CC BY
61
DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10808 УДК 633.16: 631.4: 631.8
ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ САНШАЙН, А ТАКЖЕ ВЫНОС ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ
А. Б. БАБУНОВ, главный агрохимик (e-mail: [email protected])
А. Е. БАДИН, директор
Государственный центр агрохимической службы «Тамбовский», ул. Московская, 2 б, Тамбов, 392000, Российская Федерация
Резюме. В полевом опыте на чернозёме выщелоченном тяжелосуглинистого механического состава в ООО «Рассказовское» Рассказовского района Тамбовской области в 2015-2017гг. проведено исследование с целью изучения эффективности азотных, фосфорных и калийных удобрений, на фоне парных сочетаний элементов питания четырёх доз каждого питательного вещества: азота - на фоне PK, фосфора - на фоне NK, калия - на фоне NP. Работу проводили на ячмене яровом сорта Саншайн, районированном в Тамбовской области в 2011 г. В среднем за годы исследования урожайность в варианте без удобрений составила 22,9 ц/га. При улучшении условий минерального питания она повышалась: на фоне PwKf0 поддействием возрастающих доз азотных удобрений до 41,1... 52,0 ц/га, на фоне N6ХК6Ю под влиянием фосфорных удобрений - до48,2...48,7ц/га, на фоне NfS0Pf0 поддействием возрастающих доз калийныхудобрений-до43,4...53,4ц/га. Окупаемость от применения минеральныхудобрений варьировала в интервале от 10,8 до 16,9 кг зерна на 1 кг действующего вещества NPK. Азотные удобрения увеличивали содержания белка в зерне с 10,63 до 12,41 %. Содержание крахмала варьировало незначительно. Применение минеральных удобрений способствовало увеличению массы 1000зерен с 45,7 до 49,7 г, натуры зерна - с 659до 679 г/л. В среднем за 3 года вынос азота яровым ячменём сорта Саншайн составил - 20 кг/т, фосфора - 11,8 и калия - 18,5 кг/т. Ключевые слова: минеральные удобрения, ячмень яровой, чернозём выщелоченный, агрохимические свойства почвы, урожайность, окупаемость, качество, вынос элементов питания. Дляцитирования: БабуновА. Б., БадинА. Е. Влияние минеральных удобрений на урожайность и качество ярового ячменя Саншайн, а также вынос элементов питания//Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 8. С. 32-34. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10808.
Сегодня, как и ранее, наряду с экологическими проблемами стоит задача экономически эффективного использования удобрений [1, 2]. Основное место в проектировании применения удобрений занимает научно обоснованный расчет их рациональных доз. Это до сих пор остается сложной проблемой агрохимии. На сегодняшний день разработано около 50 методов ее решения [3]. Основная трудность расчета потребности растений в минеральных удобрениях связана с тем, что содержание в почве подвижных форм питательных элементов, особенно минерального азота, в течение вегетационного периода варьирует в широких пределах в зависимости от погодных условий и происходящих биологических, физико-химических, химических и других процессах [4].
При одинаковом уровне урожайности потребность растений в элементах питания непостоянна и зависит от множества факторов, к числу которых относятся биологические и сортовые особенности растений.
В 1932 г. Н. И. Вавилов [5, 6] поднимал в своих работах вопросы селекции хлебных злаков на их отзывчивость к химическим удобрениям, а также необходимости сортовой агротехники и удобрения по отношению к определённому сорту. Сегодня агрохимическая наука подтверждает верность предположений учёного [7, 8]. Результаты исследований свидетельствуют о том, что в условиях хозяйств системы удобрения должны быть
разработаны с учётом генетических особенностей сортов [9]. Существующие методы расчёта доз при планировании урожая основаны на таких показателях, как нормативы затрат удобрений на получение урожая или его прибавки, нормативы выноса питательных веществ единицей урожая сельскохозяйственных культур и коэффициенты их использования из удобрений и почвы.
В то же время разработанные ранее по экономическим районам нормативы [10] требуют обновления, они не разделены по сортам, а применимы для культуры в целом, что не позволяет рассчитывать потребности сортов в удобрении с необходимой точностью. Кроме того, их разрабатывали для других сортов сельскохозяйственных культур, многих из которых на сегодняшний день уже нет в производстве. По состоянию на 2 февраля 2018 г. согласно Государственному реестру селекционных достижений по 5 региону, в том числе по Тамбовской области допущены к использованию 55 сортов ярового ячменя разного направления использования, причём 8 из них, в том числе 6 пивоваренных, были включены в 2016 г. Поэтому постановка опытов с новыми сортами и определение выноса ими элементов питания в современных условиях сельскохозяйственного производства становится актуальной задачей.
C 2011 г. в Тамбовской области районирован сорта ячменя ярового (Hordeum vulgare L.) Саншайн немецкой селекции. Площади его посевов постоянно расширяются, однако данных по эффективности применения минеральных удобрений под этот сорт в условиях Центрально-Чернозёмной зоны крайне недостаточно. В связи с этим было актуально изучение влияния возрастающих доз минеральных удобрений на урожайность и качество продукции этого сорта.
Цель исследований - изучить влияние возрастающих доз азотных, фосфорных и калийных удобрений на урожайность и прибавку урожая ячменя ярового сорта Саншайн при возделывании его на выщелоченных чернозёмах Тамбовской области, определить химический состав растений, качество продукции и вынос питательных веществ единицей урожая ячменя ярового.
Условия, материалы и методы. Опыт был заложен по 14-и вариантной схеме, в которой предусмотрено изучение эффективности азотных, фосфорных и калийных удобрений, на фоне парных сочетаний элементов питания четырёх доз каждого из этих питательных веществ. Действие азота на фоне PK, фосфора - на фоне NK, калия - на фоне NP. Повторность четырёхкратная. Расположение вариантов систематическое ступенчатое. Площадь посевных делянок - 110 м2, учётных делянок - 90 м2.
В эксперименте использовали следующие минеральные удобрения: аммиачная селитра (34 % N), аммофос (12 % N, 52 % P2O5), калий хлористый (60 % K2O).
Исследование проводили в 2015-2017 гг. в краткосрочном опыте на полях ООО «Рассказовское» Рассказовского района Тамбовской области (отделение «Котовское», поле № 2-1 - 180 га - 2015 г.; отделение «Русичи», поле № 6-1 - 161 га - 2016 г., поле № 2-2 - 118 га - 2017 г.) по предшественнику - кукуруза на зерно. Почва опытного участка - чернозём выщелоченный мощный малогумусный тяжелосуглинистого механического состава. До внесения
минеральных удобрений на всех делянках опыта были отобраны почвенные образцы. Все анализы проводили в соответствии с действующими ГОСТами и методиками. Почва опытных участков характеризовалась следующими показателями: гумус - 5,6...6,0 %, рНКС| - 5,1...5,5, гидролитическая кислотность (Нг) - 3,63...6,25 мг-экв/100 г почвы, сумма поглощённых оснований (Б) - 31,6...52,0 мг-экв/100 г почвы, азот щёлочногидролизуемый ) - 77...179 мг/кг почвы, азот нитратный (N-N0^ - 0,00...10,51 мг/кг почвы, азот аммиачный - 0,з3...4,79 мг/кг почвы, подвиж-
ный фосфор (Р205) - 53...149 мг/кг почвы, подвижный калий (К20) - 59...120 мг/кг почвы.
По технологии, принятой в хозяйстве, осенью было проведено дискование на глубину 10...12 см, удобрения вносили весной и заделывали дисковой бороной на глубину 12...15 см, после чего проводили посев семенами 1 класса. Норма высева - 4,5 млн всхожих семян /га, глубина посева - 5 см.
Защита растений заключалась в протравливании семенного материала за неделю до посева фунгицидом и проведении двух обработок вегетирующих растений против вредителей, болезней и сорняков пестицидами в фазе кущения и колошения культуры смесью инсектицида, фунгицида и гербицида.
Метеорологические условия в годы исследований различались по температурному режиму и влагообеспе-ченности, что позволяет всесторонне проанализировать действие изучаемых факторов (табл. 1). Более благоприятными для возделывания культуры были 2015 и 2017 гг.
Таблица 1. Метеорологические условия вегетационных периодов
Год исследования Сумма осадков за вегетационный период, мм Средняя температура за вегетационный период, °С Сумма температур за вегетационный период, °С
Апрель-август
2015 268 16,1 2480 °С
2016 404 17,2 2637 °С
2017 208,1 15,1 2315 °С
Среднемно-
гол. дан. 261 15,2 2334 °С
Результаты и обсуждение. В среднем за2015-2017 гг. урожайность сорта Саншайн в варианте без удобрений составила 22,9 ц/га (табл. 2). Улучшение условий минерального питания оказало существенное влияние на величину
Таблица 2. Урожайность ярового ячменя сорта Саншайн (в среднем за 2015-2017 гг.), ц/га
Вариант
Контроль N Р
м60к60
Р60К60+м
„60 60 30
Р К +N
60 60 60 Р К +N
„60 60 90
Р К +N
60 60 „120 N К +Р
60 60 30
N К +Р
60 60 60
N К +Р
60 60 90
N К +Р
60 60 120 N Р +К
60 60 30
N Р +К
60 60 60 N Р +К
60 60 90
N Р +К
Нс5р60 120
Урожайность зерна Прибавка Урожайность соломы
22,9 — 18,1
39,6 16,7 30,6
40,4 17,5 29,5
36,9 14,0 26,5
41,1 18,2 29,8
46,7 23,8 34,1
51,8 28,9 36,8
52,0 29,1 39,8
48,2 25,3 35,6
46,7 23,8 34,1
48,2 25,3 35,6
48,7 25,8 36,5
43,4 20,5 33,8
46,7 23,8 34,1
47,1 24,2 34,9
53,4 30,5 38,4
8,1 6,7
этого показателя, увеличивая сбор зерна, по сравнению с контролем, на 61...133 %. Наибольшая урожайность отмечена от действия возрастающих доз азотных и калийных удобрений. Эффективность фосфорных удобрений была ниже. Парное сочетание элементов питания обеспечивало меньшую прибавку, по сравнению с тройным.
Окупаемость минеральных удобрений варьировала в интервале от 10,8 до 16,9 кг зерна, азота на фоне Р60К60 - от 12,6 до 16,6 кг, фосфора на фоне ^0К60 - от 6,9 до 26,0 кг, калия на фоне ^0Р60 - от 8,3 до 12,7 кг зерна (табл. 3). Самая высокая в опыте окупаемость минеральных удобрений отмечена в варианте с дозой ^0Р30К60, самая низкая - ^0Р120К60. В целом по мере увеличения доз фосфорных удобрений она снижалась.
Таблица 3. Окупаемость ЫРК (в среднем за 2015-2017 гг.), кг/кг д.в.
Вариант
N Р К
Окупаемость
N
РА
КР
Контроль N Р
№0К60 60 60
РК
60 60 Р К +N
60 60 30
Р К +N
60 60 60
Р К +N
60 60 90
Р К +N
.,6<00 „120 N К +Р
60 60 30 N К +Р 60 60 60 N К +Р
60 60 90
N К +Р
60„60 120 N Р +К
60 60 30
N Р +К
60 60 60 N Р +К
60 60 90
N Р +К
60 60 120
13,9
14.6
11.7 12,1 13,2
13.8 12,1
16.9 13,2 12,0 10,8 13,7 13,2 11,5 12,7
14,0 16,3 16,6 12,6
26,0 10,5 8,7 6,9
12.7
11.8 8,3 11,5
Возрастающие дозы азотных удобрений положительно влияли на накопление белка в зерне, содержание которого возрастало с 10,63 до 12,41 % (табл. 4). Фосфорные и калийные удобрения не оказывали заметного воздействия на величину этого показателя. Содержание крахмала варьировало незначительно. Во всех вариантах опыта с применением удобрений отмечено увеличение, по сравнению с контролем, таких показателей качества, как масса 1000 зерен (на 1,3.. .5,3 г) и натура зерна (на 13.. .33 г/л).
Таблица 4. Показатели качества зерна
Вариант
Сырой белок, %
Крахмал, %
Контроль N Р
№0К60 60 60
Р60К60 Р К +N
60 60 30
Р К +N
60 60 60
Р К +N
60 60 90 Р К +N 60 60 „120 N К +Р
60 60 30
N К +Р
60 60 90
N К +Р
60„60 120 N Р +К
60 60 30
N Р +К
^0Р60+К90
нСР^ 120
10,81 10,98 11,49 10,85 10,63 10,76 11,14 12,41
10.90 10,39
10.91 11,05 10,94 11,11
1,1
61.75 62,07 60,67 61,84
61.76
62.35 62,38 60,47 61,58 62,56 62,04 61,50
62.36 62,69
1,7
Масса 1000 зерен, г
Натура зерна, г/л
44.4 45,7 49,6 48,2 48,9
49.1
49.2
48.6
49.7 49,1
49.0
49.1
49.5
49.2 1,8
646
659 668
660 665 669 679 674 669 669
669
670 673
671 12,5
В среднем за 3 года вынос азота с основной продукцией ярового ячменя сорта Саншайн с учётом побочной составил 20 кг/т, фосфора - 11,8 кг/т и калия - 18,5 кг/т (табл. 5). Сравнение этих величин с ранее разработанными нормативами для определения потребности в минеральных удобрениях [9] показало, что норматив выноса фосфора для лесостепной зоны Центрально- 33
Таблица 5. Вынос элементов питания сортом Саншайн, кг/т
Вариант Основная продукция (зерно) Побочная продукция (солома) Основная продукция с учётом побочной
N Р О 2 5 кр N Р О 2 5 КР N Р О 2 5 КО
Контроль N P
№
„60 60 P K
60 60
P K +N
60 60 30
P K +N
60 60 60
P K +N
„60 60 90
P K +N
60 60 „120
N K +P
60 60 30
N K +P
60 60 90
N K +P
60 60 120
N P +K
60 60 30
N P +K
60 60 90
N P +K
60 60 120
15,5
15.7
16.5
15.6 15,3
15,5 16,1
17.8
15.7 15,1
15.9 16,0
15.8 16,0
9.4 9,2
8.7 9,0
8.8
8,6 8,7 8,7 8,6 8,7
8.7
8.8 8,7
8.5
6,2 5,9 6,1 6,1 6,0
6,0 6,0 6,2 6,0 6,0 5,9 5,9 5,9 6,0
6,1
5.7 5,3 5,3 5,0
4.8
5.2
6.3 5,5 5,0
5.0
5.4
5.1 5,3
5.2
4.3 3,8
4.4 4,0
3.5 3,8 3,8 3,8 3,7
3.7
3.8 3,4 3,2
14.2
14.7
16.8 15,8 15,5
16,1 17,4 20,1 17,4
16.3
16.4 16,3
15.5 17,2
20,4
20.3
20.4 19,4 18,9
19,0 19,8
22.7
19.8
18.9 19,7 20,3 19,7 19,9
13.6
12.7
11.5 12,3
11.7
11.3
11.6
11.8
11.4 11,6 11,6 12,0 11,3 11,0
17,5
17.7
18.5
17.6 17,4
18,3 18,9 22,1 19,0 18,3 18,6 19,0
17.8
18.9
Чернозёмного экономического района был ниже фактического для изучаемого сорта на 1,8 кг/т.
Выводы. Сорт ячменя Саншайн хорошо отзывался на применение азотных, фосфорных и калийных удобрений. Лучше других действовали азотные и калийные удобрения. При этом прибавка урожая от ^удобрений варьировала от 18,2 до 29,1 ц/га, Р205 - от 25,3 до 25,8 ц/га, К20 - от 20,5 до 30,5 ц/га. Окупаемость минерального фосфора по мере роста доз постепенно снижалась, при внесении азотных и калийных удобрений она менялась незначительно. В целом прибавки урожая зерна в удобренных вариантах колебались в пределах 14,0...30,5 ц/га. Наибольшими в
опыте они были при внесении
^0Р60К60 и ^0Р60К120 - 28,9
и 30,5 ц/га соответственно. Наибольшая отдача от применения удобрений отмечена в варианте N60P30K60 - 16,9 кг/кг д. в. Полученные результаты свидетельствуют, что в условиях Тамбовской области на ячмене сорта Саншайн наибольший эффект обеспечивает внесение полного минерального удобрения в котором доза азота составляет 60 кг/ га д. в., самое благоприятно соотношение N Р205 и К20 - 1:0,5:1.
Увеличение доз ^удобрений способствовало повышению содержания сырого белка в зерне. Одновременно возрастала концентрация азота в зерне и соломе, а также калия в соломе. При увеличении доз фосфорных и калийных удобрений содержание этих элементов в зерне менялось незначительно. В целом применение минеральных удобрений способствовало повышению содержания азота в зерне и калия в соломе, по сравнению с контролем, и уменьшению концентрации фосфора как в зерне, так и в соломе.
Рассчитанный норматив выноса азота яровым ячменём сорта Саншайн составил 20 кг/т, фосфора - 11,8 и калия - 18,5 кг/т.
Литература.
1. Сычёв В. Г. Географической сети опытов с удобрениями - 75 лет// Плодородие. № 1(88). 2016. С. 2-3.
2. Чекмарёв П.А. О воспроизводстве плодородия почв и рациональном использовании минеральных удобрений // Проблемы агрохимии и экологии. 2009. № 3. С. 52-55.
3. Державин Л. М., Литвак Ш. И., Седова Е. В. Современные методы определения доз минеральных удобрений (обзорная информация). М.: ВНИИТЭИагропром, 1988. 44 с.
4. Державин Л. М. Научно-методологические основы проектирования применения удобрений в ресурсосберегающих технологиях// Плодородие. 2011. № 3. С. 19-22.
5. Вавилов Н. И. Генетика на службе социалистического земледелия // Социалистическое Растениеводство. 1932. № 4. С. 19.
6. Вавилов Н. И. Селекция как наука // Теоретические основы селекции растений. М. - Л.: Госиздат, 1935, Т. 1. С. 1-14.
7. Сандухадзе Б. И., Журавлёва В. Е., Кочетыгов Г. В. Озимая пшеница Нечерноземья в решении продовольственной безопасности Российской Федерации. М.: ООО «НИПКЦ Восход-А», 2011. 156 с.
8. Хачидзе А. С., Мамедов М. Г. Отзывчивость зерновых культур различных сортов на минеральные удобрения //Агрохимия. 2004. № 11. С. 27-33.
9. Бабунов А. Б. Сравнение эффективности применения минеральных удобрений на сортах ярового ячменя различных периодов селекции. // Плодородие. № 4 (97). С. 22-24.
10. Нормативы выноса элементов питания сельскохозяйственными культурами / Л. М. Державин, Р. Н. Попова, Н. И. Дегтярёва и др. М.: МСХА, 1991. 66 с.
INFLUENCE OF MINERAL FERTILIZERS ON THE PRODUCTIVITY AND QUALITY OF SPRING BARLEY
'SUNSHINE' AND REMOVAL OF NUTRIENTS
A. B. Babunov, A. E. Badin
State Center of Agrochemical Service "Tambovskii", ul. Moskovskaya, 2 b, Tambov, 392000, Russian Federation Abstract. The aim of the study was to determine the efficiency of nitrogen, phosphorus and potassium fertilizers against the backgrounds of pair combinations of nutrients: nitrogen - against the background of phosphorus and potassium, phosphorus - against the background of nitrogen and potassium, potassium - against the background of nitrogen and phosphorus. Every element was examined in four doses. The field test was carried out on leached heavy loamy chernozem in OOO "Rasskazovskoe", Rasskazovsky district, Tambov region, in 2015-2017. The authors tested spring barley 'Sunshine', zoned in Tambov region in 2011. During the years of the research, the average yield of the variety was 2.29 t/ha in the variant without fertilizers. With an improvement in the conditions of mineral nutrition, it increased by 4.11-5.20 t/ha against the background of P60K60 under the influence of increasing doses of nitrogen fertilizers; by 4.82-4.87 t/ha against the background of N60K60 under the influence of phosphate fertilizers; by 4.34-5.34 t/ha against the background of N60P60 under the influence of increasing doses of potassium fertilizers. The payback from the use of mineral fertilizers was in the range from 10.8 to 16.9 kg of grain per 1 kg of active substance of NPK. Nitrogen fertilizers increased protein content in grain from 10.63 to 12.41%. The starch content did not change much. The use of mineral fertilizers contributed to an increase in the mass of 1000 grains from 45.7 to 49.7 g and in the grain-unit - from 659 to 679 g/L. Over three years, the average removal of nutrients by spring barley 'Sunshine' was 20 kg/t for nitrogen, 11.8 kg/t for phosphorus and 18.5 kg/t for potassium.
Keywords: mineral fertilizers; spring barley; leached chernozem; agrochemical properties of soils; yield; payback; quality; removal of nutrients.
Author Details: A. B. Babunov, chief agrochemist (e-mail: [email protected]); A. E. Badin, director.
For citation: BabunovA. B., Badin A. E. Influence of Mineral Fertilizers on the Productivity and Quality of Spring Barley 'Sunshine' and Removal of Nutrients. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2018. Vol. 32. No. 8. Pp. 32-34 (in Russ.). DOI: 10.24411/0235-2451-201810808.
