивных элементов структуры урожая яровой пшеницы показал, что на осушаемых почвах число зерен в колосе и масса 1000 зерен больше сформировались в избыточно влажный год, по сравнению с другими годами в среднем по вариантам опыта, соответственно, на 8,0-11,6% (2,3-3,2 шт.) и на 7,010,3% (2,3-3,3 г), меньше — в засушливые. Количество продуктивных стеблей больше было во влажные годы на 13,1-12,6% (на 55-53 шт./м2), в другие годы — значения близкие.
На неосушаемых почвах число зерен в колосе и масса 1000 зерен больше были в засушливые годы, по сравнению с другими годами, в среднем по вариантам опыта, соответственно, на 8,8-15,2% (2,4-3,9 шт.) и на 7,0-14,2% (2,2-4,2 г), меньше в избыточно влажный год. И, наоборот, количество продуктивных стеблей больше
было в избыточно влажный год на 3,6-6,7% (на 16-29 шт./м2), меньше — в засушливые годы.
Применение и повышение норм удобрений положительно повлияло на изменение всех основных продуктивных элементов структуры урожая. В среднем за 8 лет на обоих участках наибольшее влияние они оказали на изменение числа зерен в колосе, разница между крайними вариантами опыта 1 и 3 на осушаемых почвах составила 35,0% (8,4 шт.), затем на количество продуктивных стеблей — 16,5% (68,0 шт./м2) и наименьшее на массу 1000 зерен — 7,9% (2,5 г), на неосушаемых почвах, соответственно элементам — 55,5% (11,6 шт.), 14,6% (60 шт./м2), 8,3% (2,5 г).
В зависимости от погодных условий влияние удобрений на изменение продуктивных элементов структуры урожая различалось. Во влажные годы на обоих участках оно было аналогично средним многолетним. В большей степени они повлияли на увеличение числа зерен в колосе, разница между 1 и 3 вариантами на осушаемых почвах 42,1% (9,8 шт.), на количество продуктивных стеблей — 14,5% (63 шт./м2) и в меньшей степени на массу 1000 зерен — 10,7% (3,3 г), на неосушаемых почвах, соответственно элементам — 55,5% (11,6 шт.), 10,0% (42 шт./м2), 6,2% (1,9 г).
В засушливые годы на осушаемых почвах применение удобрений еще меньше повлияло на изменение массы 1000 зерен, разница между 1 и 3 вариантами составила 6,9% (2,2 г), больше
на количество продуктивных стеблей — 32,2% (116 шт./м2) и число зерен в колосе — 29,1% (6,8 шт.). На неосушаемых почвах в эти годы разница между 1 и 3 вариантами больше была по числу зерен в колосе — 79,4% (15,4 шт.), по количеству продуктивных стеблей и массе 1000 зерен значения близкие -10,4% (44 шт./м2) и 9,0% (2,8 г) соответственно.
В избыточно влажный год на осушаемых почвах большее влияние удобрения оказали на изменение числа зерен в колосе и массу 1000 зерен, разница между 1 и 3 вариантами соответственно составила 14,2% (4,1 шт.) и 9,1% (3,1 г), по количеству продуктивных стеблей — 4,9% (20 шт./м2). На неосушаемых почвах в этот год применение удобрений больше повлияло на увеличение количества продуктивных стеблей, разница между 1 и 3 вариантами — 56,2% (190 шт./м2), числа зерен в колосе и массу 1000 зерен -17,2% (4,0 шт.) и 15,9% (4,4 г) соответственно.
Оценку эффективности применения удобрений в посевах культур можно дать, определив окупаемость 1 кг д.в. прибавкой урожая. В опыте наибольшая окупаемость 1 кг д.в. удобрений урожаем зерна яровой пшеницы в среднем за 8 лет на обоих участках была от внесения средних норм с преимуществом осушаемых почв (табл. 4). В зависимости от погодных условий на обеих почвах она была выше во влажные годы также при средних нормах (на неосушаемых равная с избыточно влажным).
- 65
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 6 (378) / 2020
SCIENTIFIC SUPPORT AND MANAGEMENT OF AGRARIAN AND INDUSTRIAL COMPLEX
Таблица 4
Окупаемость 1 кг д.в. удобрений прибавкой урожая яровой пшеницы в зависимости от осушения, вариантов удобрений и погодных условий, кг
Вариант удобрений Годы исследований В среднем за 2012-2019 гг.
избыточно влажный влажные засушливые
Осушаемая почва
Средние нормы 4,4 10,8 7,4 9,1
Высокие нормы 4,7 8,1 4,7 6,8
Неосушаемая почва
Средние нормы 8,3 8,3 6,9 7,9
Высокие нормы 5,8 6,7 6,3 6,5
Выводы
Таким образом, выявлено различное влияние удобрений и осушения в зависимости от погодных условий на формирование урожая яровой пшеницы. Было установлено, что более благоприятное состояние водно-воздушного режима почвы в течение вегетации сложилось на обеих почвах во влажные годы, на неосушаемых почвах — и в засушливые годы, менее — на обеих почвах в избыточно влажный год.
Больший эффект от осушения отмечен в избыточно влажные годы, прибавка урожая в среднем по вариантам опыта составила 23%, во влажные — 10%, по восьмилетним данным — 12%. В засушливые годы выше урожай получили на неосушаемых почвах, в среднем по вариантам опыта — на 12%.
Ниже урожай на обеих почвах получили в засушливые годы, по сравнению с влажными и избыточно влажным, на осушаемых почвах — в среднем по вариантам опыта на 56 и 40%, на неосушаемых почвах — на 59 и 28% соответственно.
Во все годы исследований применение и повышение норм удобрений положительно сказывалось на формировании урожая яровой пшеницы. Наибольшая прибавка урожая при применении удобрений на осушаемых почвах получена во влажные годы, при средних нормах она составила 60%, при высоких — 89%, на неосушаемых почвах — в засушливые, соответственно нормам 76 и 137%.
Доля участия в вариабельности урожая изучаемых факторов распределилась следующим образом: доля участия удобрений была выше всех факторов и составила 55%, градаций лет — 33%, осушения — 5%. В различных погодных условиях доля влияния удобрений и осушения на вариабельность урожая различалась: в избыточно влажный год доля удобрений была 71%, осушения — 20%, во влажные годы — 91 и 4%, в сухие — 88 и 4% соответственно.
По восьмилетним данным более высокая окупаемость применения удобрений прибавкой урожая зерна яровой пшеницы на обоих участках получена на фоне применения средних норм, на осушаемой почве — 9,1 кг/кг, на неосу-шаемой — 7,9 кг/кг, которая была выше во влажные годы — 10,8 и 8,3 кг/кг соответственно.
Полученные данные в зависимости от почвенных, погодных, производственных условий позволяют использовать более выгодные технологические варианты возделывания яровой пшеницы.
Литература
1. Петрова Л.И., Митрофанов Ю.И., Первушина Н.К., Лапушкина В.Н. Воздействие осушения и удобрений на урожайность озимой тритикале // Земледелие. 2019. № 4. С. 22-24.
2. Макарычева Е.А., Овчинникова Е.В. Определение критической глубины залегания грунтовых вод на осушенных землях // Мелиорация и водное хозяйство. 2018. № 5.С.29-32.
3. Янко Ю.Г., Петрушин А.Ф. О некоторых причинах переувлажнения и повторного заболачивания сельскохозяйственных земель в Ленинградской области // Мелиорация и водное хозяйство. 2018. № 4. С. 36-38.
4. Лагутина Т.Б., Шалагинова Л.Н. Влияние разных видов дренажных систем длительного срока эксплуатации на режим осушения пойменных торфяных почв // Мелиорация и водное хозяйство. 2016. № 6. С. 42-46.
5. Дубовик Д.В., Чуян О.Г. Качество сельскохозяйственных культур в зависимости от агротехнических приемов и климатических условий // Земледелие. 2018. № 2. С. 9-13.
6. Строков А.С., Макаров О.А., Марахова Н.А., Поташников В.Ю. Влияние почвенно-климатических факторов на урожайность основных сельскохозяйственных культур в муниципальных районах Белгородской области // Земледелие. 2019. № 6. С. 21-24.
7. Сычев В.Г., Беличенко М.В. Романенков В.А. Результаты мониторинга урожайности сельскохозяйственных культур, продуктивности севооборотов и изменения свойств почв в длительных опытах географической сети // Плодородие. 2017. № 6 (99). С. 2-5.
8. Иванов А.И., Конашенков А.А. Снижение зависимости земледелия северо-запада России от погодно климатических аномалий: проблемы и решения // Мелиорация и водное хозяйство. 2018. № 5. С. 32-37.
9. Кирюшин В.И. Минеральные удобрения как ключевой фактор развития сельского хозяйства и оптимизации природопользования // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 3. С. 19-25.
10. Vasbieva, M.T. (2019). Effect of long-term application of organic and mineral fertilizers on the organic carbón content and nitrogen regime of soddy-podzolic soil. Eurasian Soil Science, vol. 52, no. 11, pp. 1422-1428.
11. Абашеев ВД., Попов Ф.А., Носкова Е.Н., Жук С.Н. Влияние минеральных удобрений на урожайность и качество зерна яровой пшеницы Свеча // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2017. Т. 2. № 57. С. 35-40.
12. Ваулина Г.И., Алиев А.М., Самойлов Л.Н. Роль комплексного применения средств химизации в повышении урожайности зерновых культур и окупаемости удобрений // Плодородие. 2016. № 5 (92). С. 47-49.
13. Лыскова И.В. Влияние минеральных удобрений на плодородие дерново-подзолистой почвы, урожайность и качество зерновых культур // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2017. Т. 6. № 61. С. 35-40.
14. Kiryushin, V.I. (2019). The Management of Soil Fertility and Productivity of Agrocenoses in Adaptive-Landscape Farming Systems. Eurasian Soil Science, vol. 52, no. 9, pp. 1137-1145.
15. Румянцев В.И., Коптева З.Ф., Сурков Н.Н. Земледелие с основами почвоведения. М.: Колос, 1979. 367 с.
Об авторах:
Петрова Лидия Ивановна, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела мелиорации почв, ОРСЮ: http://orcid.org/0000-0002-6197-0831, 2016vniimz-noo@list.ru
Митрофанов Юрий Иванович, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела мелиоративного земледелия, ОРСЮ: http://orcid.org/0000-0003-0994-6743, 2016vniimz-noo@list.ru
Анциферова Ольга Николаевна, кандидат сельскохозяйственных наук, ученый секретарь, ведущий научный сотрудник отдела биотехнологий, ОРСЮ: http://orcid.org/0000-0001-5494-710X, 2016vniimz-noo@list.ru
Первушина Наталья Константиновна, младший научный сотрудник отдела мелиорации почв, ОРСЮ: http://orcid.org/0000-0003-0618-4405, 2016vniimz-noo@list.ru
INFLUENCE OF DRAINAGE, FERTILIZATION AND WEATHER CONDITIONS ON THE HARVEST OF SPRING WHEAT
L.I. Petrova, Yu.I. Mitrofanov, O.N. Antsiferova, N.K. Pervushina
Federal research center "V.V. Dokuchaev soil science institute'; Tver region, Russia
The article presents the research results for 2012-2019 to study the influence of various factors on the yield of spring wheat. The experience was laid in VNIIMZ (Tver region) on drained and non-drained soils in 3 versions: without fertilizers, with medium and high rates of their application. According to weather conditions, the years of research are divided into excessively humid, humid and arid (according to G.T. Selyaninov). The moisture content of the arable soil layer, according to the gradations of years, on average for the growing season on the drained soil was 95%, 65%, 45% of the lowest moisture capacity, undrained — 108%, 83%, 70%. The advantage of drainage was more pronounced in excessively wet years, the yield increase on average for the experimental variants was 23%, in wet ones — 10%, in general, according to eight-year data — 12%. A lower yield on both soils was obtained in dry years, compared with wet and excessively wet, on average, according to the variants of the experiment on drained by 56 and 40%, undrained, by 59 and 28%, respectively. A greater effect from the use of fertilizers on drained soils was noted in wet years, with average rates, the yield increased by 60%, with high rates — by 89%, on non-drained — in dry years, by 76 and 137%, respectively. The share of participation in the variability of the yield of the studied factors was distributed as follows: fertilizers — 55%, gradations of years — 33%, drainage — 5%. In different weather conditions, the share of the influence of fertilization and
drainage on the yield variability was different. In an excessively wet year, the share of fertilizers was 71%, drainage — 20%, in wet years, respectively — 91 and 4%, in dry — 88 and 4%. The highest payment for 1 kg of active ingredient fertilizer yield increase in both plots was established from the introduction of average rates, on average for 8 years, on drained soil — 9.1 kg, undrained — 7.9 kg, higher — in wet years, respectively, 10.8 and 8.3 kg. Keywords: spring wheat, drainage, fertilizer rates, weather conditions, water-air and nutrient regimes, yield, return on fertilizers.
References
1. Petrova, L.I., Mitrofanov, YU.I., Pervushina, N.K., Lapush-kina, V.N. (2019). Vozdeistvie osusheniya i udobrenii na uro-zhainost' ozimoi tritikale [Impact of drainage and fertilization on the yield of winter triticale]. Zemledelie, no. 4, pp. 22-24.
2. Makarycheva, E.A., Ovchinnikova, E.V. (2018). Opre-delenie kriticheskoi glubiny zaleganiya gruntovykh vod na osushennykh zemlyakh [Determination of the critical depth of groundwater occurrence on drained lands]. Melioratsiya i vodnoe khozyaistvo [Melioration and water management], no. 5, pp. 29-32.
3. Yanko, Yu.G., Petrushin, A.F. (2018). O nekotorykh prichinakh pereuvlazhneniya i povtornogo zabolachivaniya sel'skokhozyaistvennykh zemel' v Leningradskoi oblasti [On some reasons for waterlogging and re-waterlogging of agricultural lands in the Leningrad region]. Melioratsiya i vodnoe khozyaistvo [Melioration and water management], no. 4, pp. 36-38.
4. Lagutina, T.B., Shalaginova, L.N. (2016). Vliyanie raznykh vidov drenazhnykh sistem dlitel'nogo sroka ehkspluatatsii na rezhim osusheniya poimennykh torfyanykh pochv [Influence of different types of long-term drainage systems on the drainage regime of floodplain peat soils]. Melioratsiya i vodnoe khozyaistvo [Melioration and water management], no. 6, pp. 42-46.
5. Dubovik, D.V., Chuyan, O.G. (2018). Kachestvo sel'skokhozyaistvennykh kul'tur v zavisimosti ot agrotekh-nicheskikh priemov i klimaticheskikh uslovii [The quality of crops, depending on agricultural practices and climatic conditions]. Zemledelie, no. 2, pp. 9-13.
About the authors:
6. Strokov, A.S., Makarov, O.A., Marakhova, N.A., Potash-nikov, V.Yu. (2019). Vliyanie pochvenno-klimaticheskikh fak-torov na urozhainost' osnovnykh sel'skokhozyaistvennykh kul'tur v munitsipal'nykh raionakh Belgorodskoi oblasti [Influence of soil and climatic factors on the productivity of main agricultural crops in the municipal districts of the Belgorod region]. Zemledelie, no. 6, pp. 21-24.
7. Sychev, V.G., Belichenko, M.V. Romanenkov, V.A. (2017). Rezul'taty monitoringa urozhainosti sel'skokhozyaistvennykh kul'tur, produktivnosti sevooborotov i izmeneniya svoistv pochv v dlitel'nykh opytakh geograficheskoi seti [Results of monitoring the yield of agricultural crops, productivity of crop rotations and changes in soil properties in long-term experiments of the geographical network]. Plodorodie [Fertility], no. 6 (99), pp. 2-5.
8. Ivanov, A.I., Konashenkov, A.A. (2018). Snizhenie zavisimosti zemledeliya severo-zapada Rossii ot pogodno klimaticheskikh anomalii: problemy i resheniya [Reducing the dependence of agriculture in the northwest of Russia on weather and climatic anomalies: problems and solutions]. Melioratsiya i vodnoe khozyaistvo [Melioration and water management], no. 5, pp. 32-37.
9. Kiryushin, V.I. (2016). Mineral'nye udobreniya kak kly-uchevoi faktor razvitiya sel'skogo khozyaistva i optimizatsii prirodopol'zovaniya [Mineral fertilizers as a key factor in the development of agriculture and the optimization of environmental management]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of the AIC], vol. 30, no. 3, pp. 19-25.
10. Vasbieva, M.T. (2019). Effect of long-term application of organic and mineral fertilizers on the organic carbon content and nitrogen regime of soddy-podzolic soil. Eurasian Soil Science, vol. 52, no. 11, pp. 1422-1428.
11. Abasheev, V.D., Popov, F.A., Noskova, E.N., Zhuk, S.N. (2017). Vliyanie mineral'nykh udobrenii na urozhainost' i kachestvo zerna yarovoi pshenitsy Svecha [Influence of mineral fertilizers on yield and grain quality of spring wheat Svecha]. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka, vol. 2, no. 57, pp. 35-40.
12. Vaulina, G.I., Aliev, A.M., Samoilov, L.N. (2016). Rol' kompleksnogo primeneniya sredstv khimizatsii v povyshenii urozhainosti zernovykh kul'tur i okupaemosti udobrenii [The role of the complex application of chemical agents in increasing the yield of grain crops and the payback of fertilizers]. Plodorodie [Fertility], no. 5 (92), pp. 47-49.
13. Lyskova, I.V. (2017). Vliyanie mineral'nykh udobrenii na plodorodie dernovo-podzolistoi pochvy, urozhainost' i kachestvo zernovykh kul'tur [The effect of mineral fertilizers on the fertility of sod-podzolic soil, yield and quality of grain crops]. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka, vol. 6, no. 61, pp. 35-40.
14. Kiryushin, V.I. (2019). The Management of Soil Fertility and Productivity of Agrocenoses in Adaptive-Landscape Farming Systems. Eurasian Soil Science, vol. 52, no. 9, pp. 1137-1145.
15. Rumyantsev, V.I., Kopteva, Z.F., Surkov, N.N. (1979). Zemledelie s osnovami pochvovedeniya [Farming with the basics of soil science]. Moscow, Kolos Publ., 367 p.
Lidiya I. Petrova, candidate of agricultural sciences, leading researcher of the department of soil reclamation, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-6197-0831, 2016vniimz-noo@list.ru
Yuri I. Mitrofanov, candidate of agricultural sciences, leading researcher of the department of soil reclamation, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-0994-6743, 2016vniimz-noo@list.ru
Olga N. Antsiferova, candidate of agricultural sciences, scientific secretary, leading researcher of the department of biotechnology, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-5494-710X, 2016vniimz-noo@list.ru
Natalya K. Pervushina, junior researcher of the department of soil reclamation, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-0618-4405, 2016vniimz-noo@list.ru
2016vniimz-noo@list.ru
Издательство «Электронная наука» выпускает научные журналы на русском и английском языках. Нам доверяют авторы по всему миру. Количество наших читателей, в том числе и в Интернете,
более 55 тысяч человек ежемесячно.
ЖУРНАЛЫ ИЗДАТЕЛЬСТВА «ЭЛЕКТРОННАЯ НАУКА»
МОСКОВСКИЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ
«Московский экономический журнал» (МЭЖ) зарегистрирован как сетевое ежемесячное издание.
■ МЭЖ — научно-практический журнал, который включен
в перечень ВАК и размещается в научных базах AGRIS, РИНЦ.
■ Миссия журнала — создание условий для интеграции современных достижений экономической науки и эффективного бизнеса.
Контакты: https://qje.su, e-science@list.ru
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № б ^S) / 2020
