CC BY
16ОБЩИЕ ВОПРОСЫ АГРОХИМИИ
ВЫНОС NPK ПШЕНИЦЕИ И ЯЧМЕНЕМ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОИ ТЯЖЕЛОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ ЦРНЗ РФ
В.А. Варламов, к.б.н., А.М. Алиев, А.В. Ваулин, Н.А. Кирпичников, Г.И. Ваулина, д-ра с.-х.н.,
ЦОСВНИИА
Приведены многолетние опытные данные ЦОС ВНИИА по изменению выноса МРК кг/10 ц основной и соответствующее количество побочной продукции при возделывании зерновых культур на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве ЦРНЗ РФ в зависимости от уровня плодородия, доз удобрений, предшественника и химических средств защиты растений. Показано, что использование усредненных показателей при расчетах доз удобрений неправомерно.
Ключевые слова: удельный вынос МРК, озимая пшеница, яровой ячмень, азот, фосфор, калий.
Вынос азота, фосфора и калия используют практически при всех балансовых расчетах годовых доз удобрений на планируемую урожайность сельскохозяйственных культур [1, 2]. В справочной литературе приводятся только средние (обобщенные) их величины [3]. В то же время, как показали результаты многих исследований, вынос основных элементов минерального питания на единицу продукции может существенно изменяться в зависимости от почвенно-климатических условий, уровня минерального питания, сортовых особенностей растений и других факторов: по азоту от 19 до 44 кг, фосфору - от 8 до 15, калию - от 15 до 44 кг [4-7]. Единого мнения по этому вопросу в агрохимической литературе не сформировалось до сих пор. М.К. Каюмов [8] считает, что ячменю для формирования 10 ц зерна и соответствующего количества соломы требуется 25 кг азота, 10,9 фосфора и 17,5 кг калия, Г.В.Гуляев [9], соответственно, - 25,0, 11,0 и 22,0, Ш.И.Литвак [10] - 29,0, 23,0 и 21,0, Кузнецова З.А. [11] -23,0, 6,2 и 11,5 кг. Использование при расчетах доз удобрений как завышенных, так и заниженных показателей выноса МРК приводит к изменению величины, качества урожая и экономической эффективности общих производственных затрат на возделывание культуры. Учет факторов, оказывающих наибольшее влияние на величину выноса элементов питания растениями, особенно важен в интенсивных технологиях, когда затраты на удобрения особенно велики.
Цель исследований - изучить влияние отдельных факторов на изменения показателей выноса основных элементов минерального питания растениями озимой пшеницы и ячменя.
Методика. Исследования проведены на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой неокультуренной почве (рНсол. 4,0-4,5, содержание гумуса 1,50-1,65 %, подвижных Р2О5 и К2О 2,3-3,5 и 11,2-13,0 мг/100 г соответственно) и окультуренной почве (рНсол 5,4-5,7, содержание гумуса 1,701,82 %, подвижных Р2О5 и К2О 6,5-8,0 и 12,5-15,0 мг/100 г соответственно) в длительных и краткосрочных полевых опытах, проведенных за последние 40-50 лет [12-15]. На не-окультуренной почве были проведены опыты СШ-1 и П-35, в которых фоном служили контроли без удобрений при минимальной защите растений от вредных организмов (протравливание семян и применение гербицидов). Опыты СИ-11, СШ-2 и СШ-8 проводили на окультуренной почве. В опыте СШ-8 в качестве фона был контроль без удобрений (протравливание семян и применение гербицида). В опыте СИ-11 на озимой пшенице в качестве фона принят блок В0 (без защиты растений - Р60К120 и протравливание семян), который сравнивали с блоком В2 (интегрированная система защиты - протравливание семян, 1-я обработка гербицидами, фунгицидами и ретардантами в начале фазы выхода в трубку, 2-я обработка фунгицидами в фазе колошения). Ячмень в опыте СИ-11 изучали по той же схеме, что и для озимой пшеницы. Технология применения средств защиты растений при возделывании яч-
меня отличалась только тем, что в ней не применяли ретарданты. В опыте СШ-2 для анализа использовали выносы МРК- фон 1 (органоминеральная система удобрения) и фон 2 (минеральная система удобрения, рассчитанная на получение 60 ц/га зерна озимой пшеницы и эквивалентная по МРК фону 1). На фонах 1 и 2 без применения химических средств защиты растений (ХСЗР) проводили только протравливание семян перед посевом. В вариантах с использованием ХСЗР применяли также опрыскивание посева озимой пшеницы в фазе кущения гербицидами, фунгицидами и ретардантами. В фазе выхода растений в трубку фунгициды использовали повторно.
Результаты и их обсуждение. На неокультуренной дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве при высокой эффективности удобрений вынос элементов питания в расчете на единицу основной продукции заметно повышается при внесении минеральных удобрений (табл. 1). Так при внесении М90Р90К90 и урожае 39,2 ц/га вынос азота, фосфора и калия повысился, соответственно, на 6,0; 7,0 и 24,0%.
1.Удельный вынос основных элементов питания озимой пшени-_цей и ячменем на почвах разной окультуренности_
Вариант опыта
Урожайность, ц/га
Вынос, кг/10 ц зерна с учетом соломы
N
P2O5
К2О
Неокультуренная почва
Озимая пшеница (опыт СШ-1, 1974-1979 гг.)
Контроль (без удобрений) 16,3 24,5 10,6 18,2
N9oP90^o 39,2 26,0 11,4 22,5
НСТ05 3,9 ц/га
Ячмень (опыт ОТ-1, 1975-19S0 гг.)
Контроль(без удобрений) 12,8 21,5 11,5 18,4
N80P60K80 28,0 26,8 12,6 22,0
НСР05 3,7 ц/га
Окультуренная почва
Озимая пшеница (опыт СШ-8, 1975-1979 гг.)
Контроль(без удобрений) 41,4 23,9 10,5 16,6
N90P60K90 52,0 25,4 10,8 18,3
НСР05 4,1
Ячмень (опыт ОТ-8, 1976-1980 гг.)
Контроль(без удобрений) 27,7 24,2 13,5 20,0
N60P60K60 37,8 26,0 13,9 21,4
НСР05 2,9 ц/га
У ячменя при внесении М80Р6оК8о и урожае 28,0 ц/га затратные коэффициенты повышались, соответственно, на 25,5; 9,0 и 24,0%.
На окультуренной дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве вынос элементов питания в зависимости от применения удобрений изменялся менее значительно (см. табл. 1). Так при применении М90Р6оК9о и урожае 52,0 ц/га удельные коэффициенты возрастали, соответственно, на 6,0; 3,0 и 10,0%. В посеве ячменя увеличение затрат МРК на создание единицы урожая ячменя при применении удобрений, также как и озимой пшеницы, было небольшим и составило, соответственно, 7,0; 3,0 и 7,0%. Следует отметить, что различия в затратах основных элементов питания на формирование единицы урожая между ячменем и озимой пшеницей на неокуль-туренной почве были незначительными.
Закономерность повышения удельных коэффициентов выноса МРК ячменем четко прослеживается при внесении возрастающих доз минеральных удобрений и в краткосрочном полевом опыте (табл. 2). При увеличении доз МРК с 0 до 180
12
This document was created using
Плодородие №2*2012
Solid Converter PDF
кг/га и повышении урожая с 27,5 до 42,5 ц/га вынос азота, фосфора и калия возрастал, соответственно, в 1,7; 1,2 и 1,4 раза. Особенно заметно возрастали затраты №К (соответственно, в 1,3, 1,1, 1,2 раза) при применении экспериментально завышенных доз удобрений (табл. 2, дозаК180Р180К180).
2. Влияние возрастающих доз №К на урожайность зерна ячменя и удельный вынос азота, фосфора и калия
Показатель Доза удобрений, кг д.в/га
NoPoKo N60P60K60 N120P120K120 N180P180K180
Урожайность, ц/га 27,5 41,0 42,6 42,5
Удельный вынос, кг/10 ц: азота 26,6 28,4 35,7 43,9
фосфора 13,4 13,1 14,3 15,8
калия 30,4 31,9 36,9 42,4
НСР05, ц/га 3,15
Удельный коэффициент азота при формировании урожая ячменя возрастал в 1,36-1,39 раза при возделывании его по обороту пласта многолетних бобово-злаковых трав (табл. 3). Затраты фосфора в этих условиях также увеличивались в 1,44-1,45 раза. Затраты калия при возрастании доз азотных удобрений практически не изменялись, увеличиваясь всего в 1,о3 раза.
При выращивании по пласту многолетних трав озимой пшеницы с повышением доз азота с 0 до 135 кг/га вынос азота увеличился в 1,29-1,30 раза, калия - в 1,44-1,45 раза, а фосфора уменьшился в 1,05-1,06 раза.
3), приводило к незначительному снижению удельного коэффициента затрат по азоту (на 1,2-1,8) и фосфору (на 1,0-2,1 кг) и к существенному по калию (на 8,5-9,3 кг).
Особого внимания с точки зрения сокращения затрат макроэлементов на формирование единицы урожая, заслуживает строгое выполнение всех агротехнических и химических приемов борьбы с вредными организмами [18]. В первую очередь это относится к сорным растениям, основным конкурентам зерновых культур в борьбе за элементы минерального питания. В засоренных посевах озимой пшеницы сорняки связывают азота на 34,8-39,5%, фосфора на 33,9-39,7, калия на 56,5-69,0% больше, чем посевы основной культуры, что необходимо учитывать при разработке технологии возделывания этой культуры. При этом общий вынос №К с единицы площади посева значительно увеличивается (содержание №К в зерне +солома + сорняки), сбор основной и побочной продукции культурных растений (зерно + солома) уменьшается, а удельные затраты №К на выращивание 10 ц/га зерна возрастают. Так, в длительном опыте СШ-2 в среднем за 4 ротации севооборота на органоминеральном и минеральном фонах в вариантах без применения гербицидов удельный расход азота возрастал на 10,1-11,3, фосфора - на 4,3-4,6, калия - на 19,022,5 кг/10 ц. На фонах навоз + №К + ХСЗР и №К + ХСЗР, где растения озимой пшеницы были защищены от вредных организмов и лучше конкурировали с сорной растительностью, удельный вынос азота возрастал только на 0,9-1,5, фосфора - на 0-0,4, калия - на 1,5-3,9 кг/10 ц (табл. 4).
4. Влияние ХСЗР на вынос №К озимой пшеницей, кг/10 ц (опыт СШ-2; 5-8 ротации севооборота)
ваемых по многолетним бобово-злаковым травам (опыт СИ-11) Вариант опыта Вынос культурой Вынос культурой
Доза Урожай- В0(без защиты расте- В2 (интегрированная вместе с сорняками
азота ность, ц/га ний) система защиты рас- N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О
по тений) Навоз + ЫРК - фон 29,0 12,7 33,6 39,1 17,0 52,6
фону Вынос, кг / 10 ц зерна 1
Р60К120 В„ | В2 N 1 Р2О5 1 К2О N 1 Р2О5 1 К2О Фон 1 + ХСЗР 27,2 10,6 24,3 28,1 11,0 25,8
Озимая пшеница, сорт Московская 39 по пласту бобово-злаковых №К- фон 2 28,6 11,6 32,6 39,9 16,2 55,1
трав (2007-2009 гг.) Фон 2 + ХСЗР 27,4 10,6 241, 28,2 10,6 28,0
N0 34,7 54,2 27,8 15,9 27,2 25,7 15,1 22,4
N45 46,9 64,1 30,9 15,9 30,7 28,6 15,1 25,1
N90 46,0 76,3 33,8 15,7 31,3 31,2 14,9 25,5
N135 47,9 74,6 36,2 15,4 31,3 33,2 14,3 25,5
НСР05 4,5 ц/га
Ячмень, сорт Эльф по обороту пласта бобово-злаковых трав (2003-2005, 2009 гг.)
N0 36,5 43,6 23,0 17,5 23,3 23,7 17,5 23,3
N45 47,5 55,0 26,9 17,6 26,7 27,0 18,0 26,6
N90 51,7 63,2 29,3 17,5 31,5 29,3 17,5 31,4
N135 53,1 63,5 32,0 18,0 33,7 32,2 18,1 33,6
НСР05 3,6 ц/га
Как показали исследования, удельный вынос №К зависит также от уровня защиты зерновых культур от сорняков, болезней и вредителей [16, 17]. При интегрированной защите растений (см. табл. 3, блок 2 - протравливание семян перед посевом, применение ХСЗР для борьбы с сорняками, болезнями и вредителями с учетом порога вредоносности) удельный вынос азота снизился в среднем по всем вариантам опыта с озимой пшеницей при росте урожайности в 1,54 раза на 2,5, фосфора - на 0,8, калия - на 5,5 кг/10 ц. На ячмене при возрастании урожайности в блоке 2 - в 1,2 раза, затраты №К на формирование единицы урожая при интегрированной защите растений практически не изменились. В среднем по блоку 2 по сравнению с блоком 0 затраты азота возросли на 0,3 кг/10 ц, фосфора - на 0,1, а калия - даже снизились на 0,1 кг/10 ц. Незначительно повысился вынос азота, фосфора и калия при выращивании озимой пшеницы по органоминеральной системе удобрения. В эквивалентных вариантах навоз + №К по сравнению с только одной минеральной системой удобрения вынос азота озимой пшеницей в расчете на чистую культуру возрастал в длительном полевом опыте СШ-2 всего на 0,4 кг/10 ц, фосфора - на 1,1, калия - на 1,0 кг/10 ц (табл.4,). Применение ХСЗР на фоне органоминеральной и минеральной систем удобрения, так же как и в опыте СИ-11 (см. табл.
Плодородие №2*2012
This document was created using
Выводы. Экспериментальные данные, полученные в длительных и краткосрочных полевых опытах на дерново-подзолистой суглинистой почве ЦОС ВНИИА показывают, что удельные затраты №К на формирование 10 ц/га зерна и соответствующего количества побочной продукции в значительной степени зависят от условий возделывания культуры. Наименьший вынос №К на формирование 10 ц зерна озимой пшеницей и ячменем отмечен на неокультуренной почве. При применении умеренных доз минеральных удобрений вынос азота озимой пшеницей увеличивается на 6%, фосфора - на 7, калия - на 24%, ячменем, соответственно, на 25; 9 и 24 %. Возрастание удельного выноса №К происходит при любом улучшении питания. Применение ХСЗР и устранение конкурентов культурных растений в борьбе за №К приводят к уменьшению выноса на 10 ц/га зерна основными зерновыми культурами. При практическом использовании удельных коэффициентов выноса №К для расчета доз удобрений под зерновые культуры важно иметь в виду, что применение одних удобрений без ХСЗР на 30-40% повышает удельные коэффициенты использования №К и приводит к снижению эффективности средств химизации. Литература
1. Методические указания по определению баланса питательных веществ: азота, фосфора, калия, гумуса, кальция.- М., 2000.- 39 с.
2. Рекомендации по проектированию интегрированного применения средств химизации в ресурсосберегающих технологиях адаптивнолан-шафтного земледелия.- М., ФГНУ «Росинформагротех», 2010.- 464 с.
3. Справочник по удобрениям.- М.: Колос,1964.- 387 с.
4 .Авдонин Н.С. Научные основы применения удобрений.- М.: Колос, 1972.- 320 с.
5. Горелько Н.М. Расход питательных элементов на формирование урожая ячменя в связи с условиями влагообеспеченности. Резервы повышения плодородия почвы и эффективности удобрений// Сб. научн. тр., Горки, 1985, вып. 129.- С. 54-61.
6. Сычев В.Г. Применение удобрений в адаптивно-ланшафтном земледелии Нечерноземной зоны России.- М.: ВНИИА, 2005.- 160 с.
13
Solid Converter PDF
7. Nutrient requirement of species and cultivars. Agr. Yield potent. Continental Olim., 1981, p. 49-56.
8. Каюмов М.К. Фотосинтетическая деятельность и урожай озимой пшеницы при разных дозах удобрений// Автореф. дисс. канд. с.-х. наук, 1970.- 21 с.
9. Гуляев Г.В., Сергеев А.В. Селекция и семеноводство с.-х. культур в Нечерноземной зоне.- М.: Россельхозиздат, 1977.- 68 с.
10. Литвак Ш.И. Системный подход к агрохимическим исследованиям. - М.: Агропромиздат, 1990.- 220 с.
11. Кузнецова З.А. Влияние удобрений на химический состав зерновых культур и вынос элементов питания урожаями// Агроохимия, 1965.- № 11. — С. 108-116.
12. Алиев А.М. Эффективность комплексного применения средств химизации в интенсивном земледелии Центрального района Нечерноземной зоны РСФСР// Дис. д. с.-х. н.-М., 1989.- 343 с.
13. Ваулина Г.И. Эффективность минеральных удобрений и других средств химизации при возделывании разных сортов зерновых куль-
тур на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве в условиях Центрального района Нечерноземной зоны// Дис. д. с.-х. наук.- М., 2007.— 418 с.
14. Ваулин А.В. Эффективность комплексного применения средств химизации в технологиях возделывания ячменя в Центральном районе Нечерноземной зоны России// Дис.д. с.-х. н.- М., 1994. — 414 с.
15. Кирпичников Н.А. Оптимизация фосфатного режима дерново-подзолистой почвы при сочетании фосфорных и известковых удобрений// Дис. д. с.-х. н., 1989.- 262 с.
16. Алиев А.М., Калинушкина Л.Ф. Удобрения и гербициды// Защита растений, 1980.- № 9.- С. 22-23.
17. Ладонин В.Ф., Алиев А.М. Комплексное применение гербицидов и удобрений в интенсивном земледелии.- М.: Агропромиздат, 1991.271 с.
18. Захаренко В.А., Груздев Г.С., Воеводин А.В. и др. Экономические пороги вредоносности сорных растений в посевах основных сельскохозяйственных культур (рекомендации). — М.: Агропромиздат, 1984. —25 с.
NPK REMOVAL BY WHEAT AND BARLEY FROM CLAY LOAMY SODDY-PODZOLIC SOIL IN THE CENTRAL
NONCHERNOZEMIC ZONE OF RUSSIAN FEDERATION
V.A. Varlamov, A.M. Aliev, A. V. Vaulin, N.A. Kirpichnikov, G.I. Vaulina Central Experimental Station, Pryanishnikov All-Russian Scientific Research Institute of Agrochemistry, Russian Academy of Agricultural Sciences, Zarya Podmoskov'a, Domodedovo raion, Moscow oblast, 142062 Russia csviua@t50.ru, vaulina-43@mail.ru
Long-term field experiments were performed on studying the removal of NPK with the target and side crops at the growing of cereals on a clay loamy soddy-podzolic soil in the Central Noncernozemic Zone ofRussian Federation depending on the level of soil fertility, fertilizer rates, precursors, and plant-protecting chemicals. It was shown that the use of averaged parameter values in the calculation offertilizer rates is inappropriate.
Keywords: specific removal of NPK, winter wheat, spring barley, nitrogen, phosphorus, potassium.
14
Плодородие №2*2012
This document was created using
Solid Converter PDF
