CC BY
28
УДК 633.15:631.5:631.67
ПРОДУКТИВНОСТЬ КУКУРУЗЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ В ЗОНЕ ЛЕВОБЕРЕЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ УКРАИНЫ
А. В. КОХАН, Л. Д. ГЛУЩЕНКО, Р. В. ОЛЕПИР, Л. С. ЕРЕМКО
Полтавская государственная сельскохозяйственная опытная станция им. Н. И. Вавилова Института свиноводства и АПК НААН Украины, г. Полтава, Украина, 36029, e-mail:[email protected]
(Поступила в редакцию 13.10.2017)
Представлены результаты исследований по изучению влияния основной обработки почвы, внесения органических, минеральных удобрений, их влияние на продуктивность кукурузы в зоне недостаточного увлажнения Левобережной Лесостепи Украины. Установлено, что вспашка обеспечивает наиболее благоприятные условия для роста, развития и формирования продуктивности у растений кукурузы в сравнении с безотвальной и поверхностной обработками почвы. При выращивании кукурузы на силос в системе удобрений наиболее эффективным является внесение побочной продукции кукурузы в комплексе с минеральными удобрениями в дозе N8p45K45. Данная система удобрений позволяет повысить урожайность зеленой массы кукурузы до 43,6 т/га на фоне вспашки, до 41,5 т/га и 41,2 т/га на фоне безотвальной и поверхностной обработок почвы. Для повышения зерновой продуктивности кукурузы целесообразно вносить N30P45K45 на фоне органических удобрений (навоз), что при проведении вспашки обеспечивает формирование урожайности на уровне 5,69 т/га, безотвальной обработки почвы - 6,01 т/га, поверхностной - 5,90 т/га. Внесение минеральных удобрений в дозе N80P45K45 на фоне заделки соломы пшеницы озимой является наиболее эффективным при проведении безотвальной вспашки. Данный агроприем позволяет получить 5,59 т зерна кукурузы с 1 га.
Ключевые слова: кукуруза, продуктивность, зленая масса, зерно, способы основной обработки почвы, минеральные удобрения, органические удобрения.
We have presented results of research into the influence of the main soil cultivation and application of organic and mineral fertilizers on maize productivity in the zone of insufficient moisture in the left-bank forest-steppe of Ukraine. We have established that plowing provides the most favorable conditions for growth, development and productivity formation in maize plants in comparison with chiseling and surface tillage. When maize is cultivated for silage in the fertilization system, the most effective is the introduction of corn byproducts in combination with mineral fertilizers in a dose of N80P45K45. This fertilizer system makes it possible to increase the yield of green mass of corn to 43.6 t / ha on the background ofplowing, to 41.5 t / ha and 41.2 t / ha on the background of chiseling and surface tillage. In order to increase the grain yield of corn, it is advisable to apply N30P45K45 on the background of organic fertilizers (manure), which during plowing provides yield formation at 5.69 t / ha, chiseling - 6.01 t / ha, surface tillage - 5.90 t / ha. Application of mineral fertilizers in a dose of N80P45K45 on the background of winter wheat straw burying is the most effective with non-moldboard plowing. This agro-technical method allows you to get 5.59 tons of corn grain from 1 hectare.
Key words: corn, productivity, green mass, grain, methods of the main soil cultivation, mineral fertilizers, organic fertilizers.
Введение
Стабилизация и дальнейшее увеличение производства конкурентоспособной сельскохозяйственной продукции остается одной из приоритетных задач агропромышленного комплекса Украины.
Стратегической отраслью экономики государства, определяющей объемы, предложения и стоимость основных видов продовольствия для населения, продуктов переработки и продукции животноводства, является зерновой сектор. Зерно - один из ведущих экспортных товаров отечественных аграрных предприятий. Именно поэтому конкурентоспособность зерновой продукции определяет конкурентоспособность Украины на мировом аграрном рынке.
В решении данного вопроса значительное место принадлежит кукурузе, как одному из самых продуктивных злаковых культур универсального назначения [1]. В балансе производства зерна Украины кукуруза составляет 40-50 %. [2]. Ее зерно используется на продовольственные (20 %), фуражные (6065 %) и технические (15-20 %) цели. Из него изготавливают более 150 пищевых и технических продуктов: муку, крупу, хлопья, крахмал, сироп, глюкозу, спирт, пищевое масло. Стержни початков используются в производстве фурфурола, лигнина, ксилозы, целлюлозы и бумаги.
Зерно кукурузы является ценным кормом для животных. Килограмм его содержит 1,34 к. ед., 78 г переваримого протеина. В состав сухого вещества входит 65-70 % углеводов, 9-12 % белка, 4-8 % растительного масла (в зародыше до 40 %), около 2 % клетчатки, витамины А, В1, В2, В6, Е, С, незаменимые аминокислоты, минеральные соли и микроэлементы [3].
Высокой питательностью характеризуются початки и стебли кукурузы. Они сохраняют кормовую ценность даже в фазе полной спелости зерна и используются для изготовления силоса, а также скармливаются в сухом измельченном состоянии [4]. Кукуруза имеет важное значение в зеленом конвейере, обеспечивая животноводство зеленой массой, богатой углеводами и каротином [3]. В промышленности зерно этой культуры используется для изготовления около 3500 основных и побочных изделий. В по-
следнее время кукуруза становится одной из главных культур для переработки на этанол [4]. Основной задачей в решении вопроса повышения уровня реализации биологического потенциала продуктивности кукурузы является усовершенствование технологий выращивания гибридов, характеризующихся повышенной адаптивностью к неблагоприятным абиотическим факторам зоны возделывания [1].
Основная часть
Для зоны недостаточного увлажнения в создании благоприятных условий накопления запасов продуктивной влаги в осенне-зимний период, поглощения растениями питательных веществ из удобрений важное значение имеет основная обработка почвы [5].
В связи с тем, что корневая система кукурузы развивается равномерно во всех направлениях и локализуется преимущественно в слое почвы 30-60 см, она хорошо реагирует на глубину обработки почвы. Результаты многолетних исследований, проведенных в разных почвенно-климатических зонах Украины и за рубежом, свидетельствуют о положительном влиянии глубокой основной обработки почвы на рост, развитие растений и формирование продуктивности культуры. Результаты изучения реакции растений на уменьшение глубины основной обработки почвы до 10-14 см говорят о возможности минимализации обработки почвы, хотя систематическое использование такого приема менее эффективно, чем чередование глубокого и различных мелких рыхлений. В связи с противоречивым отношением различных исследователей к тому или иному способу обработки возникает необходимость в продолжении исследований в данном направлении, чтобы определить наиболее эффективный способ основной обработки почвы в технологии возделывания культуры, который обеспечит оптимальное агрофизическое состояние почвы, водный и питательный режимы, фитосанитарное состояние и будет способствовать формированию максимальной урожайности зерна [6].
Одним из важнейших факторов, влияющих на рост и развитие растений кукурузы, является минеральное питание. Вместе с фотосинтезом оно составляет единый процесс обмена веществ между растением и средой [1]. Она требовательна к наличию в почве доступных форм питательных веществ, что обуславливается длительным периодом вегетации и способностью растений усваивать питательные вещества до созревания урожая [7]. Установлено, что активное потребление кукурузой азота и калия начинается в фазе 9-10 листьев и заканчивается при достижении зерном восковой спелости. Так же растения особо чувствительны к наличию фосфора с фазы 9-10 листьев - появления метелки до полной спелости зерна. Активация фосфорного обмена увеличивает поглощение нитратов, а следовательно, и их транспорт. В результате повышается степень утилизации продуктов восстановления нитратов и образования органических соединений. Калий оптимизирует водный режим, улучшает усвоение соединений азота, синтез белков, повышает устойчивость кукурузы к стеблевой гнили и другим болезням, обеспечивает озерненность початков вследствие оттока углеводородов из листьев, стеблей [9].
Для улучшения условий питательного режима наряду с минеральными широко используются органические удобрения. Они не только повышают обеспеченность растений питательными элементами, но также способствуют накоплению органического вещества в почве, росту устойчивости против эрозии, предупреждают избыточное переуплотнение пахотного горизонта [9]. Внесение удобрений позволяет экономнее использовать воду для образования биомассы растений, обусловливая тем самым получение большего урожая зерна и силосной массы кукурузы [7].
В последнее время в сельскохозяйственной практике широко используется нетоварная часть урожая (солома зерновых, измельченные стебли кукурузы или подсолнечника) как альтернативный заменитель органического вещества, попадающего с навозом [10].
Исследования проводились на опытном поле Полтавской ГСХОС им. Н.И. Вавилова ИС и АПВ на протяжении 2013-2015 гг. Цель работы заключалась в изучении влияния основной обработки почвы, органических и минеральных удобрений на продуктивность кукурузы. Схема опыта включала 3 способа основной обработки почвы: вспашку плугом ПН-3-35 на глубину 20-27 см, безотвальную обработку почвы стойкой СиБиМе на глубину 20-22 см, поверхностную обработку почвы дисковой бороной АГ-2,4 на глубину 12-14 см. При выращивании кукурузы на силос изучали последействие навоза, который вносили под предшественник в дозе 30 т/га, внесение минеральных удобрений в дозе ^0Р45К^ на фоне последействия навоза, соломы пшеницы озимой, внесение минеральных удобрений в дозе ^0Р45К^5 на фоне последействия соломы пшеницы озимой, внесение стеблей кукурузы в дозе 4 т/га и минерального азота в дозе 40 кг/га действующего вещества, внесение стеблей кукурузы в дозе 4 т/га, и минеральных удоб-
рений в дозе ^0Р45К45. На контрольном варианте удобрения не вносились. При выращивании кукурузы на зерно изучали следующие варианты удобрения: без внесения удобрений (контроль), внесение навоза в дозе 30т/га, внесение навоза в дозе 30 т/га и минеральных удобрений в дозе ^0Р45К45, соломы пшеницы озимой в дозе 5 т/га и 50 кг/га действующего вещества азота, соломы пшеницы озимой в дозе 5 т/га и минеральных удобрений в дозе ^0Р45К45. Учутная площадь делянок составляла 100 м2. Повторность опыта трехкратная. Исследования проводили согласно методике полевого опыта Б. А. Доспехова [7]. Почва опытной делянки чернозем типичный среднегумусный тяжелосуглинистый. В пахотном горизонте содержится 4,9-5,2 % гумуса, 120-127 мг легкогидролизуемого азота (по Тюрину и Кононовой); 100,0131,0 мг подвижного фосфора (по Чирикову); 171,0-200,0 мг/кг почвы обменного калия (по Масловой), кислотность близкая к нейтральной. Плотность почвы - 1,05-1,17 г/см3, общая пористость - 55,5-59,8, полевая влагоемкость - 29,7-31,5 %. Вегетационный период кукурузы 2013 г. характеризовался недостаточным и неустойчивым увлажнением почвы, повышенными среднесуточными температурами воздуха. Количество осадков составило 206,2 мм при среднем многолетнем значении - 260,3 мм, а среднесуточная температура воздуха превышала многолетниие показатели на 2,1 °С.
Первая половина вегетационного периода кукурузы 2014 г. проходила при достаточной влагообеспе-ченности почвы и среднесуточной температуре воздуха в мае и июне +19,6 и +18,9 0С. ГТК в мае и июне составил 1,31 и 1,82 при норме 0,93 и 1,12. Погодные условия, сложившиеся в июле и августе были неблагоприятными для реализации биологического потенциала продуктивности кукурузы. Среднесуточная температура воздуха превышала норму на 1,0 и 2,1 0С, при этом количества осадков было меньше от нормы на 27,0 и 11,2 мм соответственно. Следует отметить, что преимущественная часть выпавших осадков была малоэффективной, то есть их количество не превышало 10,0 мм.
Таблица 1. Урожайность зеленой массы кукурузы в зависимости от основной обработки почвы и системы удобрения, т/га
Варианты удобрения Урожайность зеленой массы, т/га 2013 | 2014 | 2015 Среднее за 2013-2015 гг.
Вспашка на глубину 25-27 см
Без удобрений (контроль) 32,6 46,7 27,4 35,6
Последействие навоза 31,9 52,5 31,9 38,8
Последействие навоза +К45 Р45 К45 39,2 56,8 29,7 41,9
Последействие соломы озимой пшеницы 36,8 52,2 34,5 41,2
Последействие соломы озимой пшеницы + К60Р45К45 37,9 53,8 32,9 41,5
Стебли кукурузы на зерно 4 т/га + Ы40 35,9 54,2 33,2 41,1
Стебли кукурузы на зерно 4 т/га +К60Р45К45 38,4 57,3 35,1 43,6
Безотвальная обработка почвы на глубину 20-22 см
Без удобрений (контроль) 29,3 44,8 25,1 33,1
Последействие навоза 29,9 51,9 29,6 37,1
Последействие навоза +К45 Р45 К45 35,7 54,3 28,9 39,6
Последействие соломы озимой пшеницы 33,4 51,9 29,0 38,1
Последействие соломы озимой пшеницы + К60Р45К45 34,9 54,8 32,7 40,8
Стебли кукурузы на зерно 4 т/га + Ы40 34,1 52,2 33,7 40,0
Стебли кукурузы на зерно 4 т/га +К60Р45К45 35,8 55,5 33,3 41,5
Поверхностная обработка почвы на глубину 12-14 см
Без удобрений (контроль) 28,1 41,9 28,6 32,9
Последействие навоза 27,9 52,1 33,8 37,9
Последействие навоза +К45 Р45 К45 32,8 53,1 32,9 39,6
Последействие соломы озимой пшеницы 32,1 50,8 29,2 37,4
Последействие соломы озимой пшеницы + К60Р45К45 33,8 51,1 32,2 39,0
Стебли кукурузы на зерно 4 т/га + Ы40 32,9 52,0 32,4 39,1
Стебли кукурузы на зерно 4 т/га +К60Р45К45 33,7 53,8 36,2 41,2
Начальный рост и развитие кукурузы в 2015 г. проходил в условиях постепенного нарастания среднесуточной температуры воздуха и достаточного увлажнения почвы. В мае выпало 43,2 мм осадков, что на 2,3 мм меньше среднемноголетних показателей, а в июне их количество было больше нормы на 29,5 мм. Среднесуточная температура воздуха в мае составила +16 0С, в июне - +21,2 0С. Формирование генеративных органов, цветение и налив зерна кукурузы проходило в условиях повышенного температурного режима и недостаточной влагообеспеченности. Количество осадков в июле было меньше среднемноголетних показателей на 27,6 мм, в августе выпало лишь 9,0 мм при норме 42,7 мм. Критерием эффективности раз-
работанных агротехнических приемов выращивания сельскохозяйственных культур считается урожай [5]. В среднем за годы исследований по всех системах удобрения наиболее благоприятные условия нарастания надземной биомассы кукурузы создавались по вспашке. На фоне безотвальной и поверхностной обработках почвы урожайность зеленой массы кукурузы уменьшалась на 0,7-2,5, и 0,9-3,8 т/га.
Внесение органических удобрений и их последействие оказывало положительный эффект на ростовые процессы, а применение минеральных удобрений усиливало их действие. Так, по всем способам обработки почвы наибольшую прибавку урожая зеленой массы (8,0-8,4 т/га), по сравнению с контролем, обеспечивало внесение ^0Р45К^ на фоне заделки побочной продукции предшественника - кукурузы на зерно. При проведении вспашки и поверхностной обработки почвы на фоне внесения минеральных удобрений последействие навоза имело большее влияние на продуктивность кукурузы, чем последействие соломы пшеницы озимой. На делянках, где проводили безотвальную обработку почвы, урожайность зеленой массы кукурузы была выше на варианте с минеральными удобрениями на фоне последействия соломы пшеницы озимой на 1,2 т/га, по сравнению с вариантом последействия навоза. В среднем за 3 года проведения исследований урожайность зерна кукурузы на вариантах с проведением вспашки составила 4,61-5,69 т/га, безотвальной обработки почвы - 4,57-6,01 т/га, поверхностной - 4,45-5,90 т/га. Внесение навоза, соломы пшеницы озимой и минеральных удобрений значительно улучшало условия формирования продуктивности кукурузы, о чем свидетельствует увеличение урожайности зерна на 0,57-1,08 т/га при вспашке, на 0,47-1,44 т/га при безотвальной обработке почвы и на 0,56-1,45 т/га при проведении поверхностной обработки почвы.
Таблица 2. Урожайность зерна кукурузы в зависимости от основной обработки почвы и системы удобрения, т/га
Варианты удобрения Урожайность зерна, т/га Среднее за 2013-2015 гг.
2013 2014 2015
Вспашка на глубину 25-27 см
Без удобрений (контроль) 5,26 2,95 5,62 4,61
Навоз 30т/га 5,57 3,04 6,93 5,18
Навоз 30т/га + К30Р45К45 6,70 3,24 7,14 5,69
Солома озимой пшеницы 5 т/га + N50 6,03 3,08 6,92 5,34
Солома озимой пшеницы 5 т/га + К80Р45К45 6,39 3,21 7,00 5,53
Безотвальная обработка почвы на глубину 20-22 см
Без удобрений (контроль) 5,15 2,83 5,72 4,57
Навоз 30т/га 5,66 2,91 6,55 5,04
Навоз 30т/га + К30Р45К45 6,90 3,32 7,80 6,01
Солома озимой пшеницы 5 т/га + N50 5,97 2,99 6,43 5,13
Солома озимой пшеницы 5 т/га + ^0Р45К45 6,49 3,13 7,16 5,59
Поверхностная обработка почвы на глубину 12-14 см
Без удобрений (контроль) 4,94 2,88 5,54 4,45
Навоз 30т/га 5,44 2,97 6,63 5,01
Навоз 30т/га + ^0Р45К45 6,51 3,39 7,79 5,90
Солома озимой пшеницы 5 т/га + N50 5,77 3,18 6,86 5,27
Солома озимой пшеницы5 т/га + ^0Р45К45 6,09 3,27 7,14 5,50
На неудобренном фоне значения данного показателя составляли 4,61; 4,57 и 4,45 т/га соответственно. Наибольшая прибавка урожайности зерна кукурузы была получена при внесении ^0Р45К^ на фоне внесения навоза. При проведении вспашки она составила 1,08 т/га, безотвальной обработки почвы -1,44 т/га, поверхностной обработки почвы - 1,45 т/га по сравнению с вариантами без внесения удобрений. Внесение минеральных удобрений в дозе ^0Р45К45 на фоне заделки соломы пшеницы озимой было наиболее эффективным при проведении безотвальной обработки почвы. Урожайность зерна в данном варианте была на уровне 5,59 т/га. При проведении вспашки и поверхностной обработки почвы значения данного показателя составляли 5,53 и 5,50 т/га.
Заключение
В условиях недостаточного увлажнения Левобережной Лесостепи Украины вспашка обеспечивает более благоприятные условия для роста развития растений, формирования продуктивности кукурузы по сравнению с безотвальной и поверхностной обработками почвы, за счет накопления запасов продуктивной влаги в осенне-зимний период, улучшения поглощения растениями питательных веществ. Внесение органических и минеральных удобрений имеет положительное влияние на формирование продуктивности кукурузы. При выращивании кукурузы на силос в системе удобрений наиболее эффективным являет-
ся внесение побочной продукции кукурузы и минеральных удобрений в дозе К^Р^К^. Данная система удобрений позволяет повысить урожайность зеленой массы кукурузы до 43,6 т/га на фоне вспашки, до 41,5 т/га и 41,2 т/га на фоне безотвальной и поверхностной обработок почвы.
Для повышения зерновой продуктивности кукурузы на фоне удобрения навозом целесообразно вносить ^0Р45К^, что при проведении вспашки обеспечивает формирование урожайности на уровне 5,69 т/га, безотвальной обработки почвы - 6,01 т/га и поверхностной - 5,90 т/га. Заделка соломы пшеницы озимой с последующим внесением минеральных удобрений в дозе ^0Р45К^ является наиболее эффективным агроприемом при проведении безотвальной обработки почвы. Данный агроприем позволяет получить 5,59 т зерна кукурузы с 1 га.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гож, О. А. Продуктившсть пбридш кукурудзи залежно вщ мжродобрив та регулятор1в росту на зрошуваних землях Швдня Украши: дис. ... кандидата с.г. наук: 06.01.09. / О. А. Гож. - Херсон, 2016. - 175 с.
2. Карпенко, О. Кукурудза в Укра1ш: тактика повшьного наступу / О. Карпенко [Електронный ресурс]. - Режим доступу: http://infoindustria.com.ua/kukurudza-v-ukrayini-taktika-povilnogo-zrostannya/. - Дата доступу: 15.09.2017.
3. Хатько, А. Технолопя вирощування кукурудзи на зерно в умовах Люостепу / А. Хатько [Електронный ресурс]. - Режим доступу: _http://miragro.com/tekhnolog-ya-viroshchuvannya-kukurudzi-na-zerno-v-umovakh-l-sostepu.html - Дата доступу: 25.09.2017.
4. Солян, М. Я. Технолопчш заходи вирощування пбридав кукурудзи в умовах захвдного Люостепу: дис. ... кандидата с.г. наук: 06.01.09. / М. Я. Солян. - Тернотль, 2009. - 168 с.
5. Крамарьов, С. М. Продуктившсть кукурудзи в сшозмшах коротких ротацш iз соею в умовах твшчного Степу Украши / С. М. Крамарьов, С. Ф. Артеменко // Вюник Дтпропетровського державного аграрно-еконмчного утверситету. - 2016. - № 4 (42). - С. 68-71.
6. Цилюрик, О. I. Ефектившсть мшмального обробгтку грунту тд кукурудзу в умовах пiвнiчного Степу Украши / О. I. Цилюрик // Вюник Дншропетровського державного аграрно-екон^чного унiверситету. - 2016. - № 2. - С. 5-9.
7. Пащенко, Ю. М. Теоретичне i практичне обгрунтування концепци ресурсозбереження в технологи вирощування кукурудзи в Степу Украши: дис. ... доктора с.г. наук: 06.01.09. / Ю. М. Пащенко. - Дшпропетровськ, 2008. - 367 с.
8. Амарова, А. Г. Физиолого-биохимические процеса в растениях / А. Г. Амарова // Междунар. журнал экспериментального образования. - 2013. - № 11-2. - С. 78-80.
9. Климчук, О. В. Перспективш напрямки вирощування кукурудзи для використання на енергетичш потреби / О. В. Климчук, О. П. Скорук // Збiрник наукових праць ВНАУ Серiя: Еконмчш науки . - 2011. - №1 (48). - С. 67-73.
10. Сучасш технологи вщтворення родючосл группв та тдвищення продуктивное!! агроекосистем (Науково-технолопчне забезпечення аграрного виробництва) / За ред. Ю. О. Тараржо. - К.: Аграрна наука, 2004. - 126 с.
11. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - М.: Колос, 1985. - 416 с.
