CC BY
183
1Agrophysical Research Institute, Grazhdanskiy prosp., 14, Saint-Petersburg, 195220, Russian Federation
institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural production - branch of Federal Scientific Agroengineering Center -VIM, sh. Filtrovskoe, 3, pos. Tyarlevo, Sankt-Peterburg, 196625, Russian Federation
3Northwest Center of Interdisciplinary Investigations of Problems of Food Support, sh. Podbel'skogo, 3, Pushkin, Sankt-Peterburg, 196608, Russian Federation
Abstract. The results of a three-year study to assess the efficiency of a new organic and mineral fertilizer (OMF), produced by an original technology, in a field crop rotation are considered. It was established that the fertilizer has favourable technological properties and a high content of macro and trace elements: NPK - 103 kg/t, (Ca + Mg) - 97 kg/t, Zn - 484 mg/kg, Cu - 97 mg/kg. In the field crop rotation on sod-podzolic soil, the crops responded differently to the application of different doses of the OMF. On winter wheat crops the greatest increase was provided by a dose of 3-51/ ha; grain yield increased by 108-164%, the recoupment of 1 kg of NPK was 7.4-8.3 cereal units (CU). For barley, a dose of 4-7 t/ha was the best: the increase in the grain yield was 124-164%, the recoupment of 1 kg of NPK was 3.6-4.9 CU. In potato the increase in the tuber yield was 51% at the dose of 7 t/ha, the recoupment of 1 kg of NPK was 5.7 CU. Against the background of N75P50K50, the efficiency of OMF on grain crops decreased, while that on potato increased significantly; against the background of N100P75K75 it usually decreased. A triple application of the OMF in the doses of 3-10 t/ha during one rotation increased the productivity of the seven-field crop rotation by 47-73%. Its combined application with N75P50K50 caused productivity growth by 94-135%, with N100P75K75 - by 147-179%. The addition of average doses of the OMF with potassium mineral fertilizer (10 kg K2O per 1 ton) provided an increase in productivity of 7-39% while maintaining or even increasing the payback of fertilizers. The positive effect of average and high doses of the OMF on the acid-base properties and the nutrient regime of the soil was established.
Keywords: soil; soil properties; crop rotation; organic and mineral fertilizer; fertilizer dose; agronomic efficiency.
Author Details: A. I. Ivanov, D. Sc. (Agr.), corresponding member of the RAS, chief research fellow(e-mail: ivanovai2009@yandex. ru); Zh. A. Ivanova, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow; D. A. Moiseev, Cand. Sc. (Agr.), research fellow; I. A. Freidkin, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow (e-mail: [email protected]); I. V. Sokolov, junior research fellow.
For citation: Ivanov A. I., Ivanova Zh. A., Moiseev D. A., Freidkin I. A., Sokolov I. V. On the Expediency of Application of a New Organic and Mineral Fertilizer from Poultry Droppings in a Field Crop Rotation on Sod-Podzolic Soil. Zemledelie. 2019. No. 4. Pp. 15-19(in Russ.). DOI: 10.24411/0044-3913-2019-10403.
001: 10.24411/0044-3913-2019-10404 УДК 631.53.048
Влияние различных доз азотных удобрении на урожайность и качество зерна озимой пшеницы
В. И. МАЗАЛОВ1, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией (e-mail: [email protected]) О. М. МОСИНА2, специалист Н. Г. ХМЫЗОВА1, старший научный сотрудник, зав. отделом М. М. ДОНСКОЙ1, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Федеральный научный центр зернобобовых и крупяных культур, ул. Молодежная, 10, корп. 1, пос. Стрелецкий, Орловский р-н, Орловская обл., 302502, Российская Федерация
Государственный Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Верховский», пос. Верховье, Верховский р-н, Орловская обл., 303720, Российская Федерация
Цель исследований - изучение эффективности применения различных доз азотных удобрений на посевах озимой пшеницы. Работу выполняли в 2016-2018 гг. в условиях Орловской области. Объект исследований - сорт озимой пшеницы Московская 56. Опыт закладывали по следующей схеме: без удобрений - контроль; N30P78K78 - фон; фон + N65 (подкормка); фон + N5 + N35 (подкормки); фон + N65 + N35+N30 (подкормки). Посев осуществляли сеялкой СН-16. Площадь делянки 50 м2, повторность четырехкратная. Предшественник - пар. Агротехника - общепринятая для Орловской области. Изучаемые дозы азотных удобрений устанавливали с учетом рекомендаций по применению удобрений в Орловской области. Качество зерна определяли по общепринятым методикам. Почва опытного участка - агро-чернозем, глинисто-иллювиальный, типичный, тяжелосуглинистый, насыщенный, среднемощный на лессовидных суглинках, среднекислый (рН - 5,0). Содержание гумуса в пахотном слое - 6,6 %. Метеоусловия в годы проведения исследований характеризовались как контрастные. Наибольшая урожайность зерна озимой пшеницы отмечена в варианте с применением на фоне внесенных под предпосевную культивацию удобрений в дозе N30Р78К78 трех азотных подкормок (аммиачной селитрой - в фазе кущения и в фазе начала выхода в трубку, N5 + N35; карбамидом - в фазе колошения, N30). Это обеспечило формирование урожайности зерна пшеницы на уровне 4,3 т/га, что было на 0,8 т/ га выше, чем в контроле. В зерне в этом варианте опыта отмечено наибольшее содержание протеина (14,86 %) и клейковины (29,9 %).
Ключевые слова: озимая пшеница (ТгШсит aestivum и), семена, урожайность, протеин, клейковина, азотные удобрения.
Для цитирования: Влияние различных доз азотных удобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы / В. И. Мазалов, О. М. Мосина, Н. Г. Хмызова и др.// Земледелие. 2019. № 4. С. 19-21. Эй!: 10.24411/0044-3913-2019-10404.
В нашей стране в растениеводстве наблюдается разрыв между потенциальной и реальной урожайностью возделываемых сортов сельскохозяйственных культур [1, 2, 3]. Минеральные удобрения - важный фактор повышения урожайности озимой пшеницы. Особенно важен для растений азот, при оптимальной обеспеченности которым они быстро наращивают биомассу, хорошо кустятся осенью, формируют продуктивный стеблестой. Применение азотных удобрений в научно обоснованных дозах способствует получению высокой урожайности и хорошего качества зерна [4, 5, 6]. Особое место в системе удобрений под озимую пшеницу занимают подкормки в критические периоды развития в фазы кущения, выхода в трубку и колошения. Оптимальные дозы удобрений в это время значительно повышают продуктивность растений, оказывают влияние на накопление белка и клейковины [7, 8, 9].
Цель работы - изучение эффективности применения различных доз азотных удобрений на посевах сорта озимой пшеницы Московская 56 в условиях Орловской области.
Исследования выполняли в 20162 0 1 8 г г. в п о ле в о м с ево о б о р о т е Шатиловской СХОС общепринятыми методами. Посев выполняли сеялкой СН-16. Норма высева - 5 млн всхожих семян на 1 га. Площадь делянки 50 м2, повторность четырехкратная. Предшественник - пар. Агротехника - общепринятая для Орловской области. Учет урожая проводили прямым комбайнированием зерноуборочным комбайном Сампо 130. Урожайные данные приводили с пересчётом на 100 %-ную чистоту и стандартную влажность. Опыт закладывали по следующей схеме: без удобрений - контроль; М30Р78К78
СО (D 3 ü
(D
д
(D
5
(D
-Ь О
(О
1. Метеорологические условия в период весенне-летней вегетации озимой пшеницы*
О)
о
см
ш ^
Ф
И
ш ^
2
ш м
Показатель | Апрель Май I Июнь | Июль
2016 г.
Температура Средняя за месяц 8,4 14,2 17,7 21,3
воздуха, °С Отклонение от нормы +2,6 +0,7 +0,9 +3,0
Осадки, мм Сумма за месяц 61 80 84 92
Процент от нормы 149 163 114 126
2017 г.
Температура Средняя за месяц 7,0 15,5 15,6 20,7
воздуха, °С Отклонение от нормы +1,2 -1,0 -1,2 +2,4
Осадки, мм Сумма за месяц 15 39 54 63
Процент от нормы 37 80 73 77
2018 г.
Температура Средняя за месяц 7,5 16,9 17,7 21,2
воздуха, °С Отклонение от нормы +1,7 +3,4 +0,9 +2,9
Осадки, мм Сумма за месяц 48 35 11 61
Процент от нормы 117 71 15 75
*поданным «Орловский ЦГМС» - филиал ФГБУ«Центрально-Черноземное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды»
(основное внесение - диаммофоска Ы:Р:К = 10:26:26) - фон; фон + Ы65 (подкормка - аммиачная селитра в фазе кущения в сухом виде); фон + М65 + М35 (подкормка - аммиачная селитра в фазе начала выхода в трубку в сухом виде); фон + Ы65 + Ы35 + Ы30 (подкормка - карбамид в фазе колошения в жидком виде).
Определение качества зерна (клейковина, протеин) проводили в Государственном центре химизации и сельскохозяйственной радиологии «Верховский» по общепринятым методикам.
Почва - агрочернозем, глинисто-иллювиальный, типичный, тяжелосуглинистый, насыщенный, средне-мощный на лессовидных суглинках. Содержание подвижного фосфора в пахотном слое почвы (0...27 см) по Кирсанову - 81 мг/кг, калия - 101 мг/ кг, содержание гумуса - 6,6 %. Почва среднекислая (рН солевой вытяжки - 5,0).
Формирование урожая озимой пшеницы посева 2015 г. проходило при достаточной тепло- и влагоо-беспеченности. Часто выпадавшие дожди в июле и в августе задерживали созревание и снижали качество проведения уборочных работ (табл. 1). В целом вегетационный период озимой пшеницы характеризовался как достаточно увлажненный ГТК=1,1.
Посев озимой пшеницы в 2016 г. проводили в первой половине сентября. Умеренно теплая погода и достаточная влагообеспеченность во второй половине месяца способствовали появлению дружных и равномерных всходов.
В 2017 г. перезимовка в первой половине зимы проходила нормально. Во второй половине условия озимых ухудшились. Длительное залегание высокого снежного покрова при слабом промерзании почвы привело местами к выпреванию посевов. Рост и развитие озимой пшеницы в первой половине лета проходили в условиях недостаточной теплообеспеченности,
в дальнейшем преобладание повышенного температурного режима и хорошие влагозапасы в почве благоприятствовали формированию урожая. Величина ГТК составила 0,9.
Для озимой пшеницы 2018 г. характеризовался как засушливый во второй половине вегетационного периода (ГТК=0,7). Полная спелость отмечена на 10 дней раньше многолетних дат.
М30Р78К78 в среднем за 2016-2018 гг урожайность озимой пшеницы увеличилась, по сравнению с контролем, с 3,51 до 3,84 т/га, или на 0,33 т/га (табл. 2).
При ранней азотной подкормке в дозе Ы65 в форме аммиачной селитры в период возобновления весенней вегетации растений (II декада марта - I декада апреля) сбор зерна повышался на 0,09.0,21 т/га, или в среднем на 0,14 т/га, по отношению к фоновому внесению удобрений.
При повторной азотной подкормке аммиачной селитрой в дозе Ы35 в фазе начала выхода в трубку урожайность увеличивалась еще на 0,16 т/га (с варьированием от 0,15 до 0,17 т/га), по отношению к уровню, сформированному в варианте с однократной азотной подкормкой на фоне основного применения удобрений.
Две подкормки аммиачной селитрой (М65+Ы35) и некорневая подкормка раствором карбамида в фазе колошения (Ы30) обеспечивали дальнейшее повышение урожайности зерна озимой пшеницы на 0,04.0,19 т/ га (в среднем на 0,13 т/га), по отно-
2. Урожайность зерна озимой пшеницы в зависимости от доз азотных удобрений, т/га
Вариант Урожайность, т/га
2016 г. 2017 г. 2018 г. I Среднее
Без удобрений 4,67 2,87 3,00 3,51
N Р К 30 78 78 - фон 4,72 3,47 3,34 3,84
Фон+ N.. 65 4,93 3,56 3,45 3,98
Ф°Н + Мв5+М35 5,08 3,73 3,62 4,14
Фон + ^5+ ^5+ Ч» 5,12 3,89 3,81 4,27
нср05 0,22 0,19 0,12
В результате проведенных исследований установлено, что применение азотных удобрений повышало урожайность озимой пшеницы во всех вариантах опыта. При внесении
шению к варианту с двумя азотными подкормками. При этом растения выглядели более мощными и формировали крупный выполненный колос (см. рисунок). Максимальная в опыте
Рисунок. Колос озимой пшеницы Московская 56 в вариантах опыта без удобрений (№ 1) и с внесением Ш0Р71К78 + N65+ N35 + N30 (№ 5)
3. Качество зерна озимой пшеницы в зависимости от доз азотных удобрений, %, 2016-2018 гг.
2016 г. 2017 г. 2018 г. Среднее
Вариант протеин % клей-кови-на % про-теин % клейковина % протеин % клей-кови-на % протеин % клей-кови-на %
Без удобрений 13,51 30,0 14,93 30,0 13,37 22,3 13,94 27,4
N30P78K78 - фон 13,74 30,8 14,69 29,2 13,60 22,6 14,01 27,5
Фон+ N65 13,86 31,0 15,18 30,2 14,02 24,1 14,35 28,4
Фон+N+N,,- 65 35 13,93 31,0 15,50 30,7 14,27 24,9 14,57 28,9
Фон + N65+ N35+ N30 14,09 32,6 15,75 31,0 14,75 26,0 14,86 29,9
HCP05 0,11 0,5 0,19 0,3 0,25 0,2
урожайность зерна озимои пшеницы отмечена также в этом варианте. В среднем за три года она составила 4,27 т/га против 3,51 т/га в контроле без удобрений.
Внесение азотных удобрений оказало положительное влияние на качество зерна озимой пшеницы. Так, увеличение содержания протеина в различных вариантах опыта в среднем за три года исследований составляло от 0,5 % до 6,6 %, клейковины - от 0,4 % до 9,1 % к контролю. Наибольшее положительное влияние на накопление протеина и клейковины в зерне отмечено при проведении поздней некорневой подкормки раствором карбамида в фазе колошения (Ы30). В этом варианте содержание протеина увеличивалось в различные годы на 0,58.1,38 % к контролю, составив в среднем 14,86 % (табл. 3) клейковины - на 1,0.3,7 % к контролю в среднем за три года 29,9 %.
Наибольшую окупаемость внесенных удобрений прибавкой урожая зерна озимой пшеницы отмечали в варианте фон + Ы65 + Ы35 + Ы30, в расчете на 1 кг д.в. ЫРК она достигала 2,53 кг зерна.
Сравнительный анализ показателей экономической эффективности применения азотных удобрений под озимую пшеницу в различных вариантах опыта показал, что минимальная стоимость прибавки урожая получена в варианте с внесением М30Р78К78 - 4800 руб./га. Подкормка аммиачной селитрой в фазе кущения способствовала росту величины этого показателя до 5800 руб./га, а в варианте с двукратной подкормкой аммиачной селитрой в фазе кущения и в фазе начала выхода в трубку до 7400 руб./га. Максимальная в опыте стоимость прибавки урожая отмечена в варианте с проведением на фоне основного внесения М30Р78К78 трехкратной азотной подкормки (Ы65 + Ы35+ Ы30) - 8900 руб./га, что на 876 руб./га превышало затраты.
Таким образом, наибольшая урожайность зерна сорта озимой пшеницы Московская 56 формируется в варианте с основным внесением М30Р78К78 и проведением двух подкормок аммиачной селитрой в фазе
кущения и фазе начала выхода в трубку (N65+N35), а также подкормки раствором карбамида в фазе колошения (N30). Эти приемы обеспечили формирование урожайности на уровне 4,27 т/га, превышавшей величину этого показателя в контрольном варианте на 0,76 т/га, а также максимальное в опыте содержание в зерне протеина (14,86 %) и клейковины (29,9 %). При этом стоимость прибавки урожая составила 8900 руб./га, а чистый доход - 876 руб./га.
Литература.
1. Гончаренко А. А. Об адаптивности и экологической устойчивости сортов зерновых культур // Вестник РАСХН. 2005. № 6. С. 49-53.
2. Адаптивно-значимые признаки у изучаемых сортов озимой мягкой пшеницы / В. В. Ефремова, Ю. Т. Аистова, Е. Г Самелик и др. // Науч. жур. КубГАУ. 2013. № 85 (1). С. 1-13.
3. Фомин В. С., Коробова Н. А. Адаптивность сортов Центрально-Черноземного селекцентра // Вестник РАСХН. 2006. № 3. С. 25-27.
4. Агафонов Е. В., Громаков А. А., Мак-сименко М. В. Применение комплексных удобрений и азотной подкормки под озимую пшеницу // Земледелие. 2012. № 7. С. 16.
5. Ториков В. Е. Осипов А. А. Влияние минеральных удобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы // Агрохимический вестник. 2015. № 5. С. 7-9.
6. Ишков И. В. Влияние сроков проведения подкормки азотными удобрениями на продуктивность озимой пшеницы // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2008. № 2. С. 9-10.
7. Мурыгин В. П., Попов В. А., Елисеев С. Л. Влияние срока и дозы азотной подкормки на урожайность озимых культур // Пермский аграрный вестник. 2016. № 3(15). С. 53-59.
8. Hedieh Mosanaei, Hossein Ajamnorozi, Mohammad Reza Dadashi, Abolfazleh Faraji, Mohammad Pessarakli. Improvement effect of nitrogen fertilizer and plant density on wheat (Triticum aestivum L.) seed deterioration and yield // Emirates Journal of Food and Agriculture. 2017. 29 (11): 899-910.
9. P. Rusek, M. Mikos-Szymanska, M. Karsznia, U. Sienkiewicz-Cholewa, J. Igras. The effectiveness of nitrogen-phosphorus fertilization in winter wheat (Triticum Aestivum L.) Ovation // Bulg. J.Agric. Sci. 2016. 22: 752-755.
Influence of Various Doses of Nitrogen Fertilizers on Yield and Quality of Winter Wheat Grain
V. I. Mazalov1, O. M. Mosina2, N. G. Hmyzova1, M. M. Donskoj1
1Federal Scientific Center of Legumes and Groat Crops», ul. Molodezhnaya, 10, k. 1, pos. Streletskii, Orlovskii r-n., Orlovskaya obl., 302502, Russian Federation
2State Center for Chemicalization and Agricultural Radiology «Verhovskij», pos. Verhov'e, Verhovskij r-n, Orlovskaya obl., 303720, Russian Federation
Abstract. The purpose of the research was to study the efficiency of various doses of nitrogen fertilizers on winter wheat crops. The work was carried out in 2016-2018 under conditions of the Orel region. The object of the research was Moskovskaya 56 variety of winter wheat. The experiment was established according to the following design: without fertilizers - the control; N30P78K78 - the background; background+ N65; background + N65 + N35; background+ N65 + N35 + N30. Sowing was carried out by SN-16 seeder. The plot area was 50 m2, the replication was four-fold. The fallow field was a forecrop. The agrotechnics was common for the Orel region. The studied doses of nitrogen fertilizers were established taking into account recommendations for the fertilizer application in the Orel region. Grain quality was determined by the generally accepted methods. The soil of the experimental plot was agrochernozem, clayey-illuvial, typical, heavy loamy, saturated, medium thick on loess-like loams, medium acid (pH was 5.0). The humus content in the topsoil was 6.6%. Weather conditions during the years of the research were contrasting. The highest yield of winter wheat grain was obtained in the variant with three additional nitrogen fertilization against the background of N30Р78К78, applied before pre-sowing cultivation. Ammonium nitrate was used in the tillering phase and in the booting beginning, N65 + N35; urea was used in the earing phase, N30. These techniques ensured the formation of wheat grain yield at the level of 4.3 t/ha, which was 0.8 t/ha higher compared to the control. The maximum content of protein (14.86%) and gluten (29.9%) was obtained in the grain from this variant.
Keywords: winter wheat (Triticum aestivum L.); seeds; yield; protein; gluten; nitrogen fertilizers.
Author Details: V. I. Mazalov, D. Sc. (Agr.), head of laboratory (e-mail: office@ vniizbk.orel.ru); O. M. Mosina, specialist; N. G. Hmyzova, senior research fellow; M. M. Donskoj, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow.
For citation: Mazalov V. I., Mosina O. M., Hmyzova N. G., Donskoj M. M. Influence of Various Doses of Nitrogen Fertilizers on Yield and Quality of Winter Wheat Grain. Zemlede-lie. 2019. No. 4. Pp. 19-21 (in russ.). DOI: 10.24411/0044-3913-2019-10404.
Ы (D 3 ü
(D
д
(D
5
(D
-Ь О
(О
