CC BY
18
DOI: 10.25930^^3^844 УДК 631.811
ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА СВЕТЛО-КАШТАНОВОЙ ПОЧВЕ
Б.В. Шурганов, А.И. Сорокин, Б.А. Гольдварг, А.В. Даваев
В статье представлены результаты исследования зависимости уровня водопо-требления растений озимой пшеницы от применения минеральных удобрений. Установлено, что суммарное водопотребление озимой пшеницы оказалось минимальным на неудобренных посевах - 2311 м3/га. Усиление только фосфорного питания (P30 и P60) увеличивало этот показатель соответственно на 39 и 71 м3/га, или на 1,7 и 3,1%. При внесении азотных удобрений в дозах N30 и N60 водопотребление выросло на 52 и 92 м3/га соответственно, или на 2,2 и 4,0%. Сочетание различных доз азотных и фосфорных удобрений привело к увеличению показателя суммарного водопотребления в среднем на 126 м3/га, или на 5,4%, с разбросом показателей от 122 до 128 м3/га, или соответственно от 5,3 до 5,5%. Коэффициент водопотребления, или количество влаги, использованное на формирование 1 т товарной продукции, по различным вариантам имел незначительную разницу. Так, на посевах озимой пшеницы в неудобренных вариантах на формирование 1 т зерна было использовано 472 м3, в вариантах же с применением удобрений он варьировал от 428 до 461 м3/т. Такое распределение значений данного показателя свидетельствует о том, что удобренные посевы полнее использовали почвенную влагу, что, в свою очередь, способствовало увеличению уровня урожайности зерна на данных вариантах.
Ключевые слова: почва, климат, озимая пшеница, виды и дозы удобрений, суммарное водопотребление, коэффициент водопотребления
WATER CONSUMPTION OF WINTER WHEAT DEPENDING ON THE USE OF MINERAL FERTILIZERS ON LIGHT-CHESTNUT SOIL
B.V. Shurganov, A.I. Sorokin B.A. Gol'dwarg, A.V. Davaev
The article presents the results in a study of the water consumption level dependence by winter wheat plants on the use of mineral fertilizers. It was established that the total water consumption of winter wheat turned out to be minimal on unfertilized crops (2311 m3/hectare). The enhancement of phosphorus nutrition alone (P30 and P60) increased this index by 39 and 71 m3/ hectare, respectively, or by 1,7 and 3,1%. When nitrogen fertilizers were applied in doses of N30 and N60, water consumption increased by 52 and 92 m3/ hectare, respectively, or by 2,2 and 4,0%. The combination with various doses of nitrogen and phosphate fertilizers led to an increase in the total water consumption by an average of 126 m3/ hectare or 5,4%, with a range of indices from 122 to 128 m3/hectare or from 5,3 to 5,5%, respectively. The coefficient of water consumption or the amount of moisture used to form 1 ton of commodity products, according to various variants, had a slight difference. Thus, 472 m3 were used for the formation of 1 grain ton in crops of winter wheat in unfertilized variants; while in the variants with the use of fertilizers, it varied from 428 to 461 m3/ton. Such a distribution of this index values indicates that fertilized crops used more fully the soil moisture, which in turn contributed to an increase in the level of grain yield on these variants.
Key words: soil, climate, winter wheat, fertilizers types and doses, total water consumption, water consumption coefficient
Введение. Роль воды в почве определяется ее особым двойственным положением в природе: с одной стороны, вода - это особая физико-химическая весьма активная система, обеспечивающая многие физические и химические процессы в природе, с другой - это мощная транспортная геохимическая система, обеспечивающая перемещение веществ в пространстве. Исключительно велика ее роль в плодородии почвы, в обеспечении условий жизни растений, поскольку почва является главным, а во многих случаях и единственным источником воды для произрастающих на ней растений [1].
Динамика содержания воды в почве в период вегетации растений во многом определяет их продуктивность. Оценка этих показателей делается на основе объективных сведений о запасах воды в почве, о поступлении и расходовании воды в определенные периоды жизни растений. Для этого используют апробированные долголетней практикой методы определения запасов воды, влагообеспеченности растений, суммарного во-допотребления и коэффициентов водопотребления [1]. Чаще всего определение параметров этих показателей проводят одновременно с изучением влияния других факторов на эти показатели. Например, влияние различных обработок почвы, различных способов выращивания и полива культур, применение различных видов, форм и доз удобрений оказывает большое влияние на водопотребление растений. Уточнение степени этого влияния позволяет конкретизировать применяемые технологии выращивания культур.
Республика Калмыкия - это один из самых засушливых регионов Российской Федерации, по уровню влагообеспеченности он сравним лишь со странами Средней Азии [4]. Уровень урожайности зерновых культур в засушливых условиях центральной природно-сельскохозяйственной зоны Республики Калмыкии зависит от множества факторов, но в большей степени от условий влагообеспеченности в период вегетации растений. Обеспеченность же влагой в свою очередь зависит от выбора предшественника в севообороте, способа основной обработки почвы, от конкретных складывающихся метеорологических условий [2]. В то же время экономное расходование влаги напрямую связано с сортовыми различиями культур и другими факторами, среди которых важная роль принадлежит использованию минеральных удобрений [2, 4].
Условия и методика исследований. В этой связи в 2015-2017 гг. нами проведены исследования по уточнению влияния минеральных удобрений на водопотребление озимой пшеницы в севообороте, предшественником в котором выступает чистый пар. Из минеральных удобрений, согласно схеме опыта (табл. 1), раздельно применяются аммофос (в предпосевную культивацию) и аммиачная селитра (в ранневесеннюю подкормку).
Таблица 1 - Схема опыта
№№ Доза удобрений кг/га д.в. Форма удобрения
1 Контроль(без удобрений) Без удобрений
2 N7+P30 Аммофос
3 N14+P60
4 N30 Аммиачная селитра
5 N60
6 N37+P30*
7 N44+P60* Аммофос и аммиачная селитра
8 N67+P30*
9 N74+P60*
*Дозы аммиачной селитры рассчитаны с учетом %-ного содержания азота в аммофосе
Исследования осуществляются на опытном поле Калмыцкого НИИ сельского хозяйства имени М.Б. Нармаева, расположенном в 10 км к западу от с. Троицкое Целинного района Республики Калмыкия. Почва опытного участка светло-каштановая в комплексе с солонцами. Участок выровненный, с небольшим уклоном с юга на север. Агрохимическая характеристика данного участка (в среднем за два года) представлена в таблице 2.
Таблица 2 - Агрохимическая характеристика почвы опытного участка
Слой почвы, см Гумус, % мг/кг P2O5, мг/кг К2О, мг/кг мг/кг ЕКО, мг-экв/100 г рН
0-20 1,41 11,85 18,00 368 6,75 18,60 8,35
20-40 1,22 9,35 14,50 317 6,80 18,55 8,35
Агротехника, применяемая в опыте, общепринятая для центральной агроклиматической зоны республики. Предшественник в севообороте для озимой пшеницы - чистый пар, основная обработка которого проведена отвальным способом на глубину 1820 см. Посев семян производится на глубину 4-5 см. Расположение делянок в опытах систематическое в один ряд. Повторность вариантов четырехкратная. В опыте использовался сорт озимой пшеницы мягкой «Булгун».
Стоит отметить, что в годы исследования выпало рекордное количество осадков (рис. 1). Так, в мае, на который приходятся этапы развития растений, как озимой пшеницы, так и ярового ячменя, наиболее требовательных к содержанию влаги в почве, средний за два года показатель количества осадков в три раза превысил среднемного-летние данные.
120
100
80
60
40
20
IX
XI
XII
II III Месяцы
IV
VI
VII
VIII
0
X
V
■ В среднем за два года ■ Среднемноголетние показатели
Рисунок 1 - Количество осадков, выпавших в годы исследования (2015-2017 гг.), в сравнении со среднемноголетними показателями
Результаты исследований и их обсуждение. В результате полевого опыта установлено, что в среднем за два года исследований поле под паром, к моменту посева озимой пшеницы, накапливало 94,1 мм продуктивной влаги в метровом слое почвы, с варьированием по годам от 93,4 до 94,8 мм. Средний же показатель соответствует шкале удовлетворительных запасов влаги для озимых культур.
К началу зимнего покоя растений пшеницы обеспеченность почвы влагой остается практически на уровне предпосевного определения.
Накопление в почве осадков осенне-зимнего периода способствовало значительному увеличению запасов влаги в почве к началу весенней вегетации растений в среднем до 144 мм, с разбросом по вариантам от 142,6 до 146,4 мм (табл. 3).
Таблица 3 - Динамика влажности почвы под посевами озимой пшеницы, мм продук-_тивной влаги в слое 0-1,0 м_
Доза удобрений, кг/га по д.в. Фаза развития растений
Посев Начало весенней вегетации Колошение Полная спелость
Контроль 94,1 144,6 81,6 73,5
N^30 - 144,8 80,2 69,8
^4+Рб0 - 146,4 67,8 68,2
N30 - 143,1 74,8 66,8
N60 - 142,6 68,9 62,3
N3^30* - 143,4 72,4 59,5
^+Рб0* - 143,1 70,9 59,8
N<^30* - 142,8 69,3 59,2
^4+Рб0* - 143,1 70,8 59,2
*Дозы аммиачной селитры рассчитаны с учетом %-ного содержания азота в аммофосе
В течение весенне-летней вегетации в результате эвапотранспирации происходит резкое снижение запасов влаги в почве. В неудобренных посевах от начала весеннего отрастания до полного колошения растений расход влаги составил 71,1 мм. В удобренных посевах почвенная влага использовалась в большем объеме. Так, при внесении фосфорных удобрений в дозе Рзо дополнительно использовано 3,9 мм почвенной влаги, а в варианте с Р60 - 7,1 мм, в случае использования азотных удобрений дополнительно было использовано влаги в размере 5,2 мм в варианте и 9,2 мм в варианте К60. При комбинированном внесении азотных и фосфорных удобрений в среднем было использовано на 12,6 мм продуктивной влаги больше, чем на контроле.
Анализируя данные динамики влажности почвы с учетом количества выпавших осадков за вегетационный период развития растений, установили водопотребление изучаемой зерновой культуры в зависимости от применения минеральных удобрений (табл. 4).
Установлено, что суммарное водопотребление озимой пшеницы оказалось минимальным на неудобренных посевах - 2311 м3/га. Усиление только фосфорного питания (Р30 и Р60) увеличивало этот показатель соответственно на 39 и 71 м3/га, или на 1,7 и 3,1%. При внесении азотных удобрений в дозах и водопотребление выросло на 52 и 92 м3/га соответственно, или на 2,2 и 4,0%. Сочетание различных доз азотных и фосфорных удобрений привело к увеличению показателя суммарного водопотребления в среднем на 126 м3/га, или на 5,4%, с разбросом показателей от 122 до 128 м3/га, или соответственно от 5,3 до 5,5%.
Таблица 4 - Водопотребление озимой пшеницы в зависимости от применения _минеральных удобрений_
Доза Содержание Содержа- Осадки Суммарное Урожай Коэффи-
удобре- влаги в метро- ние влаги за период водопотреб-ление, м3/га зерна, т/га циент во-
ний, вом слое почвы в конце вегета- допотреб- ления, м3/т
кг/га д.в. в нач .вес. вегетации, мм вегетации, мм ции, мм
Контроль 144,6 73,5 160 2311 4,9 471,6
^+Р30 144,8 69,8 160 2350 5,1 460,8
N^60 146,4 68,2 160 2382 5,2 458,1
N30 143,1 66,8 160 2363 5,3 445,8
N60 142,6 62,3 160 2403 5,4 445,0
N3^30* 143,4 59,5 160 2439 5,5 443,5
^4+Р60* 143,1 59,8 160 2433 5,5 442,4
^7+Р30* 142,8 59,2 160 2436 5,6 435,0
^4+Р60* 143,1 59,2 160 2439 5,7 427,9
НСР0,95=0, 2
*Дозы аммиачной селитры рассчитаны с учетом %-ного содержания азота в аммофосе
Коэффициент водопотребления, или количество влаги, использованное на формирование 1 т товарной продукции, по различным вариантам имел незначительную разницу. Так, на посевах озимой пшеницы в неудобренных вариантах на формирование 1 т зерна было использовано 472 м3, в вариантах же с применением удобрений он варьировал от 428 до 461 м3/т. Такое распределение значений данного показателя свидетельствует о том, что удобренные посевы полнее использовали почвенную влагу, что, в свою очередь, способствовало увеличению уровня урожайности зерна на данных вариантах.
Заключение. Таким образом, в результате исследований установлено, что под влиянием минеральных удобрений происходит более полное и в то же время экономное расходование почвенной влаги посевами изучаемых зерновых культур. При этом отмечается существенное увеличение урожайности зерна, следовательно, удобрения можно смело отнести к средствам борьбы с засухой в условиях светло-каштановых почв Калмыкии.
Литература
1. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. 3-е издание. - М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.
2. Грициенко В.Г., Гольдварг Б.А. Гидротермические факторы, урожай и водопотребление озимых зерновых культур в Центральной засушливой зоне Калмыкии //Материалы Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития мясного животноводства». - Элиста, 2012. 60 с.
3. Народецкая, Ш.Ш. Агроклиматические ресурсы Калмыцкой АССР. - Л.: Гидрометиздат, 1974.171 с.
4. Сорокин А.И., Гольдварг Б.А., Шурганов Б.В. Технология применения минеральных удобрений и регуляторов роста под озимую пшеницу в условиях Республики Калмыкия //Калмыцкий НИИСХ. - Элиста, 2017. 20 с.
Шурганов Басан Владимирович, младший научный сотрудник КалмНИИ сельского хозяйства им. М.Б. Нармаева, E-mail: eightrepublic@gmail.com
Сорокин Александр Иванович, к.с.-х.н., главный научный сотрудник КалмНИИ сельского хозяйства им. М.Б. Нармаева
Гольдварг Борис Айзикович, к.с.-х.н., зав. отделом аридного земледелия, кормопроизводства, селекции и семеноводства КалмНИИ сельского хозяйства им. М.Б.Нармаева
Даваев Александр Владимирович , к.с.-х.н., старший научный сотрудник КалмНИИ сельского хозяйства им. М.Б.Нармаева
Shurganov Basan Vladimirovich, Junior Researcher of Kalmyk Research Agricultural Institute named after M. B. Narmaev, E-mail: eightrepublic@gmail.com
Sorokin Alexander IvanovichJ Cand. Agri. Sci., Chief Researcher of Kalmyk Research Agricultural Institute named after M. B. Narmaev
Goldvarg Boris Aizikovich, Cand. Agri. Sci., Head of Arid Agriculture Department of Kalmyk Research Agricultural Institute named after M. B. Narmaev
Davaev Alexander Vladimirovich, Cand. Agri. Sci., Senior Researcher of Kalmyk Research Agricultural Institute named after M. B. Narmaev
