CC BY
56
УДК 633.14:631.8:631.445.24
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДЕЙСТВИЯ УДОБРЕНИЙ ПОД ОЗИМУЮ РОЖЬ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ
Михаил Николаевич Рысев, к. с.-х. н., зав. отделом агрохимии Елена Сергеевна Волкова, ст. науч. сотрудник Евгения Николаевна Федотова, ст. науч. сотрудник Марина Владимировна Дятлова, к. с.-х. науч., ст. н. сотрудник
ФГБНУ «Псковский научно-исследовательский институт сельского хозяйства», Россия, Псковский район, д. Родина
В статье приведен обзор материалов по выращиванию озимой ржи на дерново-подзолистых почвах в зоне избыточного увлажнения: биологические особенности культуры; данные по выносу питательных веществ и динамике поступления их в растения, в том числе полученные в Псковском НИИСХ; результаты исследований с озимой рожью, участвующих в Географической сети опытов с удобрениями, где показано, что ведущую роль в формировании урожая зерна играют азотные удобрения, оптимальная доза действующего вещества которых находится в пределах 40-60 кг/га. В обзор включены результаты двух опытов, проведенных в Псковском НИИСХ: сроки и способы азотной подкормки озимой ржи; приемы комплексного использования средств химизации в агротехнологиях различной интенсивности в условиях равнинного агроландшафта Псковской низменности. Изучение сроков и доз азотной подкормки на озимой ржи показало, что в условиях Псковской области наибольшей эффективной дозой азота была доза 60 кг д.в./га, внесенная дробно: 30 кг/га - в основное удобрение и 30 кг/га - в подкормку весной, где получено 44,3 ц/га зерна. Обработка посевов ретардантом хлорхолинхлорид позволяла повысить дозу азотных удобрений до 90 кг д.в./га, что обеспечивало 56,9 ц/га зерна при внесении в подкормку весной 60 кг д.в. азота на гектар. Приемы комплексного использования средств химизации, разработанные в льняном севообороте, наряду с известкованием, внесением минеральных удобрений и микроэлементов, включали элементы биологизированного земледелия (внесение сиде-ральных удобрений, навоза, применение микробиологических препаратов). Установлено, что внесение навоза, минеральных удобрений, а также известкование сидерального и чистого паров улучшали азотный режим почв при весеннем возобновлении вегетации и оказывали существенное положительное влияние на урожайность. При использовании указанных агрохимических средств был получен максимальный урожай зерна - 53,6 ц/га.
Ключевые слова: озимая рожь, удобрения, урожай зерна, сроки и способы азотной подкормки.
Обеспечение населения продовольствием отечественного производства - основа национальной безопасности государства. В решении этой задачи одна из основных ролей отводится зерну. В
зерновом хозяйстве северных территорий особое место занимает озимая рожь, как универсальная культура: вегетативная масса является ранним источником з еленых кормов, зерно используется
для пищевых, кормовых и технических целей.
Озимая рожь - растение умеренно холодного климата. Среди злаковых хлебов она наименее требовательна к почвенным и климатическим условиям. Осенью рожь сильно кустится и развивает корневую систему, что позволяет ей интенсивно использовать осенне-весеннюю влагу, а весной быстро возобновить вегетацию. Рожь можно возделывать на легких почвах. Она устойчива к повышенной кислотности, но отзывчива на известкование. Нетребовательность растений ржи к почвам связана также с наличием у нее мощной корневой системы, проникающей с осени на большую глубину и способной использовать элементы питания из труднодоступных соединений, например, фосфорную кислоту из фосфоритов [7, 9]. С осени растения ржи накапливают значительное количество углеводов, которые используют весной для весеннего кущения и усиленного роста.
При возделывании озимой ржи необходимо учитывать особенности питания данной культуры. Вынос питательных веществ с урожаем на 1 т основной продукции (с учетом нетоварной), установленный путем обобщения многочисленных анализов растений в НИУИФ, в Нечерноземной зоне для озимой ржи следующий: N - 24 кг, Р2О5 - 10 кг и К2О - 29 кг [10]. По данным Псковского НИИСХ, при изучении комплексного использования средств химизации на урожайность озимой ржи вынос азота на 1 ц зерна составил в среднем 1,94 кг, Р2О5 - 1,25 кг и К2О -
1,98 кг. В зависимости от применяемых удобрений вынос азота варьировал от 1,55 до 2,39 кг/ц, фосфора -от 1,03 до 1,43 кг/ц и калия - от 1,65 до 2,83 кг/ц зерна.
Наиболее интенсивно растения озимой ржи поглощают элементы питания в фазах кущения и выхода в трубку. К концу осенней вегетации растения потребляют 56% азота, 49% Р2О5, 63% К2О от максимального выноса с урожаем; в фазу выхода в трубку - 76% азота, 58% Р2О5, 82% К2О; в фазу цветения - 93% азота, 78% Р2О5, 99% К2О [1]. Обеспеченность растений питательными веществами в данные фазы развития имеет очень важное значение. Но необходимо учитывать, что при избыточном азотном питании растения полегают, что приводит к снижению урожая зерна. Дробное внесение азотных удобрений (в основное и в подкормку) помогает избежать последствий избыточного питания азотом (осеннего перерастания и плохой перезимовки, полегания). В то же время внесение части азота в ранневесеннюю подкормку обеспечивает растения во время весеннего отрастания, когда сравнительно низкие температуры воздуха задерживают развитие микробиологической активности почвы и накопление минерального азота.
Основные закономерности действия удобрений, эффективность видов удобрений, доз и соотношений питательных веществ при возделывании различных культур, а также особенности действия удобрений в зависимости от сроков и способов их внесения были широко
изучены под руководством Всесоюзного научно-исследовательского института удобрений и агропочвове-дения имени Д.Н. Прянишникова
[4].
По материалам Географической сети были разработаны научные основы применения удобрений
[5]. В зоне избыточного увлажнения, куда относятся Северо-Запад России, страны Прибалтики и Белоруссия, было проведено 46 опытов на дерново-подзолистых почвах различного гранулометрического состава, по различным предшественникам (зерновым, пропашным, льну, зернобобовым, бобово-злаковым травосмесям).
Самая низкая урожайность зерна на контроле была получена по пропашным предшественникам на супеси - 10,3 ц/га (в среднем по Белоруссии). По бобовым предшественникам на супесчаных почвах Белоруссии получили 18,5 ц/га, на Северо-Западе России - 17,4 ц/га.
Внесение 20 т навоза на гектар повышало уровень урожайности на 3,5 ц/га в среднем по Северо-Западу России. На почвах Прибалтики при внесении 30 т навоза на гектар было получено на 6,1 ц/га зерна больше (в среднем по семи опытам), чем без навоза (в среднем по девяти опытам).
В научных учреждениях Белоруссии в среднем из 19 опытов без внесения навоза от минеральных удобрений (К40Р40К40) дополнительно было получено 7,3 ц/га зерна, в то время как при совместном внесении навоза и минеральных удобрений (К60Р40К40) в среднем по данным че-
тырех опытов - 5,9 ц/га. Отмеченное снижение эффективности минеральных удобрений, вносимых по фону навоза в дозах К40-60Р40К40, авторы связывают с поступлением азота в почву с навозом.
Внесение фосфорно-калийного удобрения повышало урожай зерна по разным предшественникам на 0,2-1,3 ц/га. Средняя прибавка от 20 кг азота на гектар по фону Р40К40 была равна 1,1-1,8 ц/га в зависимости от гранулометрического состава почвы, тогда как от 40 кг азота на супесчаной почве было получено на 4,9 ц/га зерна больше, а от 60 кг азота - на 5,4 ц/га.
На дерново-подзолистых почвах Северо-Запада России в среднем из 11 опытов прибавка от К40-60Р40К40 была равна 8,2 ц/га, или 50%. Все дозы азота (20, 40 и 60 кг/га) в сочетании с фосфорно-калийными удобрениями обеспечивали получение достоверных прибавок - 1,4 ц/га, 4,4 ц/га и 7,6 ц/га соответственно при урожае по РК в 18,0 ц/га.
Исследования, проведенные на дерново-подзолистых почвах Эстонии и Латвии, показали, что прибавка от Р40К40 была равна 1,2 ц/га. При внесении азота в дозах 20, 40, 60 и 90 кг д.в./га дополнительно было получено 4,2-4,6, 6,3-6,6, 6,1-7,4 и 6,7 ц/га зерна.
В Псковском НИИСХ в рамках установления научных основ системы удобрения в севооборотах были изучены сроки и дозы азотной подкормки озимой ржи с учетом применения ретарданта хлорхолинхлорида (рисунок 1). Влияние азота изучалось на
фоне внесения 20 т/га навоза совместно с фосфором и калием, внесенными в дозах по 60 кг д.в./га с осени как основное удобрение.
Схема опыта включала:
- 1. Фон (навоз 20 т/га + РбоКбо);
- 2. Фон + N,50 в основное удобрение осенью;
- 3. Фон + N,0 в подкормку осенью;
- 4. Фон + N,0 в подкормку весной;
- 5. Фон +N30 в основное удобрение осенью и в подкормку весной;
- б. Фон + в основное удобрение осенью и N,0 в подкормку весной;
- 7. Фон + в основное удобрение осенью и в подкормку весной;
- 8. Фон + в основное удобрение осенью и ^20 в подкормку весной.
Опыты проводились на дерново- слабоп одзолистой легкосуглини-ст о й п о чве. Агротехника возделывания озимой ржи во все годы исследований была типичной для зоны. Обработка почвы под посев состояла из вспашки пара (1-й опыт - чистый пар, 11-й и 111-й опыты - пар, занятый горохово-овсяной смесью), под которую фоном вносили навоз. Озимую рожь сорта Приекульская высевали 26, 27 августа и 1 сентября сеялкой СН-16 при норме высева 220-230 кг/га.
Установлено, что в условиях Псковской области максимально эффективно вносить азотные удобрения дробно: 30 кг действующего вещества азота на гектар - в основное удобрение с осени, совместно с фосфорно-калийным, и 30 кг действующего вещества азота - в ран-невесеннюю подкормку. Внесение больших доз азота приводило к снижению урожая зерна по причине полегания растений.
осенью весной весной весной весной весной
♦ Без ретарданта И С ретардантом
Рисунок 1 - Влияние сроков и доз азотной подкормки на урожайность зерна озимой ржи без применения и с применением ретарданта, ц/га
ИЗВЕСТИЯ ВЕЛИКОЛУКСКОЙ ГСХА
2018 №4
Применение ретарданта хлор-холинхлорида путем обработки посевов в фазу выхода в трубку из расчета 4 кг действующего вещества на гектар снижало высоту растений, повышало прочность механических тканей стеблей и обеспечивало повышение урожая зерна до 56,9 ц/га при внесении в подкормку 60 кг действующего вещества азота на гектар. При дальнейшем повышении доз азота, вносимых в подкормку, урожайность зерна снижалась.
Поддержание почвы в состоянии окультуренности, сохранение почвы как средства производства требуют в настоящее время применения биологизированных систем удобрения сельскохозяйственных культур. Мировая практика показывает, что ведущая роль в биологизи-рованном земледелии отводится научно-обоснованным севооборотам, системам обработки почвы, структуре посевных площадей, оптимальной для культурных растений и окружающей среды. При оптимальной структуре посевных площадей себестоимость 1 ц зерна может быть на 25-30% ниже, урожай и прибыль с 1 га - на 6-8 ц/га и на 2-2,5 тыс. руб. соответственно выше [8]. Разработка биологической системы земледелия должна основываться на оптимальном сочетании минеральных удобрений с органическими для повышения эффективного плодородия, которое имеет прямую зависимость от содержания в почве легко минерализующегося органического вещества [2].
В отделе агрохимии Псковского НИИСХ были проведены исследования комплексного влияния применения известкования, паров (си-дерального, унавоженного и чистого), минеральных удобрений, микробиологических препаратов, регуляторов роста и микроэлементов на урожайность озимой ржи сорта Жнивень (таблица 1). Исследования проводили в севообороте со льном-долгунцом. Известь, зеленую массу рапса и навоз вносили в паровом поле. Дозу извести рассчитывали по гидролитической кислотности и вносили половинную норму согласно рекомендациям для льняных севооборотов. С 222 ц/га зеленой массы рапса в почву было внесено N - 89 кг/га, Р2О5 - 23 кг/га, К2О - 115 кг/га; с 40 т/га навоза -N - 200 кг/га, Р2О5 - 72 кг/га, К2О -80 кг/га. Для обработки семян озимой ржи использовали микробиологический препарат «Ризоагрин» (МБП). Минеральные удобрения вносили в дозах ^0Р30К80 в виде азофоски, суперфосфата двойного гранулированного, калия хлористого в качестве основного удобрения и ам ми ачной селитры в качестве подкормки весной в дозе N40
Почва опыта дерново-сла б о подзолистая, супесчаная. Агрохимические показатели почвы до закладки опыта: рН - 5,1; гидролитическая кислотность -3,6 мг-экв/100 г; сумма обменных о снований - 5,7 мг-экв/100 г; гум у с - 2,27%; содержание Р2О5 - 32,7 мг/100 г; содержание К2О - 15,4 мг/100 г.
Таблица 1 - Влияние комплексного применения средств химизации на урожайность озимой ржи, ц/га_
Вариант опыта Сидеральный пар Чистый пар Пар с навозом 40 т/га В среднем
ц/га % ц/га % ц/га % ц/га %
Фон без внесения извести
0 31,3 100,0 35,5 100,0 38,0 100 34,9 100
МБП 32,8 104,7 34,2 96,3 36,8 96,9 34,6 99,0
NPK 45,9 146,6 50,4 141,9 51,5 135,6 49,3 141,0
^^МБП 45,8 146,2 49,4 139,2 48,8 128,6 48,0 137,5
^^МЭ 48,0 153,1 48,9 137,7 49,3 129,9 48,7 139,4
^^МБ^МЭ 46,0 146,9 50,1 141,0 49,4 130,0 48,5 138,8
Ср. по фону 41,6 44 \7 45,6 44 \00
Известкованный фон
0 32,7 104,5 32,3 91,0 41,9 110,3 35,6 102,0
МБП 32,3 103,2 34,0 95,8 43,9 115,5 36,7 105,2
NPK 48,3 154,3 49,6 139,7 49,5 130,3 49,1 140,6
^^МБП 48,5 154,9 48,8 137,5 53,6 141,1 50,3 144,0
48,1 153,7 50,1 141,1 49,4 130,0 49,2 140,8
^^МБ^МЭ 49,0 156,5 49,4 139,2 51,3 135,0 49,9 142,8
Ср. по фону 43,1 44 и 48,3 45,1
Ср. по опыту 42,4 44,4 46,9 44,6
НСР05 для паров - 2,2 ц/га; для микробиологических препаратов - 1,8 ц/га; для известкования - 1,8 ц/га; для минеральных удобрений - 2,2 ц/га.
В ходе исследований установлено, что внесение навоза, минеральных удобрений, а также известкование сидерального и чистого паров способствовали ранневесеннему накоплению нитратов, что существенно улучшало азотное питание озимой ржи при весеннем возобновлении вегетации.
Закономерности действия удобрений, установленные при проведении опытов в Географической сети, были выявлены и в настоящих исследованиях: повышение уровня урожайности при внесении навоза; снижение эффективности минеральных удобрений при внесении их
совместно с навозом. Урожайность в среднем по фону с навозом была выше на 2,5 ц/га урожайности по фону чистого пара. Минеральные удобрения оказали существенное положительное влияние на урожай зерна, но их эффективность была несколько выше по фону сидерального и чистого паров.
Наиболее высокая урожайность озимой ржи в опыте - 53,6 ц/га - получена по унавоженному пару при известковании почвы, внесении минеральных удобрений в дозе Nб0P40K80 и при использовании биопрепарата «Ризоагрин» для обработки семян.
Комплексное применение исследуемых агрохимических средств оказало положительное влияние на продуктивную кустистость озимой ржи, длину колоса, количество зерен в колосе. Применение биологизиро-ванных элементов земледелия в опыте повышало содержание органического вещества и элементов питания в почве, способствовало ее окультуриванию.
Степень окультуренности -интегральный показатель, в котором обобщается влияние содержания гумуса, подвижных фосфора и калия, уровня реакции, гранулометрического состава, степени насыщенности основаниями на азотный режим почв. В монографии В.И. Кирюшина (1996) в главе «Агроэкологическая оценка земель», дерново-подзолистые почвы подразделяются на две группы: развитые на глинистых и суглинистых материнских породах и развитые на песчаных и супесчаных породах. По степени окультуренности почвы первой группы делятся на категории: освоенные, окультуренные и сильно окультуренные (культурные), второй - на освоенные и окультуренные [3]. Для каждой категории почв учитываются условия формирования (соблюдение севооборотов, регулярное внесение органических и минеральных удобрений, известкование), приводятся определенные параметры плодородия: кислотность, емкость поглощения катионов, насыщенность основаниями, содержание гумуса, соотношение Сгк:Сфк, обеспеченность подвижным фосфором и обменным калием, нитрификацион-
ная способность, плотность сложения, общая порозность.
В Ленинградском НИИСХ была проведена графическая обработка результатов полевых опытов с озимой рожью, учитывающая параметры плодородия почв, которая показала, что на слабоокультуренных почвах в интервале доз до 80 кг азота на гектар урожайность была прямо пропорциональна величине доз [6]. Для среднеокультуренных почв в интервале доз от 0 до 90 зависимость между урожайностью зерна и дозами азота характеризовалась средней теснотой связи, причиной чего, по мнению авторов, было действие на урожайность многих факторов. Как на слабо-, так и на среднеокультуренных почвах увеличение доз азота от 90 до 150 кг д.в./га не приводило к достоверному повышению урожая зерна вследствие полегания растений озимой ржи, даже при обработках ретардантом. Достоверная корреляция в этом интервале между дозами азота и урожайностью отсутствовала. Окупаемость 1 кг азота зерном была выше при возделывании озимой ржи на слабоокультуренных почвах и снижалась при внесении 120 кг д.в. азота на гектар независимо от окультуренности.
Обзор литературных данных и результатов опытов показал, что в районах избыточного увлажнения на окультуренных дерново-подзолистых почвах ведущую роль в формировании урожая зерна озимой ржи играют азотные удобрения, оптимальная доза действующего вещества которых находится в пределах
40-60 кг/га. При расчете доз, как азотных, так и фосфорно-калийных, и микроудобрений необходимо учитывать все факторы, оказывающие влияние на рост и развитие растений и в итоге - на урожайность исследуемой культуры: свойства почвы, особенности питания растений, обеспеченность почвы питательными элементами, предшественника, сроки и способы подкормок.
Необходимость проведения исследований по повышению эффективности биологизированных систем удобрения очевидна и обу-
словлена разнообразием почвенных условий в пределах области; влиянием на урожайность не одного, а нескольких факторов; развитием науки и техники, в результате чего появляются новые возможности (примером является использование ГИС-технологий в сельском хозяйстве); выведением новых сортов сельскохозяйственных культур; появлением новых видов удобрений (микробиологические препараты, удобрения, обладающие протекторными свойствами, пролонгирующим действием и т.д.).
Библиографический список
1. Агрохимия / Б.А. Ягодин, П.М. Смирнов, А.В. Петербургский и др.; под. ред. Б.А. Ягодина. - М.: Агропромиздат, 1989. - 639 с.
2. Возняковская Ю.М. Рациональное применение зеленых удобрений - важный путь биологизации земледелия / Ю.М. Возняковская // Перспективы создания экологически чистых технологий возделывания сельскохозяйственных культур: тез. докл. Всесоюзного совещания ВАСХНИЛ (27-29 ноября 1990 г.). - Ленинград, 1990.
3. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия / В.И. Кирюшин. - М.: Колос, 1996.
- 367 с.
4. Методические указания по проведению полевых опытов с удобрениями Географической сети на XI-ю пятилетку (1981-1985 гг.). - М., 1981. - 124 с.
5. Минеев В.Г. Географические закономерности действия удобрений на урожай озимых хлебов / В.Г. Минеев, М.М. Ивлев // Географические закономерности действия удобрений: сб. - М.: Колос, 1975. - С.3-55.
6. Научно-методические основы оптимизации доз удобрений под основные сельскохозяйственные культуры по агрономическим, экономическим и экологическим параметрам / под ред. А Н. Небольсина. - СПб., 2003. - 75 с.
7. Панников В.Д. Почва, климат, удобрение и урожай / В.Д. Панников, В.Г. Минеев. -М.: Колос, 1977. - 416 с.
8. Парахин Н.В. Приоритеты биологической интенсификации растениеводства / Н.В. Парахин // Проблемы интенсификации и экологизации земледелия России: сб. материалов науч. сессии Россельхозакадемии (13-15 июня 2006 г.). - М..-п. Рассвет Ростовской области, 2006. - С.346.
9. Эффективное применение удобрений в Нечерноземной зоне / сост. акад. ВАСХНИЛ В.Д. Панников. - М.: Россельхозиздат. - 1983. - 270 с.
10. Юдин Ф.А. Методика агрохимических исследований / Ф.А. Юдин. - М.: Колос, 1980.
- 366 с.
E-mail: pniish@ellink.ru
180559 Псковская область, Псковский р-н, д. Родина, ул. Мира, д. 1, ФГБНУ «Псковский НИИСХ»
Тел.: (8112) 67-31-10
