CC BY
41
ЗЕМЛЕДЕЛИЕ, АГРОХИМИЯ, МЕЛИОРАЦИЯ
УДК 633.1 : 631.82
Влияние возрастающих доз и соотношений минеральных удобрений на урожайность и качество зерна озимой ржи
Василий Дмитриевич Абашев, доктор с.-х. наук, зав. лабораторией, Елена Вячеславовна Светланова, мл. научный сотрудник, Федор Александрович Попов, кандидат с.-х. наук, мл. научный сотрудник, Евгения Николаевна Носнова, кандидат с.-х. наук, мл. научный сотрудник, Анна Валерьевна Денисова, мл. научный сотрудник ГНУ НИИСХ Северо-Востока, г. Киров, Россия
E-mail: [email protected]
В статье представлены результаты полевых опытов с минеральными удобрениями на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве, сформированной на элювии пермских глин. Озимая рожь возде-лывалась по чистому пару в трех закладках опыта. Использовались аммиачная селитра, двойной суперфосфат и хлористый калий. С увеличением доз удобрений урожайность озимой ржи возрастала. Прибавки урожая зерна от внесенных удобрений в среднем за 3 года составили 0,52-2,03 т/га при урожае в контроле 2,84 т/га. Урожайность зерна озимой ржи определяется азотными и фосфорными удобрениями и их взаимодействием. Окупаемость 1кг д.в. удобрений зерном в среднем за 3 года составила 3,5-13,4 кг, наибольшая в вариантах с минимальными дозами. Качество зерна озимой ржи зависело в основном от погодных условий в период вегетации и уборки культуры. Применение минеральных удобрений не оказало существенного влияния на натуру зерна и массу 1000 зерен.
Ключевые слова: озимая рожь, урожайность, масса 1000 зерен, натура, число падения, удобрения, окупаемость удобрений зерном, дерново-подзолистая почва
Длительные опыты с удобрениями дают возможность глубоко изучить закономерности их действия на урожай и его качество [1, 2, 3]. Озимая рожь является важной продовольственной культурой в СевероВосточном регионе Нечерноземья России. Она лучше всех зерновых культур удается на кислых почвах, на долю которых в России приходится 31% пашни, а в СевероВосточном регионе страны - более 70% [4, 5]. Результаты факториальных опытов лаборатории агрохимии свидетельствуют о высокой эффективности применения возрастающих доз удобрений [1, 3].
Цель исследований - изучить влияние возрастающих доз минеральных удобрений на урожайность и качество зерна озимой ржи сорта Фаленская 4.
Материал и методы. Изучение влияния применения удобрений на урожайность озимой ржи проводили в трех закладках длительного стационарного опыта, заложенного на опытном поле НИИСХ Северо-Востока в 1972-1974 гг. Исследования проведены в седьмой ротации шестипольного зернопа-ротравяного севооборота на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве, сформированной на элювии пермских глин. Агро-
химические показатели пахотного слоя почвы после пяти ротаций севооборота сложились различные на каждом варианте опыта. Так, в контроле без удобрений: рНсол 4,55, Р2О5 85 мг/кг, К2О 158 мг/кг, гумус 1,27%, в варианте с максимальной дозой удобрений (№К)Ш: рНсол 4,17, Р2О5 180 мг/кг, К2О 243 мг/кг, гумус 1,54% (средние по трем полям) [3]. Предшественник озимой ржи - чистый пар. Схема опыта представляет собой выборку из полной факториальной схемы и включает в себя 54 варианта. Посевная площадь опытной делянки - 140 м2, повторность - двукратная. В опытах применяли аммиачную селитру, двойной суперфосфат и хлористый калий. Известкование и внесение органических удобрений при проведении опыта не проводили. В настоящей статье использованы результаты 18 вариантов опыта (табл. 1). Агротехника в опыте -общепринятая для Нечерноземной зоны. Уборку урожая проводили в фазу полной спелости комбайном Сампо 500. Для анализа структуры урожая растения отбирали с площадок площадью 0,25 м2 в двукратной по-вторности. Число зерен и массу зерна с колоса определяли по 25 колосьям. Анализы почвы и зерна выполнены в соответствии с [6].
Таблица 1
Влияние возрастающих доз минеральных удобрений на урожайность зерна озимой ржи сорта Фаленская 4, т/га
Дозы удобрений, кг/га д. в. 20II г. 2012 г. 2013 г. Среднее за 3 года
урожайность прибавка урожая окупаемость 1 кг NPK зерном, кг урожайность прибавка урожая окупаемость 1 кг зерном, кг урожайность прибавка урожая окупаемость 1 кг ЫРК зерном, кг урожайность прибавка урожая окупаемость 1 кг М> К зерном, кг
NoPoKo 2,66 - - 2,58 - - 3,27 - - 2,84 - -
N60 г,12 1,06 17,8 2,98 0,40 6,7 3,48 0,21 3,5 3,39 0,55 9,2
Peo 3,69 1,03 17,2 3,54 0,96 16,0 3,46 0,19 3,2 3,56 0,72 12,0
Кед 2,97 0,31 5,2 3,35 0,77 12,8 3,58 0,31 5,2 3,30 0,46 7,7
NÍOP«, 5,00 2,34 19,5 3,52 0,94 7,8 4,82 1,55 12,9 4,45 1,61 13,4
N50K«, 3,36 0,70 5,8 2,49 -0,09 - 4,22 0,95 7,9 3,36 0,52 4,3
PéO^éO 3,37 0,71 5,9 3,34 0,76 6,3 3,74 0,47 3,9 3,48 0,64 5,3
N,20 4,72 2,06 17,2 3,25 0,67 5,6 3,44 0,17 1,4 3,80 0,96 8,0
Р|20 3,28 0,62 5,2 3,32 0,74 6,2 3,92 0,65 5,4 3,51 0,67 5,6
К)20 2,41 -0,25 - 2,89 0,31 2,6 3,26 -0,01 - 2,85 0,01 -
Nl2oPl20 5,41 2,75 11,5 3,85 1,27 5,3 4,82 1,55 6,5 4,69 1,85 7,7
N120K120 4,58 1,92 8,0 4,03 1,45 6,0 4,81 1,54 6,4 4,47 1,63 6,8
Pl20K[20 3,66 1,00 4,2 3,46 0,88 3,7 4,24 0,97 4,0 3,79 0,95 4,0
N30P30K30 3,91 1,25 13,9 3,32 0,74 8,2 3,48 0,21 2,3 3,57 0,73 8,1
NeoPíoK«, 4,07 1,41 7,8 3,74 1,16 6,4 3,86 0,59 3,3 3,89 1,05 5,8
N90P90K90 4,75 2,09 7,7 4,07 1,49 5,5 4,50 1,23 4,6 4,44 1,60 5,9
N120P120K120 4,92 2,26 6,3 3,35 0,77 2,1 4,45 1,18 3,3 4,24 1,40 3,9
NIS0P150K150 5,22 2,56 5,7 4,20 1,62 3,6 5,18 1,91 4,2 4,87 2,03 4,5
HCP05 1,18 0,85 1,10 0,51
> н
-а
та
Я
g
я р
•с
я р
M M
та
0
1
о
о и о та о
CÖ
о о H
о
я р
& 4-
3
К> О
TI
ю
Условия в период вегетации озимой ржи в годы исследований существенно различались. Вегетационный период 2011 г. характеризовался теплой и влажной погодой в мае-июле и сухой в августе. В 2012 г. вегетационный период был теплым и избыточно увлажненным, что вызвало полегание растений озимой ржи, особенно в вариантах с высокими дозами азотных удобрений. Лето 2013 г. было теплым и засушливым.
Результаты и их обсуждение. Урожайность зерна озимой ржи. В таблице 1 представлены экспериментальные данные по величине урожая зерна озимой ржи за 20112013 гг., а также прибавки урожая и величины окупаемости 1 кг д.в. вносимых удобрений зерном. Прибавки урожая зерна от применения возрастающих доз минеральных удобрений при возделывании озимой ржи сорта Фаленская 4 в среднем за 3 года составляли 0,52-2,03 т/га при урожае в контроле 2,84 т/га. Исключение составили варианты К60 и К120, в которых прибавки урожая не достоверны. С увеличением доз минеральных удобрений урожайность озимой ржи возрастала, однако прибавки урожая от каждой последующей их дозы снижались, т.е. действие возрастающих доз минеральных удобрений носило затухающий характер. Урожайность зерна озимой ржи в основном определяется применением азотных и фосфорных удобрений и их взаимодействием (№Р). Калийные удобрения оказывали существенное влияние на величину урожая зерна озимой ржи только при их совместном внесении с азотными (ММК) и фосфорными (РК).
Окупаемость 1 кг д.в. минеральных удобрений зерном в среднем за 3 года составила 3,9-13,4 кг. Наибольшая окупаемость наблюдалась в вариантах с минимальными дозами удобрений: М60 - 9,2 кг, Р60 - 12,0 кг, М60Р60 - 13,4 кг зерна. Каждое увеличение доз удобрений приводило к снижению окупаемости зерном озимой ржи. Следует отметить, что величина окупаемости зерном, кроме доз удобрений, определяется и условиями увлажнения конкретного вегетационного периода. Наименьшая окупаемость 1 кг д.в. вносимых удобрений у озимой ржи отмечена в засушливом 2013 г. (табл. 1).
Урожайность зерновых культур определяется: числом продуктивных стеблей на
единице площади, числом зерен в колосе и массой зерновки [7, 9]. Прибавки урожая озимой ржи от применения минеральных удобрений в 2013 году получены за счет увеличения количества продуктивных стеблей и озерненности колоса.
Качество продукции. Успешное решение задач по увеличению производства зерна предусматривает и существенное улучшение качества. Показатели качества зерна озимой ржи формируются в полевых условиях и могут изменяться в зависимости от почвенно-климатических условий, доз и сроков внесения удобрений [7, 8]. К числу наиболее важных показателей технологических качеств зерна озимой ржи относятся масса 1000 зерен и натура [9]. Зерно озимой ржи базисных кондиций должно иметь натуру не менее 680 г/л (ГОСТ 16990-88). В неблагоприятных условиях периода уборки урожая 2012 года (дожди) натура зерна озимой ржи получена ниже базисных кондиций и находилась в пределах 627-670 г/л при средней величине 641 г/л. Заметна тенденция снижения натуры зерна с увеличением доз удобрений. В благоприятных для озимых культур условиях вегетационных периодов и уборки 2011 и 2013 гг. натура зерна озимой ржи находилась в пределах 692-724 г/л, то есть соответствовала базисным кондициям (табл. 2). Применение минеральных удобрений не оказало существенного влияния на натуру зерна озимой ржи в условиях этих лет. Натура зерна озимой ржи зависела главным образом от погодных условий в период вегетации и уборки зерновой культуры. Показатель «Масса 1000 зерен» характеризует выполненность зерна и его крупность. Зерно ржи с высокой массой 1000 зерен и натурой дает в большинстве случаев выход муки больше, чем мелкозер-ное [10].
По крупности зерна сорт озимой ржи Фаленская 4 относится к группе средней крупности (27,0-31,0 г). В годы исследований получено зерно ржи: в 2011 году средней крупности 25,1-27,2 г, в 2012 и 2013 гг. с низкой массой зерен соответственно 19,8-22,6 и 22,0-24,2 г. Применение минеральных удобрений не оказало существенного влияния на массу 1000 зерен озимой ржи, разница массы между вариантами доз удобрений меньше разницы между годами вегетации (табл. 2).
Таблица 2
Технологические показатели качества зерна озимой ржи сорта Фаленская 4 в зависимости от доз удобрений
Дозы удобрений, Натура зерна, г/л Масса 1000 зерен, г
кг/га д.в. 2011 г. 2012 г. 2013 г. 2011 г. 2012 г. 2013 г.
^Р0К0 722 654 714 27,6 22,6 24,2
N60 717 650 720 26,4 21,4 22,0
Р60 716 668 716 25,7 22,0 22,8
К60 719 656 716 25,1 21,2 23,5
^0Р60 698 641 709 25,1 21,3 22,1
^0К60 724 670 720 26,2 22,0 23,1
Р60К60 722 646 716 26,0 21,4 22,9
N120 708 634 724 26,4 22,2 22,7
Р120 710 642 711 24,4 20,0 22,5
К120 710 660 716 25,3 22,0 23,1
^20Р120 695 630 706 25,4 21,1 22,2
^20К120 715 632 718 27,2 20,4 22,4
Р120К120 718 642 720 25,5 21,7 23,6
^0Рз0Кз0 722 655 720 27,2 22,6 23,8
^0Р60К60 712 641 714 25,2 21,2 23,2
^0Р90К90 704 627 714 25,1 19,9 22,9
^20Р120К120 706 628 716 26,0 20,8 23,8
^50Р150К150 692 628 714 26,1 19,8 24,1
Хлебопекарные свойства муки озимой ржи во многом определяются состоянием углеводно-амилазного комплекса зерна. Чем выше активность этого комплекса, тем ниже качество хлеба [11]. Проведение исследований показало, что зерно озимой ржи, выращенное в 2012 году, по показателю «Число падения» (ЧП - по Харбергу-Пертену), относится ко 2 классу качества (140-200 сек), а урожая 2013 г. - к 1 классу (200 сек и выше). Такое зерно при переработке в муку любого выхода гарантирует устойчивое хорошее качество хлеба. Запаздывание с уборкой озимой ржи в условиях дождливой осени
2012 года снизило показатель «Число падения», а длительные засушливые условия
2013 года определили наилучшее качество зерна и муки. Лучшие показатели ЧП зерна озимой ржи отмечены на варианте без удобрений. С увеличением доз удобрений (особенно азотных) отмечается устойчивая тенденция к снижению числа падения (табл. 3).
Наиболее точным методом определения хлебопекарных свойств муки является пробная выпечка. Она показала, что выпеченные хлебцы имели оценку в пределах 3,29-3,64 балла, то есть ржаной хлеб обладал удовлетворительным качеством. Внесение минеральных удобрений в благоприятных услови-
ях вегетации 2011 года повысили общую хлебопекарную оценку на 4-6%, а в условиях дождливой осени 2012 года из-за полегания озимой ржи на высоких фонах удобрений снизили хлебопекарную оценку на 5-8% по сравнению с контролем без удобрений.
Выводы. 1. С возрастанием доз минеральных удобрений урожайность озимой ржи увеличивается. Прибавки урожая зерна от применения удобрений в среднем за 3 года составили 0,52-2,03 т/га при урожае в контроле 2,84 т/га. Исключение составили варианты К60 и К12о, в которых прибавки урожая не достоверны. Урожайность зерна озимой ржи в основном определяется применением азотных и фосфорных удобрений и их взаимодействием (КР). Калийные удобрения оказывали существенное влияние на величину урожая только при совместном их внесении с азотными (ККК) и фосфорными (РК).
2. Окупаемость 1 кг д.в. вносимых удобрений зерном озимой ржи в среднем за 3 года составила 3,9-13,4 кг. Наибольшая окупаемость наблюдалась в вариантах с минимальными дозами: К60 - 9,2, Р60 - 12,0, ^0Р60 - 13,4 кг. Каждое увеличение доз удобрений приводило к снижению окупаемости.
3. Натура зерна озимой ржи зависела главным образом от погодных условий в пе-
риод вегетации и уборки культуры. При избыточном увлажнении из-за полегания посевов натура зерна озимой ржи получена ниже базисных кондиций. Применение минеральных удобрений не оказало существенного влияния на натуру и массу 1000 зерен.
Таблица 3
Хлебопекарные показатели качества муки озимой ржи сорта Фаленская 4 в зависимости от доз удобрений
Дозы удобрений, кг/га д.в. Число падения (по Хагбергу-Пертену), сек
2011 г. 2012 г. 2013 г.
N0P0K0 235 205 253
N60 210 192 242
Р60 231 202 246
К60 217 190 236
N60P60 205 184 261
N60K60 185 194 229
Р60К60 201 181 264
N120 203 157 222
Р120 194 198 262
К120 221 185 262
N120P120 214 154 254
N120K120 183 173 224
Р120К120 223 181 248
N30P30K30 200 172 243
N60P60K60 215 194 271
N90P90K90 207 164 246
N120P120K120 197 168 235
N150P150K150 190 151 237
Среднее 207 180 246
НСР05 29 37 21
4. Запаздывание с уборкой озимой ржи в условиях дождливой осени 2012 года снизило показатель «Число падения» (II категория), а засушливые условия вегетации 2013 года определили наилучшее качество (I категория). С увеличением доз удобрений
(особенно азотных) отмечена устойчивая тенденция к снижению показателя ЧП.
Список литературы
1. Суров Н.Г. Влияние возрастающих доз удобрений на урожайность с.-х. культур и агрохимические свойства почвы. В сб.: Пути повышения плодородия почв в Волго-Вятской зоне. Киров, 1980. С. 41-45.
2. Иванова Т.И., Кожемякова Р.Н., Плешакова С.В. Эффективность минеральных удобрений при длительном применении на дерново-подзолистой почве. В сб.: Влияние длительного применения удобрений на плодородие почвы и продуктивность севооборотов. М.: Агропромиз-дат, 1985. Вып. VIII. С.27.
3. Пасынков А.В., Светлакова Е.В., Пасын-кова Е.Н. и др. Изменение агрохимических показателей дерново-подзолистой почвы и продуктивности севооборота при длительном применении удобрений. В сб.: Результаты длительных исследований в системе Геосети опытов с удобрениями РФ. Вып. 2. М.: ВНИИА, 2012. С. 267-288.
4. Кедрова Л.И. Озимая рожь в СевероВосточном регионе России. Киров, 2000.157 с.
5. Сысуев В.А. Комплексные научные исследования по озимой ржи - важнейшей национальной и стратегической зерновой культуре РФ // Достижения науки и техники АПК. 2012. №6. С. 8-11.
6. Практикум по агрохимии: уч. пособие. -2-е изд., перераб. и доп. / Под ред. академика РАСХН В.Г. Минеева. М.: Изд-во МГУ, 2001. 689 с.
7. Коданев И.М. Агротехнические приемы повышения качества зерна.Горький, 1981. 47 с.
8. Пасынков А.В. Агрохимические закономерности формирования продуктивности и качества зерновых культур: Автореф. дисс. ... д-ра биол. наук. М., 2004. 39 с.
9. Завалин А.А., Пасынков А.В. Азотное питание и прогноз качества зерновых культур. М.: Изд-во ВНИИА, 2007. 208 с.
10. Казаков Е.Д. Зерноведение с основами растениеводства: изд.3-е. М.: Колос, 1983. 352 с.
11. Гончаренко А.А. Новые направления селекции озимой ржи на качество зерна // Вестник РАСХН, 2000. №5. С. 37-40.
Influence of increasing rates and ratio of mineral fertilizers on winter rye yield and seed quality
Abashev V., Svetlakova E., Popov F., Noskova E., Denisova A.
Results of field experiments with use of mineral fertilizers on sod-podzolic loamy soil formed upon eluvia perm clay are presented in the article. Winter rye was cultivated on pure fallow in three replications. Ammonium nitrate, double super-phosphate, and potassium chloride were used. Yield of winter rye was increased when fertilizer rate grown. There was about 0.52-2.03 t/ha addition yield of grain in comparison with 2.84 grain yield at control for three years on average. Yield of winter rye grain is determinate by nitrogen and phosphorus fertilizers as well as by its mutual effect. Recoupment of 1 kg of fertilizer by grain was made 3.5-13.4 kg on average for three years: highest recoupment was at minimum input of fertilizers. Quality of winter rye grain is depended on weather conditions during growth season and at harvest. Use of mineral fertilizers had no significant effect on grain-unit and 1000 grain mass.
Key words: winter rye, productivity, 1000 grain mass, grain-unit, falling number, fertilizers, recoupment of fertilizer with grain, sod-podzolic soils
