CC BY
18
УДК 631.5:631.8:633.15
ВЛИЯНИЕ ПРИЁМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА КУКУРУЗЫ
МАЛЫШЕВА Е.В.,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры почвоведения и общего земледелия имени профессора В.Д. Мухи, ФГБОУ ВО Курская ГСХА, е-mail: maleshevae1981@mail.ru.
ТОРИКОВ В.Е.,
доктор сельскохозяйственных наук, проректор по научной работе и инновациям, профессор кафедры агрономии, селекции и семеноводства, ФГБОУ ВО Брянский ГАУ, torikov@bgsha.com, +7 (48341) 24-6-94.
Реферат. В статье показано, что вносимые минеральные удобрения в нормах N30P30K30, N45P45K45, N60P60K60 кг/га на планируемый уровень урожайности 6-7 и 8 т/га, по отвальной вспашке обеспечили формирование урожайности зерна 6,63 - 7,52 и 7,80 т/га, а по безотвальному рыхлению почвы стойками Параплау - 7,08 - 7,67 и 8,01 т/га. При внесении N60P60K60 в среднем наибольшая прибавка урожайности зерна - 3,54 и 3,49 т/га была отмечена как по вспашке, так и по безотвальной обработке почвы. Зерно гибрида Делитоп, выращенное на вариантах опыта с различными приемами основной обработки почвы, по содержанию сырого протеина, жира, клетчатки, золы, безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) больших различий не имело. На вариантах опыта при внесении N60P60K60 незначительно повышалось в зерне содержание сырого протеина, безазотистых экстрактивных веществ, сырого жира, сырой клетчатки и золы по сравнению с вариантом, где вносили N30P30K30. Содержание общего азота и фосфора в сравнении с контролем значительно повышалось на вариантах опыта с увеличением вносимых норм минеральных удобрений, тогда как содержание калия не изменялось и находилось на одном и том же уровне на всех вариантах опыта. Содержание нитратов (N-N03) в зерне в фазе полной спелости определялось уровнем минерального питания растений и варьировало в небольших количествах: от 26,4 до 43,9 мг/кг по вспашке и от 25,8 до 43,0 мг/кг по безотвальному рыхлению почвы, что значительно ниже уровня ПДК. На вариантах без внесения минеральных удобрений содержание нитратов было низким и не превышало 25,5-25,8 мг/кг.
Ключевые слова: кукуруза, приемы основной обработки почвы, минеральные удобрения, микроэлементы, урожайность и качество зерна.
INFLUENCE OF MAIN TILLAGE TECHNIQUES AND MINERAL FERTILIZATION ON YIELD AND GRAIN QUALITY OF CORN HYBRIDS
MALYSHEVA E.V.,
candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of the Department of Soil Science and General Agriculture named after Professor V. D. Mukha, FSBEI HE Kursk State Agricultural Academy, e-mail: maleshevae1981@mail.ru.
TORIKOV V.E.,
doctor of Agricultural Sciences, Professor of the Department of Agronomy, Selection and Seed Production, Prorector for research and innovation, Bryansk State Agrarian University,torikov@bgsha.com.
Essay. The article shows that the mineral fertilizers application at the rates of N30P30K30, N45P45K45, N60P60K60 kg/ha (the planned yield level of 6-7-8 t/ha) resulted in the grain yield of 6.63-7.52-7.80 t/ha with moldboard plowing, and 7.08-7.67-8.01 t/ha with Paraplau subsurface loosening. When applying N60P60K60, on average, the highest increase in grain yield of 3.54 and 3.49 t/ha was recorded both with plowing and subsurface loosening. The kernels of the hybrid Delitop, grown in the experimental variants with various tillage techniques, did not have large differences in the content of crude protein, fat, fiber, ash, nitrogen-free extractives. In the variants with N60P60K60 the content of crude protein, nitrogen-free
extractives, crude fat, crude fiber and ash in kernels slightly increased as compared to the variant with N30P30K30. The content of total nitrogen and phosphorus in comparison with the control significantly rised in the variants with an increase in the rates of mineral fertilizers applied, while the potassium content did not change and was at the same level in all experimental variants. The content of nitrates (N-N03) in kernels in the phase of full ripeness was determined by the level of mineral nutrition of plants and varied in small amounts from 26.4 to 43.9 mg/kg with plowing and from 25.8 to 43.0 mg/kg with subsurface loosening, being significantly lower than the maximum allowable concentration level. In the variants without mineral fertilizers, the nitrate content was low and did not exceed 25.5-25.8 mg/kg.
Keywords: corn, main tillage techniques, mineral fertilizers, microelements, grain yield, grain quality.
Введение. В Центральном Черноземье кукуруза является наиболее высокоурожайной и требовательной культурой к условиям произрастания. Под ее посевы отводят поля с плодородными, богатыми азотом и хорошо аэрируемыми почвами [1].
С урожаем 60-70 ц зерна кукуруза выносит из почвы примерно 150-180 кг N 50-60 - Р2О5 и 150-200 кг К2О. Поглощение питательных веществ кукурузой продолжается до наступления восковой спелости зерна. В процессе вегетации растения кукурузы потребляют элементы минерального питания неодинаково. Поглощение азота продолжается почти до созревания зерна, однако максимум его приходится на период за 2-3 недели до выбрасывания метелок. На бедных азотом лесостепных почвах, а также на выщелоченных и оподзоленных черноземах лесостепи чаще всего не хватает азота [2,3].
Фосфор кукуруза усваивает равномерно, вплоть до созревания. Острую потребность в фосфорном питании растения испытывают в начальный период своей жизни. Фосфорные удобрения, внесенные к моменту сева кукурузы, способствуют мощному развитию корневой системы, более раннему образованию початков и ускорению созревания.
Калий наиболее интенсивно поглощает в первый период вегетации. При выращивании кукурузы на зерно накопление калия во второй половине вегетации часто резко снижается в результате оттока его из растений в почву. В калийных удобрениях потребность возникает на почвах после предшественников, потребляющих много калия (корнеплоды, травы, картофель и т.д.) [3].
Поиск оптимальных способов механической обработки почвы, направленных на улучшение почвенных режимов, благоприятно сказывающихся на росте, развитии и продуктивности культурных растений, осуществляется на протяжении всей истории земледельческой науки и практики. При этом глубина обработки занимает главное место в системе возделывания сельскохозяйственных культур. Вопрос о выборе приема основной обработки почвы всегда был и остается актуальным и наиболее спорным [4].
Целью исследований являлось изучить для условий агроландшафта лесостепи Центрального Черноземья влияние приёмов основной обработки почвы и действие различных норм внесения минеральных удобрений на урожайность и качество зерна кукурузы.
Условия, материалы и методы исследований.
Полевые опыты выполняли в течение 20152020 гг. на серых лесных почвах, сформированных под пологом широколиственных лесов, которые занимают территорию Курской области, ограниченную долинами рек Тускари и Сейма.
Почвы опытных участков характеризуются как хорошо окультуренные. Содержание гумуса колеблется от 3,0 до 3,9%, подвижного фосфора от 122 до 140, калия - от 85 до 132 мг/кг почвы (таблица 1).
Средневзвешенное содержание микроэлементов составляет по меди - 0,36 мг/кг почвы, цинку - 0,44 мг/кг, марганцу - 7,3 мг/кг, кобальту - 0,26 мг/кг и бору - 1,90 мг/кг почвы.
Таблица 1 - Агрохимическая характеристика по слоям почвы (средневзвешенные показатели)
Слой почвы, см Гумус, % Р2О5 К2О рН S сумма поглощенных оснований мг.экв/100 г.
мг/кг
0-30 3,9 140 132 4,8 13,3
30-50 3,0 122 85 5,2 13,2
Выбор гибридов осуществлялся на основе рекомендаций Государственного Реестра селекционных достижений (gossort.com).
Климат места проведения опытов характеризуется умеренной континентальностью, которая усиливается с северо-запада на юго-восток.
Норму высева семян устанавливали из расчета 87 тыс. штук семян на 1 га. Выбор химических средств защиты растений (ХСЗР) проводили в соответствии с Государственным каталогом пестицидов и агрохимикатов, разрешенных на территории Российской Федерации, удобрения и химические средства защиты растений. Применяли диаммофоску (М10Р26К26) - ТУ 113-08-56998, ТУ 2186-142-05015182-09; сульфат аммония
- ТУ 113-03-625-90, ГОСТ 51520-99, аммиачную селитру (Ш4^э) - ГОСТ 2-2013.
В полевых опытах рассматривали технологию возделывания кукурузы при нормах внесения минеральных удобрений - М30Рз0Кз0 кг/га (фон 1), К45Р45К45 кг/га (фон 2), N60P60K60 кг/га (фон 3) на уровень планируемой урожайности 6
- 7- 8 т/га зерна.
В полевом опыте осуществлялась традиционная система земледелия, построенная на принципе прямолинейной организации территории с крутизной склона от 1 до 30 После уборки озимой пшеницы проводили лущение стерни, отвальную вспашку на глубину 27-29 см и безотвальную обработку плугом со стойками типа «Параплау». Предпосевная обработка почвы включала культивацию с выравниванием и предпосевную культивацию. Посев осуществляли поперек склона. Полевые исследования проводили в соответствии с Методикой государственного испытания сельскохозяйственных культур [5] и Методическими рекомендациями по проведению опытов с кукурузой [6].
Результаты исследования. В результате проведенных полевых опытах было установлено, что одноразовое воздействие на почву различными приемами основной обработки оказало незначительное влияние на структурно-агрегатное состояние обрабатываемого слоя. На вариантах отвальной обработки почвы создавался наиболее оптимальный структурно-агрегатный состав обрабатываемого слоя на глубине 0-20 см.
Отсутствие перемешивания почвы со стерневыми растительными остатками безотвальная обработка плугом со стойками Параплау способствовала более быстрому уплотнению обрабатываемого слоя и переходу к равновесной плотности. Содержание агрономически ценных водопрочных агрегатов снижалась - на 4,0-4,5 % по сравнению с ежегодной вспашкой. Длительная безотвальная обработка приводила к снижению запасов доступной влаги в метровом слое почвы от 5,9 до 11,0% по сравнению со вспашкой.
На вариантах опыта при длительной безотвальной обработке с применением минеральных удобрений в слое почвы 0-10 см увеличивалось содержание пылеватых частиц до 20,5% по сравнению с контролем - без внесения минеральных удобрений.
В среднем за годы полевых опытов было выявлено, что при внесении минеральных удобрений из расчета М60Р60К60 при безотвальной обработке плугом со стойками типа «Параплау» получена наибольшая урожайность зерна - 8,10 т/га, тогда как по вспашке она была ниже на 0,30 т/га (таблица 2). При внесении Ы45Р45К45 по безотвальной обработке прибавка урожайности зерна к контролю составила 43,1%, по вспашке -28,3%, а на фоне внесения М60Р60К60 - 51,1 и 33,1%, соответственно.
Таблица 2 - Урожайность зерна кукурузы в зависимости от приемов основной обработки
Норма внесения удобрений Вспашка 27-30 см Безотвальная обработка 27-30 см
в среднем в среднем
2015-2020 гг. прибавка от удобрений к контролю 2015-2020 гг. прибавка от удобрений к контролю
т/га % т/га %
Контроль (без удобрений) 5,86 - - 5,36 - -
^0?30К30 6,63 0,77 13,1 7,08 1,72 32,1
М/5Р45К/5 7,52 1,66 28,3 7,67 2,31 43,1
М60Р60К60 7,80 1,94 33,1 8,10 2,74 51,1
НСР05 фактор А 0,16 - 0,17 т/га фактор В 0,23 - 0,11 т/га фактор АВ 0,46 - 0,21 т/га
В среднем за годы проведения полевых опытов, вносимые минеральные удобрения в нормах - NзoPзoKзo; N45P45K45; и N6oP6oK6o кг/га на уровень планируемой урожайности (6 - 7 и 8 т/га) по безотвальному рыхлению почвы стойками Параплау составила 7,08 - 7,67 и 8,01 т/га, тогда как по вспашке 6,63 - 7,52 и 7,80 т/га, соответственно.
На вариантах опыта при внесении ^^о^ по сравнению с контролем наибольшая прибавка урожайности зерна 2,74 т/га была отмечена как по безотвальной обработке почвы, тогда как по вспашке - 1,94 т/га Безотвальная обработка имела тенденцию к повышению урожайности зерна на 0,3 т/га по сравнению со вспашкой.
Результаты биохимического анализа зерна гибрида Делитоп, выращенного на вариантах опыта с различными приемами основной обработки почвы, по содержанию сырого протеина,
жира, клетчатки, золы, безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) демонстрируют, что больших различий в их накоплении не установлено (таблица 3).
Так, по традиционной вспашке на 27-30 см на вариантах опыта с внесением N30P30K30; N45P45K45; и N60P60K60 содержание сырого протеина в зерне кукурузы составило 8,54; 8,57 и 8,63%, содержание сырого жира - 4,23; 4,29 и 4,31 %, золы - 1,33; 1,34 и 1,38%. По безотвальному рыхлению стойками Параплау на 27-30 см содержание питательных веществ в зерне было примерно на том же уровне. При внесении ^^о^ (фон 3) незначительно повышалось содержание сырого протеина, безазотистых экстрактивных веществ, сырого жира, сырой клетчатки и золы в зерне по сравнению с вариантом, где вносили N30P30K30. (фон 1).
Таблица 3 - Содержание питательных веществ в зерне в зависимости от приёмов основной
Норма внесенных удобрений Сырой протеин Сырой жир БЭВ Сырая клетчатка Зола Общий азот Фосфор Калий
Вспашка 27-30 см
Контроль (без удобрений) 7,63 4,22 61, 19 1,53 1,19 1,22 0,25 0,40
NзоPзоKзо 8,54 4,23 61,71 1,68 1,33 1,36 0,33 0,40
N45^5^5 8,57 4,29 62,74 1,75 1,34 1,37 0,33 0,40
N6оP6оK6о 8,63 4,31 70,24 1,81 1,38 1,38 0,34 0,40
Безотвальная обработка стойками Параплау на 27-30 см
Контроль (без удобрений) 7,69 4,31 62, 34 1,50 1,19 1,23 0,25 0,40
NзоPзоKзо 8,56 4,26 60,99 1,68 1,24 1,34 0,29 0,40
N45P45K45 8,78 4,26 63,39 1,79 1,35 1,37 0,33 0,40
N6оP6оK6о 8,81 4,28 69,28 1,85 1,36 1,41 0,34 0,40
Таблица 4 - Содержание нитратов в зерне* в зависимости от приемов обработки почвы и
Доза удобрений 2015 г. 2016 г. Среднее 2017 г. 2018 г. Среднее 2019 г. 2020 г. Среднее
Вспашка 27-30 см
Контроль (без удобрений) 28,4 26,4 25 ,8 28,0 26,9 25 ,8 29 ,1 27,4 25 ,8
N^30^0 37,6 32,8 33,8 37,9 33,8 33,8 36,9 33,0 33,8
N45P45K45 39,5 38,8 38,4 39,1 38,9 38,4 38,5 37,8 38,4
N6оP6оK6о 43,9 43,7 43,0 43,2 43,9 43,0 42,9 43,7 43,0
Безотвальная обработка на 27-30 см
Контроль (без удобрений) 28,0 25 ,8 25 ,5 27,9 26,8 25 ,5 28,5 25 ,8 25 ,5
N^30^0 36,9 32,1 33,3 36,8 33,1 33,3 36,2 32,1 33,3
N45^5^5 38,8 37,7 37,4 37,9 38,8 37,4 37,8 36,7 37,4
^60^0 43,0 41,9 41,9 42,6 42,1 41,9 40,0 40,9 40,4
Примечание: ПДК содержание нитратов в зерне - 300 мг/кг.
Содержание общего азота и фосфора в сравнении с контролем значительно увеличивалось на вариантах опыта с применением минеральных удобрений, тогда как содержание калия не изменялось и находилось на одном и том же уровне на всех вариантах опыта.
Содержание нитратов (N-N03) в зерне в фазе полной спелости определялось уровнем минерального питания растений и варьировало в небольших пределах 26,4-43,9 мг/кг по вспашке и 25,8-43,0 мг/кг по безотвальному рыхлению почвы, что было значительно ниже уровня ПДК. На вариантах без внесения минеральных удобрений содержание нитратов было низким и не превышало 25,5-25,8 мг/кг (таблица 4).
Итак, наиболее эффективными оказались варианты с внесением минеральных удобрений в нормах ^5Р45К45 и ^0Р60К60, которые обеспечили увеличение содержания сырого протеина, сырого жира и не повышали содержание нитратов (N-N03) в зерне кукурузы выше ПДК.
Выводы. В среднем за годы проведения полевых опытов, вносимые минеральные удобрения на уровень планируемый уровень урожайности (6 - 7 и 8 т/га), по отвальной вспашке обеспечили формирование урожайности зерна 6,63 - 7,52 и 7,80 т/га, а по безотвальному рыхлению почвы стойками Пара-плау - 7,08 - 7,67 и 8,01 т/га. При внесении ^0Р60К60 в среднем наибольшая прибавка
урожайности зерна - 3,54 и 3,49 т/га была отмечена как по вспашке, так и по безотвальной обработке почвы. По сравнению со вспашкой безотвальная обработка почвы стойками Па-раплау имела тенденцию к повышению урожайности зерна на 0,3 т/га.
Зерно гибрида Делитоп, выращенное на вариантах опыта с различными приемами основной обработки почвы, по содержанию сырого протеина, жира, клетчатки, золы, безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) больших различий не имело. При внесении ^0Р60К60 незначительно повышалось содержание сырого протеина, безазотистых экстрактивных веществ, сырого жира, сырой клетчатки и золы в зерне по сравнению с вариантом, где вносили ^оРздКэд. Содержание общего азота и фосфора в сравнении с контролем значительно увеличивалось на вариантах опыта с применением минеральных удобрений, тогда как содержание калия не изменялось и находилось на одном и том же уровне на всех вариантах опыта.
Содержание нитратов (N-N0^ в зерне в фазе полной спелости определялось уровнем минерального питания растений и варьировало в небольших пределах 26,4-43,9 мг/кг по вспашке и 25,8-43,0 мг/кг по безотвальному рыхлению почвы и было значительно ниже уровня ПДК. На вариантах без внесения минеральных удобрений содержание нитратов было низким и не превышало 25,5-25,8 мг/кг.
Список использованных источников
1. Привало К.И., Малышева Е.В., Костенко Н.А. Анализ эффективности ведения сельскохозяйственного предприятия // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2015. - №5. - С.48-52.
2. Кукуруза и сорго в интенсивном земледелии юго-запада Центрального региона России: монография / В.Е. Ториков, С.А. Бельченко, А.В. Дронов и др. - Брянск, 2018. - 208 с.
3. Ториков В.Е., Мельникова О.В. Производство продукции растениеводства: учеб. пособие для вузов. - 5-е изд., стер. - СПб.: Лань, 2021. - 512 с.
4. Природные ресурсы растениеводства западной части Европейской России: коллективная монография. Часть 1. - Отв. редакторы Е.В. Просянников, В.Е. Ториков / Н.М. Белоус, Г.П. Ма-лявко и др. - Брянск, 2020. - 212 с.
5. Методика государственного испытания сельскохозяйственных культур. Вып. 2. - М., Госкомиссия по сортоиспытанию с.-х. культур, 1989. - 197 с.
6. Методические рекомендации по проведению опытов с кукурузой. Днепропетровск: ВНИИ кукурузы, 1980. - 36 с.
Spisok ispoFzovanny'x istochnikov
1. Privalo K.I., Maly'sheva E.V., Kostenko N.A. Analiz effektivnosti vedeniya seFsko-xozyajstvennogo predpriyatiya // Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj seFskoxozyajstvennoj akademii. -2015. - №5. - S.48-52.
2. Kukuruza i sorgo v intensivnom zemledelii yugo-zapada CentraFnogo regiona Rossii: monografiya / V.E. Torikov, S.A. Belchenko, A.V. Dronov i dr. - Bryansk, 2018. - 208 s.
3. Torikov V.E., Mel'nikova O.V. Proizvodstvo produkcii rastenievodstva: ucheb. posobie dlya vuzov. - 5-e izd., ster. - SPb.: Lan', 2021. - 512 s.
4. Prirodny'e resursy' rastenievodstva zapadnoj chasti Evropejskoj Rossii: kollektivnaya monografiya. Chast' 1. - Otv. redaktory' E.V. Prosyannikov, V.E. Torikov / N.M. Belous, G.P. Malyavko i dr. - Bryansk, 2020. - 212 s.
5. Metodika gosudarstvennogo ispy'taniya sel'skoxozyajstvenny'x kul'tur. Vy'p. 2. - M., Goskomissiya po sortoispy'taniyu s.-x. kul'tur, 1989. - 197 s.
6. Metodicheskie rekomendacii po provedeniyu opy'tov s kukuruzoj. Dnepropetrovsk: VNII kukuruzy', 1980. - 36 s.
