CC BY
45
УДК 633.853.494+631.816.1
DOI: 10.24411/2587-6740-2018-14058
ОПТИМИЗАЦИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ ЯРОВОГО РАПСА В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ
А.А. Артемьев
Мордовский научно-исследовательский институт сельского хозяйства — филиал ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого», г.о. Саранск, Республика Мордовия, Россия
В статье рассматриваются вопросы изучения доз азотных (от 30 до 120 кг д.в./га) и эффективность серного (30 кг д.в./га) удобрений при возделывании ярового рапса на черноземе выщелоченном тяжелосуглинистом в условиях лесостепи Поволжья. Исследования проведены в соответствии с общепринятыми методическими указаниями в земледелии и растениеводстве. Исследуемые дозы минеральных удобрений не оказали существенного влияния на развитие культуры, формирование густоты стеблестоя и сохранность растений. В целом период от посева до полного созревания семян составил 100-101 день. С увеличением дозы удобрений растения использовали влагу экономичнее. Наименьшее водопотребление (944,2 т/га) наблюдалось при применении серного удобрения в сочетании с азотом, фосфором и калием. Этот же вариант имел преимущество в формировании наибольшей площади листьев (47,63 тыс. м2/га). Установлено, что использование даже минимального количества азота приводило к достоверному повышению урожайности. Однако использование 120 кг д.в./га азота не приводило к существенному росту урожая относительно варианта с 90 кг д.в./га. По качеству маслосемян выявлена общая закономерность: снижение масличности с 44,06 до 41,63% при повышении дозы азотного удобрения. Применение серного удобрения в сочетании с азотом, фосфором и калием повышало данный показатель до 43,5%. В этом же варианте наблюдался наибольший сбор масла (1,32 т/га). Таким образом, опытным путем доказано, что для получения 2,0 т/га маслосемян рапса ярового в лесостепи Поволжья на черноземе выщелоченном достаточно вносить 30 кг д.в./га азота, 60 кг д.в./га фосфора и 60 кг д.в./га калия, а для получения не менее 3,0 т/га использовать 90 кг д.в./га азота в сочетании с 30 кг д.в./га серы на фоне внесения тех же доз фосфорно-калийных удобрений.
Ключевые слова: рапс яровой, дозы азотных удобрений, серное удобрение, урожайность, структура урожая, качество маслосемян.
Яровой рапс относится к культурам интенсивного типа питания, поэтому высокие урожаи этой культуры можно получать только с применением оптимальных доз минеральных удобрений [1, 2, 3, 4, 5]. За период вегетации рапс выносит из почвы в 1,52,0 раза больше питательных элементов, чем хлебные злаки [6]. Следовательно, при разработке адаптивной технологии его возделывания необходимо учитывать, что основным направлением для получения максимального урожая семян в первую очередь является оптимизация уровня минерального питания. Поэтому, учитывая особенности почвенно-климатических условий отдельных регионов, многие наработки требуют уточнения.
Цель исследований
Цель проведенных исследований — оптимизация доз азотных и определение эффективности серного удобрений при возделывании ярового рапса.
Методология проведения
исследований
Схема опыта включала следующие варианты: 1. Контроль (без удобрений); 2. Р60К60 (фон); 3. Фон + 1Ч30; 4. Фон + 1Ч60; 5. Фон + 1Ч90; 6. Фон + N ; 7. Фон + N + S .
^ 120 90 30
Площадь учетной делянки 30 м2, расположение делянок систематическое, повтор-ность трехкратная. Посев рапса осуществляли сеялкой СЗТ-3,6 с нормой высева 1,5 млн всхожих семян на 1 га. Высевали сорт ярового рапса Ратник, предшественник — озимая пшеница. Фосфорно-калийные удобрения вносили осенью под основную обработку почвы, азот-
ные — весной под предпосевную культивацию по схеме опыта. В качестве серного удобрения использовали сульфат магния. Опыт закладывали и проводили в соответствии с Методическими указаниями Б.А. Доспехова (1985), Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1985, 1989). Уборку урожая ярового рапса и определение его структуры осуществляли согласно Методическим указаниям по изучению коллекции технических и масличных культур (1976).
Экспериментальная база
Исследования осуществляли на опытном поле Мордовского НИИСХ — филиале ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого в 2008-2011 гг. в соответствии с планом НИР учреждения. Почва опытного участка — чернозем выщелоченный среднегумусный тяжелосуглинистый.
Результаты и обсуждение
В результате наблюдений за фенологией ярового рапса было установлено, что изучаемые дозы минеральных удобрений не оказали существенного влияния на развитие культуры. Продолжительность межфазного периода посев-всходы в среднем по опыту составила 7,9% вегетационного периода, всходы-розет-ка листьев — 7,9, розетка листьев-бутонизация — 17,8, бутонизация-цветение — 9,9, цветение-зеленый стручок — 24,8, зеленый стручок-полное созревание — 31,7% от длины вегетационного периода. В целом период от посева до полного созревания семян рапса составил 100-101 день.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ
Применение минеральных удобрений также не оказало существенного влияния на полевую всхожесть семян, формирование густоты стояния растений и их сохранность. В среднем за годы исследований полнота всходов составила 120,6-124 шт./м2 при полевой всхожести 80,43-82,63%. К уборке урожая густота растений несколько уменьшилась, но показатель сохранности был достаточно высоким (94,09-96,47%).
Для получения высоких урожаев культур важное значение имеет наличие в почве достаточного количества влаги. Результаты исследований показали, что запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы перед посевом рапса составили 169,0170,0 мм (табл. 1). Дозы минеральных удобрений существенного влияния на их величину не оказали.
К уборке количество почвенной влаги во всех вариантах опыта снизилось, а различия между ними статистически были не доказуемы. Следовательно, внесение минеральных удобрений не имеет значения в пополнении продуктивной влаги в почвы под посевами ярового рапса. В то же время внесение туков способствовало снижению водопотребления посевами данной культуры (табл. 1). С увеличением дозы азота растения использовали влагу экономичнее. Так, повышение дозы до 120 кг д.в./га уменьшало расход воды на создание 1 т семян с 1843,9 до 996,5 т/га. Применение серного удобрения в сочетании с азотными уменьшило потребление влаги еще на 51,3 т/га.
Важнейшим фактором повышения продуктивности посевов возделываемых культур
- 35
ЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 4 (364) / 2018
SCIENTIFIC SUPPORT AND MANAGEMENT OF AGRARIAN AND INDUSTRIAL COMPLEX
является формирование оптимальной листовой поверхности (табл. 2).
Выявлено, что до фазы бутонизации ассимиляционная поверхность ярового рапса нарастала интенсивно, достигая наибольшего значения к фазе цветения. В более поздние фазы рост приостанавливался, а в фазе зеленый стручок из-за отмирания и опадения листьев параметры ассимиляционной поверхности возвращались до размеров в фазе розетки листьев.
Наибольшая площадь листьев (46,1647,63 тыс. м2/га) в посевах рапса формировалась при внесении высоких доз азотных удобрений, наименьшая (23,93 тыс. м2/га) — в контроле. Использование серного удобрения увеличивало данный показатель относительно высоких доз азота на 2,5-3%, но статистически было не доказуемо.
Действие минеральных удобрений на формирование урожая маслосемян ярового рапса и их качество определялось биологическими особенностями, с одной стороны, и вариацией климатических условий, с другой. Наибольшее количество маслосемян было получено в 2009 г. и составило 1,77-3,31 т/га (табл. 3). В 2008 г. эти показатели были на 1015% ниже (коэффициент вариации V = 25%), а в 2011 г. — на 15-20% (V = 26%). В 2009 г. колебания по урожайности наблюдались на уровне 23%.
Установлено, что использование даже наименьшей дозы азота приводило к статистически доказуемому повышению урожая относительно контроля. Сравнение действия вариантов 1\190, 1\1120 и 1\190 + 530 выявило их неоднозначное влияние на продуктивность изучаемой культуры. В среднем по опыту достоверная разница была только между вариантами 1М90 и 1\190 + 530. Вариант с 1\1120 не приводил к существенному росту урожая относительно 1\190, а вариант 1\190 + 530 относительно 1\1120. Во всех случаях наблюдалась лишь тенденция к росту данного показателя.
Сопоставление величины урожайности различных вариантов с минеральными удобрениями подчеркивает, что для получения не менее 2,0 т/га маслосемян в условиях лесостепи Поволжья, в частности Республики Мордовия, на черноземе выщелоченном необходимо вносить 1\130Р60К60, а для получения не менее 3,0 т/га использовать 1\190 + S30 на фоне тех же доз фосфорно-калийных удобрений. Кроме того, в благоприятные годы отзывчивость рапса на удобрения и их эффективность повышается.
Качество семян ярового рапса варьировало и прямо зависело от различных доз минеральных удобрений (табл. 4).
Выявлена общая закономерность снижения масличности при повышении дозы внесения азотного удобрения. При внесении только фосфорно-калийных удобрений масличность семян оставалась на уровне контроля. Применение серного удобрения в сочетании с азотом, фосфором и калием повышало значение данного показателя до 43,5%. Содержание в семенах глюкозинола-тов снижалось с повышением доз азотных удобрений.
Таблица 1
Содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы и водопотребление посевами ярового рапса в зависимости от дозы минеральных удобрений (среднее за 2008-2011 гг.)
Вариант Продуктивная влага, мм Водопотребление, т/га
перед посевом перед уборкой на 1 т семян на 1 т сухого вещества
Контроль 169,8 97,3 1843,9 930,8
фон (РЛ) 169,9 96,6 1629,2 821,5
Фон + М30 169,0 100,0 1430,3 716,9
Фон + М60 170,0 100,7 1150,6 560,6
Фон + М90 169,6 98,7 1048,9 509,6
ФоН + М120 169,5 100,3 996,5 481,5
Фон + М90 + 5з0 169,9 99,3 944,2 450,0
НСР05 5,2 4,5
Таблица 2
Динамика площади листьев ярового рапса в зависимости от дозы минеральных удобрений, тыс. м2/га (среднее за 2008-2011 гг.)
Вариант Розетка листьев Стеблевание Бутонизация Цветение Зеленый стручок
Контроль 9,59 19,02 23,93 22,01 9,81
Фон (Р60К60) 10,38 20,23 25,08 22,33 10,54
Фон + М30 11,07 22,80 30,59 28,16 11,75
Фон + М60 11,77 25,12 38,24 34,16 12,40
Фон + М90 13,32 31,11 46,16 43,50 13,32
Фон + М120 13,51 31,08 46,26 43,98 14,17
Фон + М90 + 530 14,27 32,98 47,63 45,24 14,69
НСР05 1,06 3,08 2,71 2,40 1,01
Таблица 3
Урожайность маслосемян ярового рапса в зависимости от дозы минеральных удобрений, т/га
Вариант 2008 г. 2009 г. 2011 г. Среднее за 2008-2011 гг. Отклонение от контроля, т/га
Контроль 1,51 1,77 1,43 1,57 0,0
Ф°н (Р60К60) 1,73 1,97 1,66 1,78 +0,21
Фон + М30 1,98 2,16 1,88 2,00 +0,43
Фон + м60 2,42 2,76 2,29 2,49 +0,95
Фон + М90 2,72 3,00 2,58 2,76 +1,22
Фон + М120 2,81 3,15 2,67 2,88 +1,34
Фон + М90 + 530 2,99 3,31 2,84 3,05 +1,51
НСР05 0,24 0,18 0,24 0,16
Таблица 4
Качество семян ярового рапса в зависимости от дозы минеральных удобрений (среднее за 2008-2011 гг.)
Вариант Масличность, % Сбор масла, т/га Содержание глюкозинолатов, мкмоль/г
Контроль 44,16 0,69 13,3
Фон (Р60К60) 44,06 0,78 13,7
Фон + М30 43,30 0,87 14,8
Фон + м60 42,30 1,05 13,7
Фон + м90 41,93 1,16 11,2
Фон + 41,63 1,22 10,3
Фон + М90 + 530 43,50 1,32 11,0
НСР 05 0,60 0,07 0,12
Зб
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 4 (364) / 2018
www.mshj.ru
Область применения
Исследования показали, что рациональное применение минеральных удобрений под яровой рапс является важным фактором повышения его урожайности и может служить основанием для внедрения результатов в условиях хозяйств лесостепной зоны Поволжья.
Выводы
Минеральные удобрения оказали существенное влияние на изменение урожайности ярового рапса. Использование минимальной дозы азота повышало урожай маслосемян на 22% относительно контроля, а применение азота в дозе 60 и 90 кг д.в./га — на 37 и 43% соответственно. В целом по опыту наибольшая урожайность маслосемян рапса (3,05 т/га) получена в варианте + S30
на фоне Р60К60, наименьшая (1,57 т/га) — в контроле. По качеству семян ярового рапса выявлена общая закономерность снижения масличности при повышении дозы внесения азотного удобрения.
Литература
1. Курочкин А.М., Прокофьев А.В., Кузнецова О.П. Рекомендации по возделыванию рапса и его использованию в кормлении крупного рогатого скота. Кострома, 2001. 12 с.
2. Шмаков П.Ф., Булатов А.П., Калиненко Н.А. и др. Рапс и сурепица в Западной Сибири: производство и использование. Омск: Вариант-Омск, 2004. 224 с.
3. Усторханова Э.Г. Влияние минеральных удобрений на рост, развитие и урожайность семян ярового рапса в юго-восточной зоне Кубани // Актуальные вопросы селекции, технологии и переработки масличных культур: материалы Международной конференции молодых ученых и специалистов. Краснодар, 2005. С. 172-174.
4. Гущина В.А., Жеряков Е.В., Токарева И.Н. Эффективность применения удобрений и средств защиты растений при возделывании ярового рапса // Вестник Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова. 2010. № 4. С. 8-15.
5. Ян Л.В. Технология возделывания ярового рапса на серой лесной почве // Рапс — культура XXI века: аспекты использования на продовольственные цели, кормовые и энергетические цели: сборник научных докладов Международной научно-практической конференции. Липецк, 2005. С. 137-142.
6. Савенков В.П. Применение удобрений при интенсивной технологии возделывания рапса // Технические культуры. 1990. № 6. С. 9-10.
7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
8. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Вып. 1. М., 1985. 270 с.
9. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Вып. 2. М., 1989. 195 с.
10. Методические указания по изучению технических и масличных культур / А.В. Анащенко. Л.: ВАСХНИЛ; ВИЗР, 1976. 39 с.
Об авторе:
Артемьев Андрей Александрович, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, ведущий научный сотрудник,
заведующий лабораторией координатного земледелия, заместитель директора по научной работе, ОРСЮ: http://orcid.org/0000-0002-8759-8070, [email protected]
SPRING RAPE MINERAL NUTRITION OPTIMIZATION IN THE CONDITIONS OF THE VOLGA REGIONFOREST-STEPPE
AA Artemjev
Mordovian agricultural research institute — branch of "Federal agricultural research centre of the North-East named N.V. Rudnitskogo" Saransk, Republic of Mordovia, Russia
The article Is devoted to the study of nitrogen fertilizer doses (from 30 to 120 kg of active matter (AM)/ha) and sulfur fertilizer efficiency (30 kg of AM/ha) In the cultivation of spring rape on leached heavy loam Chernozem In the Volga region forest steppe. The studies were conducted In accordance with generally accepted recommendations in agriculture and crop production. The studied doses of fertilizers did not have a significant impact on the crop development, stem density formation and plant preservation. In general, the period from sowing to full ripening of seeds was 100-101 days. With fertilizer doses increasing plants use moisture more economically. The lowest water Consumption (944.2 t/ha) was observed during sulfur fertilizer sin combination with nitrogen, phosphorus and potassium applying. This option had the advantage of forming the largest leaf area (47.63 thousand square meters/ha). It was found that the use of even a minimum nitrogen amount led to a significant increase in yield. However, the use of 120 kg of nitrogen per ha did not result in a significant increase in yield compared to the 90 kg/ha option. The quality of oilseeds revealed a general pattern: a decrease in the oil content with an increase in the dose of nitrogen fertilizers from 44.06 to 41.63%. The use of sulfur fertilizers in combination with nitrogen, phosphorus and potassium increased this figure to 43.5%. In the same variant, the largest oil yeild (1.32 t/ha) was observed. Thus, it has been empirically proved that to obtain 2.0 t/ha of spring rape seeds in the Volga region forest-steppe on leached Chernozem it is enough to apply 30 kg of AM/ha of nitrogen, 60 kg of AM/ha of phosphorus and 60 kg of AM/ha of potassium. To obtain at least 3.0 t/ha 90 kg of AM/ha of nitrogen in combination with 30 kg of AM/ha of sulfur should be used with the same doses of phosphorus-potassium fertilizers.
Keywords: spring rape, doses of nitrogen fertilizers, sulfur fertilizers, yield, yield structure, quality of oil crops.
References
1. Kurochkin A.M., Prokof'ev AV., Kuznetsova O.P. Recommendations for the cultivation of rapeseed and its use in cattle feeding. Kostroma, 2001. 12 p.
2. ShmakovP.F., BulatovA.P., Kalinenko N.A. Rape and coleseed in Western Siberia: production and use. Omsk: Variant-Omsk, 2004. 224 p.
3. Ustorkhanova E.G. The effect of fertilizers on the growth, development and seeds yield of spring rape in the South-East area of Kuban. Actual problems of selection, technologies and processing of oil crops: International conference of young scientists and specialists. Krasnodar, 2005. Pp. 172-174.
4. Guschina V.A., Zheryakov E.V., Tokareva I.N. The effectiveness of fertilizers and plant protection products in spring rape cultivation. Vestnik Saratovskogo gosudarst-vennogo agrarnogo universiteta im. N.I. Vavilova=The bulletin of Saratov N.I. Vavilov state agrarian university. 2010. No. 4. Pp. 8-15.
5. Yan L.V. Cultivation technology of spring rape on the gray forest soil. Rape is the crop of the XXI century: aspects of use for food, feed and energy purpose: collection of scientific works reports by the International scientific-practical conference. Lipetsk, 2005. Pp. 137-142.
6. Savenkov V.P. Application of fertilizers under intensive cultivation technology of rapeseed. Tekhnicheskie kultury = Industrial crops. 1990. No. 6. Pp. 9-10.
7. Dospekhov B.A. Technique of field experience. Moscow: Agropromizdat, 1985. 351 p.
8. Methods of state variety testing of agricultural crops. Issue. 1. Moscow, 1985. 270 p.
9. Methods of state variety testing of agricultural crops. Issue. 2. Moscow, 1989. 195 p.
10. Methodical instructions to study technical and oilseeds. A.V. Anashchenko. Leningrad: VASHNIL ; VIZR, 1976. 39 p.
About the author:
Andrey А. Artemjev, candidate of agricultural sciences, associate professor, leading researcher, head of laboratory of precision agriculture, deputy director on scientific work, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-8759-8070, [email protected]
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 4 (364) / 2018
