CC BY
40
DOI: 10.24411/0044-3913-2019-10405 УДК 633.1: 631.6: 631.8
о о
N
Ш S
ш и
ш
2
ш M
Воздействие осушения и удобрений на урожайность озимой тритикале
Л. И. ПЕТРОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: [email protected]) Ю. И. МИТРОФАНОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом
Н. К. ПЕРВУШИНА, младший научный сотрудник В. Н. ЛАПУШКИНА, младший научный сотрудник
Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель, пос. Эммаусс, 27, Калининский р-н, Тверская обл., 170530, Российская Федерация
В статье представлены результаты исследований 2016-2018 гг. по изучению влияния норм минеральных удобрений и осушения на урожайность и качество зерна озимой тритикале, водный режим почвы, фотосинтетическую деятельность посевов, окупаемость 1 кг д. в. прибавкой урожая в условиях Тверской области. Опыт заложен на осушаемой закрытым дренажом и неосушен -ной почвах в 3-х вариантах: без удобрений, . Осушение и применение удобрений оказали положительное воздействие на формирование урожая озимой тритикале. Наиболее благоприятные условия по водно -му режиму отмечали на осушаемой почве, где влажность пахотного слоя в среднем за вегетацию по итогам 3-х лет составила 71 % наименьшей влагоемкости (НВ), тогда как на неосушенной - 90 %. Эффективность использования фотосинтетически активной солнечной радиации (КПД ФАР) посевами озимой тритикале была выше на осушаемом участке. В среднем за 3 года на удобренных вариантах КПД ФАР в этом варианте составил 1,94...2,26, на неосушенном фоне -1,15...1,32. В среднем по вариантам опыта урожайность озимой тритикале на осушаемом участке по 3-летним данным сформировалась больше на 2,09 т/га, или на 75 %. На обоих участках во все годы она возрастала по мере улучшения условий минерального питания. В варианте с внесением ^45Р15К/5/ по сравнению с фоном без удобрений, урожай повысился на осушаемом участке на 56 %, на неосушенном - на 32 %,при использовании ^„РЖ™ соответственно на 79 и 52 %.
90 30 90
Увеличение нормы удобрений обеспечило прибавку урожая на обоих участках на 14 %. Наибольшая окупаемость 1 кг д. в. удобрений прибавкой урожая зерна при размещении озимой тритикале на хорошо окультуренной почве после клевера 1 года пользования на обоих участках отмечена от внесения Ы/КР15К45:18,1 кг - на осушаемом и 6,7 кг - на неосушенном.
Ключевые слова: озимая тритикале (Х Triticosecale Wittm. ex A. Camus), осушаемые и неосушенные земли, нормы удобрений, урожайность, качество продукции, окупаемость удобрений.
Для цитирования: Воздействие осушения и удобрений на урожайность озимой тритикале /Л. И. Петрова, Ю. И. Митрофанов, Н. К. Первушина идр.//Земледелие. 2019. № 4. С. 22-24. DOI: 10.24411/0044-3913-2019-10405.
Тритикале - первая зерновая культура искусственно созданная при скрещивании пшеницы с рожью [1]. Она заслуживает внимания по ряду таких важнейших показателей, как урожайность, питательная ценность зерна, устойчивость к неблагоприятным почвенно-климатическим условиям и наиболее опасным болезням, способности произрастать во многих сельскохозяйственных районах мира, превосходя пшеницу и не уступая ржи. По своим пищевым качествам тритикале лучше пшеницы, а по хлебопекарным - ржи [2, 3, 4].
В последние годы повсеместно возрастает деградация почв и снижается их плодородие. Происходит вторичное зарастание древесно-кустарниковой растительностью мелиорированныхлуговых угодий, закисление почв, снижение запасов гумуса и элементов минерального питания растений в пахотном слое [5, 6, 7]. Одно из основных направлений развития растениеводства в Центральном Нечерноземье, наряду с возвращением земель сельскохозяйственного назначения в оборот и проведением осушительных работ, - агрохимическое оздоровление почвы [8, 9, 10]. Для увеличения производства растениеводческой продукции на дерново-подзолистых почвах необходима разработка эффективных ресурсосберегающих технологических элементов возделывания культур [11, 12, 13]. Среди химических средств интенсификации земледелия и повышения его продуктивности по эффективности воздействия являются минеральные удобрения [14, 15, 16]. Их ограниченные ресурсы и высокая стоимость обуслов-
ливают необходимость определения рациональных норм внесения.
Цель наших исследований - изучение влияния осушения и применения различных норм удобрений на формирование урожая озимой тритикале.
Опыт заложен в 4-кратной повторно-сти с размещением вариантов методом расщепленных делянок по следующей схеме: осушение (фактор А) - осушаемая закрытым дренажом почва; неосушен-ная почва; удобрения (фактор В) - без удобрений; ^.Р^; Ы90Рз0К90. Общая площадь делянок 2-го порядка 432 м2, учетная - 44 м2. Почва на обоих участках дерново-подзолистая легкосуглинистая глееватая среднекислая с содержанием гумуса 2,23...2,38 %, высокой обеспеченностью подвижным фосфором и повышенным обменным калием. В опыте выращивали сорт озимой тритикале Немчиновский 56. Возделывание культуры осуществляли по рекомендованным в зоне технологиям, за исключением изучаемых приемов, в плодосменном 4-польном севообороте, развернутом в пространстве и во времени, со следующим чередованием культур: яровая пшеница+клевер - клевер 1 гп. - озимая тритикале - картофель. Сопутствующие исследования, анализы и наблюдения в опыте проводили по общепринятым в растениеводческой науке методикам.
Метеоусловия в годы исследований различались: 2016 г был самым теплым и менее влажным (ГТК - 1,24), 2017 - более прохладным и более влажным (ГТК - 1,88), 2018 г - теплым и влажным (ГТК - 1,34).
Осушение и применение удобрений оказали положительное воздействие на формирование урожая озимой тритикале. По водному режиму на осушаемом участке в годы исследований складывались более благоприятные условия. В среднем за вегетацию по итогам 3-х лет влажность пахотного слоя почвы в этом варианте составляла 71 % НВ, на участке без осушения - 90 %. На неосушенном участке в 2017-2018 гг под посевами культуры наблюдали периодическое переувлажнение пахотного слоя почвы (табл. 1).
В среднем за 3 года урожайность озимой тритикале на осушаемом участке была выше, чем на неосушенном: без удобрений - на 1,18 т/га, при внесении ^45Р15К.5 - на 2,37, М90Р15К - на 2,71
45 15 45 ' ' 90 15 45 '
(табл. 2). Применение удобрений и повышение их норм в течение изучаемых лет достоверно увеличивали сбор озимой
1. Влажность пахотного слоя на осушаемых и неосушенных почвах в годы исследований, % НВ
Период | 2016 г. | 2017 г. I 2018 г
Осушаемая почва
В течение вегетации 4 СО 7 68.93 55.72
В среднем за вегетацию 64 83 67
Неосушенная почва
В течение вегетации 64...95 87.115 74.103
В среднем за вегетацию 84 97 90
2. Урожайность озимой тритикале в зависимости от вариантов удобрений
и осушения, т/га
Вариант 2016 г. 2017 г. 2018 г. В среднем за 2016-2018 гг.
Без удобрений 45 15 45 N Р К 90 30 90 Среднее Осушаемая почва 3,54 2,78 4,89 6,28 3,78 4,63 3,37 5,27
5,27 6,95 5,88 6,03
4,57 5,34 4,74 4,89
Без удобрений 45 15 45 N Р К 90 30 90 Среднее Без удобрений 45 15 45 N Р К 90 30 90 Среднее НСР05 для любых средних НСР05 для удобрений НСР05 для почвы Неосушенная почва 2,96 1,17 4,54 1,19 2,44 2,96 2,19 2,90
5,06 1,55 3,35 3,32
4,19 1,30 Среднее 3,25 1,98 4,72 3,74 2,92 3,11 3,80 2,80 2,78 4,09
5,16 4,25 4,62 4,68
4,38 0,25 0,18 0,14 3,32 0,23 0,16 0,13 3,84 0,28 0,20 0,16 3,85
тритикале на обоих участках (кроме 2-го варианта в 2017 г на неосушенном). В среднем за 3 года в варианте М45Р15К45 по сравнению с фоном без них урожай повысился на осушаемом участке на 56 %, на неосушенном - на 32, возрастала -соответственно на 79 и 52 %, при увеличении нормы удобрений урожай ность на обоих участках возрастала на 14 %.
В зависимости от погодных условий наибольший урожай озимой тритикале на осушаемых почвах отмечен в более влажном 2017 г, наименьший - в более сухом 2016 г, а на неосушенной - наоборот. По сравнению с другими годами, в 2017 г. на осушаемой почве сформировалось большее количество продуктивных стеблей (в среднем по вариантам опыта на 14.. .35 шт./м2) и масса 1000 зерен (на 6,9.. .8,1 г), а на неосушенной отмечали очень низкую густоту стояния растений, в том числе продуктивных стеблей.
При внесении удобрений и повышении уровня удобренности на обоих участках в лучшую сторону изменялись количество продуктивных стеблей и зерен в колосе (табл. 3). В случае использования И45Р15К45 и Ы90Р30К90, по сравнению
с вариантом без удобрений, количество продуктивных стеблей и зерен в колосе на осушаемом участке было существенно больше, соответственно на 93 и 117 шт./м2 и на 4 и 6 шт. На неосушенном количество продуктивных стеблей возрастало только при внесении М90Р30К90 (на 21 шт./м2), а зерен в колосе в обоих вариантах соответственно на 5,7 и 7,4. На осушаемой почве формировалось большее количество продуктивных стеблей в среднем по вариантам на 152 шт./м2, а на неосушенной зерен в колосе - на 1,9 шт. В среднем по почвам величины этих показателей в вариантах с применением удобрений были существенно выше, чем на неудобренном, а при сравнении их между собой отмечена только тенденция повышения в пользу Ы90Р30К90. По массе 1000 зерен различия оказались несущественными по всем факторам.
Важный показатель фотосинтетической деятельности посева - использование фотосинтетически активной солнечной радиации. Посевы с КПД ФАР 3,5.5,0 % считаются рекордными, 1,5.3,0 % - хорошими, 0,5.1,5% -обычно наблюдаемыми [17]. Расчеты
3. Основные элементы структуры урожая озимой тритикале в зависимости от вариантов удобрений и осушения, в среднем за 2016-2018 гг.
Вариант
Без удобрений
^5Р15К45
^оК»
Среднее
Без удобрений М^Р^К^
45 15 45
N Р К
90 30 90
Среднее Без удобрений
45 15 45
N Р К
90 30 90
Среднее
НСР05 для любых средних НСР05 для почвы НСР05 для удобрений
Количество продуктивных стеблей, шт./м2 Продуктивная кустистость Число зерен в колосе, шт. Масса 1000 зерен, г
Осушаемая почва 263 1,10 35,3 39,1
358 1,37 39,3 40,0
380 1,53 41,3 40,9
334 1,33 38,6 40,0
Неосушенная почва 170 1,17 36,1 39,4
185 1,22 41,8 40,6
191 1,24 43,5 40,8
182 1,21 40,5 40,3
Среднее 216 1,14 35,7 39,2
272 1,30 40,6 40,3
286 1,38 42,4 40,8
258 1,27 39,6 40,1
20 0,14 2,8
12 0,08 1,6
14 0,10 2,0
показали, что эффективность использования ФАР посевами озимой тритикале на осушаемом участке была больше. На обоих участках во все годы она возрастала с повышением норм удобрений. При величине прихода фотосинтетически активной солнечной радиации 2,3 млрд ккал/га КПД ФАР в среднем за 3 года на осушаемом участке в варианте без удобрений был самый низкий, составил 1,34,
пРи внесении М45Р15К45 - 1,94 М90Р30К90 -
2,26, на неосушенном значительно ниже - соответственно 0,93, 1,15, 1,32. Таким образом, на осушаемом участке в варианте без удобрений КПД ФАР был выше, по сравнению с неосушенным, на 44 %, а на удобренных - на 67.71 %.
На осушаемом участке самые высокие величины этого показателя отмечены в более влажном 2017 г - от 1,18 без применения удобрений до
2,31 и 2,56 при М45Р15К45 и ^К^ на
неосушенном участке, наоборот, они были самым низким, соответственно вариантам 0,54, 0,56, 0,72.
В опыте, по сравнению с вариантом без удобрений, наибольшую окупаемость 1 кг д.в. удобрений дополнительным урожаем озимой тритикале по 3-летним данным на обоих участках обеспечивало внесение N.СР,.-К... - на
45 15 45
осушаемом участке 18,1 кг и на неосушенном - 6,7 кг зерна, в варианте с М90Р30К90 она соответственно составила 12,7 и 5,4 кг, при сравнении их между собой - 7,2 и 4,0 кг
Определение содержания переваримого протеина показало, что в зерне с удобренных вариантов по сравнению с неудобренным, на осушаемом участке оно увеличивалось на 1,0 и 1,7 %, а выход его с урожаем - на 0,27 и 0,40 т/га, или в 1,7 и 2,1 раза, на неосушенном - соответственно на 1,6 и 2,3 % и на 0,13 и 0,19 т/га, или в 1,6 и 1,9 раза (табл. 4). На осушаемом участке, по сравнению с неосушенным, в среднем по вариантам удобрений содержание протеина в зерне было выше на 1 %, выход его с урожаем - на 0,27 т/га. При использовании удобрений величины этих показателей в среднем по обеим почвам были существенно выше, чем на фоне естественного плодородия почвы.
При наблюдении за фитосанитарным состоянием посевов лучшие результаты отмечены на осушаемом участке, особенно по засоренности. По сравнению с неосушенным, общее количество сорняков и их масса были меньше соответственно в 4 и 34 раза, величины этих показателей по многолетним сорнякам - в 7 раз.
Оценка распространения корневых гнилей на растениях показала более высокую устойчивость к ним озимой тритикале, по сравнению с яровой пшеницей. По трехлетним данным в среднем по вариантам удобрений распространение корневых гнилей на растениях
и
ф
з
ь
ф
д
ф
ь
ф
-ь
О
(О
4. Содержание протеина в зерне и выход с урожаем в зависимости от вариантов удобрений и осушения, среднее за 2016-2018 гг.
Вариант удобрений I Содержание в зерне, % Выход с урожаем, т/га
Осушаемая почва
Без удобрений 11,0 0,37
М^Р^К^ 45 15 45 12,0 0,64
N Р К 90 30 90 12,7 0,77
Среднее 11,9 0,59
Неосушенная почва
Без удобрений 9,6 0,21
45 15 45 11,2 0,34
N Р К 90 30 90 11,9 0,40
Среднее 10,9 0,32
Среднее
Без удобрений 10,3 0,29
45 15 45 11,6 0,49
N Р К 90 30 90 12,3 0,58
Среднее 11,4 0,68
НСР05 для средних 0,9 0,05
НСР05 для почвы 0,5 0,03
НСР05 для удобрений 0,6 0,04
брений на продуктивность севооборотов с различными видами паров // Плодородие. 2014. № 5. С.14-16
17. Каюмов М. К. Программирование продуктивности полевых культур: Справочник. М.: Росагропромиздат, 1989. 368 с.
Influence of Drainage and Fertilizers on Yield of Winter Triticale
L. I. Petrova, Yu. I. Mitrofanov, N. K. Pervushina, V. N. Lapushkina
All-Russian Research Institute of Reclaimed Lands, pos. Emmaus, 27, Kalininskii r-n, Tverskaya obl., 170530, Russian Federation
озимой тритикале на осушаемом участке составило 10,8 %, на яровой пшенице (возделываемой в этом севообороте) -19,3, на неосушенном, соответственно культурам - 12,2 и 27,1 %. В вариантах с применением удобрений можно отметить тенденцию их увеличения в посевах озимой тритикале на осушаемом участке до 14,0 %, на неосушенном - до 13,7 %, по сравнению с неудобренным вариантом, в котором соответственно участкам составляло 6,3 и 10,3 %.
Таким образом, осушение и применение минеральных удобрений -эффективные приемы повышения урожайности озимой тритикале. Наиболее благоприятные условия по водному режиму, использованию фотосинтети-чески активной солнечной радиации, фитосанитарному состоянию посевов и эффективности применения удобрений сложились на осушаемых почвах. В результате осушения повышение урожайности озимой тритикале в среднем по вариантам опыта составило 2,09 т/га, или 75 %. Применение удобрений в норме М45Р15К45 обеспечило прибавку урожая на осушаемом участке на 56 %, на неосушенном - на 32, в норме М90Р30К90 - соответственно на 79 и 52 %, по сравнению с фоном без удобрений. Наибольшая окупаемость 1 кг д.в. удобрений прибавкой урожая при размещении озимой тритикале на хорошо окультуренной дерново-подзолистой легкосуглинистой глееватой почве после клевера 1 года пользования на обоих участках отмечена от внесения М45Р15К45 - на осушаемом 18,1 кг зерна, на неосушенном - 6,7 кг
2 Литература. о
^ 1. Тритикале - первая зерновая культура,
о| созданная человеком / Пер. с англ. М. Б.
2 Евгеньева. Под ред. Ю. Л. Гужова. М.: Колос,
§ 1978. 285 с.
^ 2. Чернышова Э. А., Мякиньков А. Г., Соловьев А. А. Сравнительная характеристи-
§ ка технологических качеств зерна сортов
£ озимой тритикале // Известия ТСХА. № 3.
$ 2015. С. 16-24.
3. Результаты и перспективы селекции озимой тритикале для хлебопекарных целей в центральном Нечерноземье / А. М. Медведев, В. В. Осипов, А. В. Осипова и др. // Зернобобовые и крупяные культуры. 2017. № 2 (22). С. 99-106.
4. Продуктивность озимой тритикале при разных сроках посева / Г С. Цвик, Т. В. Таран, Г С. Гусев // Вестник АПК Верхневолжья. 2017. № 3 (39). С. 8-12.
5. Гулюк Г. Г. Нечерноземная зона ищет решение // Мелиорация и водное хозяйство. 2017. № 5. С. 2-4.
6. Освоение долголетней залежи при возделывании сеяных злаковых трав / Г Г. Гулюк, Н. А. Семенов, А. В. Шуравилин и др. // Мелиорация и водное хозяйство. 2017. № 4. С. 19-23.
7. Кирейчева Л. В. Подходы к обоснованию размещения сельскохозяйственных мелиора-ций // Мелиорация и водное хозяйство. 2017. № 4. С. 11-15.
8. Кирейчева Л.В. Мелиорация земель в России: планы и реальность // Мелиорация и водное хозяйство. 2013. № 2. С. 2-5.
9. Доклад о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения. М.: Росинформагротех, 2014. 176 с.
10. Проблемы и пути повышения роли мелиоративных систем Рязанской области / П. Н. Ванюшин, А. В. Кузин, Т Н. Сысоева и др. // Мелиорация и водное хозяйство. 2018. № 5. С. 6-12.
11. Лыскова И. В. Влияние минеральных удобрений на плодородие дерново-подзолистой почвы, урожайность и качество зерновых культур // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2017. № 6 (61). С. 35-40.
12. Лошаков В. Г. Эффективность совместного использования севооборота и удобрений // Плодородие. 2016. № 2. С. 37-41.
13. Сычев В. Г, Шафран С. А., Духанина Т М. Прогноз потребности сельского хозяйства России в минеральных удобрениях к 2030 г // Плодородие. 2016. № 2. С. 5-7.
14. Петрова Л. И., Корнеева Е. М. Влияние агроландшафтных условий и удобрений на урожай культур на осушаемых землях // Земледелие. 2008. № 1. С. 12-13.
15. Петрова Л. И., Митрофанов Ю. И. Особенности формирования экологизированной системы удобрений на осушаемых землях // Мелиорация и водное хозяйство. 2012. № 3. С. 16-20.
16. Новоселов С. И., Толмачев Н. И., Муржинова А. В. Влияние минеральных удо-
Abstract. The paper presents the results of the study (2016-2018) on the influence of mineral fertilizer rates and drainage on the yield and grain quality of winter triticale, water regime of soil, photosynthetic activity, recoupment of fertilizers by the yield increase under conditions of the Tver region. The experiment was laid on drained by closed drainage and undrained soils in 3 variants: without fertilizers, N45Р15K45, N90Р30K90. The drainage and application of fertilizers had a positive effect on the conditions of formation of winter triticale yield. The most favourable conditions for the water regime were noted on the drained soil, the humidity of the arable layer during the growing season over 3 years was 71% of the field moisture capacity; for the undrained soil this value was 90%. The efficiency of using photosyntheticallyactive solar radiation (PAR efficiency) by winter triticale crops in the drained plot was higher; on average over 3 years for the fertilized variants the PAR efficiency was 1.94-2.26indrainedplots, forthe undrained ones it was 1.15-1.32. On average over the test variants, the yield of winter triticale was higher in the drained plot by 2.09 t/ha, or by 75%. In both plots in all years it increased with an increase in the background of fertilization. In the second variant of fertilizer application, compared to the background without them, the yield increased in the drained plot by 56%, in the undrained plot - by 32%; and in the 3rd variant of fertilizer application - by 79 and 52%, respectively. The increase in the fertilizer rate provided a yield increase in both plots by 14%. The greatest recoupment of 1 kg of active substances of fertilizer by grain yield in both plots was obtained from applying N45Р15K45, winter triticale was sown on well-cultivated soil after clover of the 1st year. The payback was 18.1 kg for the drained plot and 6.7 kg for the undrained plot.
Keywords: winter triticale (Х Triticosecale Wittm. ex A. Camus); drained and undrained land; fertilizer rates; yield; product quality; fertilizer payback.
Author Details: L. I. Petrova, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow (e-mail: [email protected]); Yu. I. Mitrofanov, Cand. Sc. (Agr.), head of division; N. K. Pervushina, junior research fellow; V. N. Lapushkina, junior research fellow.
For citation: Petrova L. I., Mitrofanov Yu. I., Pervushina N. K., Lapushkina V. N. Influence of Drainage and Fertilizers on Yield of Winter Triticale. Zemledelie. 2019. No. 4. Pp. 22-24 (in Russ.). DOI: 10.24411/0044-3913-2019-10405.
