Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по сельскому хозяйству
На правах рукописи
НЕВОЛИНА КСЕНИЯ НИКОЛАЕВНА
ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ
И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В аПРЕДУРАЛЬЕ
06.01.04 - Агрохимия
Автореферат диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Пермь - 2012
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова и в ГНУа Пермский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии.
Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Попова Сталина Ивановна
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Юлушев Ирек Галеевич
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Бортник Татьяна Юрьевна
Ведущая организация: ГНУ Удмуртский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии.
Защита диссертации состоится л23 мая 2012 г. в 10.00 часов, на заседании диссертационного совета ДМ 220.054.02 при ФГБОУ ВПО Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. аПрянишникова по адресу: 614990, Россия, Пермский край, г. Пермь, ул.а Петропавловская, 23.
Тел./факс (342) 212-53-94, E-mail: DM220.054.02@mail.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова, с авторефератом - на сайтах и
Автореферат диссертации разослан л23 апреля 2012 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Ю.А. Акманаева
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. В современной России одним из основных резервов повышения продуктивности пашни без дополнительных капитальных вложений является более полное использование урожайного потенциала культуры, сорта, почвенного покрова, удобрительных средств (Попова С.И., 1990, 2007; Жученко А.А., 1993; Митин В.В., 2001; Юлушев И.Г., 2005, 2011).
В связи с этим большое значение для увеличения производства зерна приобретают озимые зерновые культуры, которые в почвенно-климатических условиях Предуралья способны формировать высокую урожайность. Однако в последние годы их урожайность составляет не более 1,5 т/га. Посевные площади под озимыми культурами по сравнению с 1991 г. в 2011 сократились с 208 тыс. га до 35 тыс. га, что привело в практике практически к исчезновению озимого поля из севооборота.
Одним из путей выхода из сложившейся ситуации является внедрение в производство таких озимых зерновых культур как пшеница и тритикале, а также оптимизация доз и соотношений минеральных удобрений при их возделывании в Предуралье. Рост цен на материально-технические ресурсы и, как следствие, повышение себестоимости сельскохозяйственной продукции, подтверждают актуальность исследований.
Цель исследований - дать сравнительную оценку действия минеральных удобрений на урожайность и качество зерна озимых зерновых культур (рожь, пшеница, тритикале), выращиваемых по разным предшественникам на дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почвах Предуралья.
Задачи исследований:
- изучить влияние минеральных удобрений на урожайность озимых зерновых культур, выращиваемых по разным предшественникам и дать ее научное обоснование структурой урожайности
- установить действие минеральных удобрений на динамику минеральных форм азота в почве при выращивании озимых зерновых культур по пласту клевера 2 г.п.;
- определить влияние минеральных удобрений на показатели качества зерна при выращивании озимых зерновых культур по пласту клевера 2 г.п.;
- с целью создания оптимального баланса питательных веществ в почве установить размеры их выноса растительной продукцией и интенсивность баланса при выращивании озимых зерновых культур по пласту клевера 2 г.п.;
- дать агроэнергетическую и экономическую оценки применения минеральных удобрений и рекомендации производству.
Новизна. Впервые в Предуралье проведена сравнительная оценка эффективности применения минеральных удобрений на озимых зерновых культурах (рожь, пшеница, тритикале), выращиваемых по разным предшественникам.
Основные положения, выносимые на защиту:
- Урожайность зерна озимой ржи и тритикале не менее 4 т/га, озимой пшеницы не менее 3 т/га при выращивании по пласту клевера 2 г.п. обеспечивает сочетание допосевного внесения полного минерального удобрения в дозе N30P30K30 с весенней подкормкой азотом N30.
- Внесение минеральных удобрений под предпосевную культивацию в сравнении с контролем без удобрений повышает содержание минерального азота в почве в фазе кущения в среднем на 4 мг/кг почвы. Применение подкормки позволяет обеспечить озимые зерновые культуры во все фазы развития доступными формами минерального азота.
- Для получения продовольственного зерна озимой пшеницы согласно ГОСТ 9353-90, зерна ржи по ГОСТ 16990-88 пригодного для хлебопечения и фуражного зерна тритикале 1 класса по ГОСТ 53899-2010 при выращивании культур по пласту клевера 2 г.п. применять N30P30K30 + N30.
- Бездефицитный баланс питательных веществ при возделывании озимых зерновых культур по пласту клевера 2 г.п. позволяет сохранить совокупное действие пожнивно-корневых остатков клевера и минеральных удобрений в дозе N60P60K60.
- На дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах с повышенным содержанием фосфора и калия по чистому и сидеральному парам для получения урожайности зерна озимой ржи и тритикале не менее 3 т/га, и озимой пшеницы не менее 2,5 т/га, достаточно вносить N60.
Практическая значимость. Проведенные исследования позволяют предложить производству рациональные дозы и способы применения минеральных удобрений на озимых зерновых культурах, выращиваемых по разным предшественникам, гарантирующие получение в Предуралье стабильного сбора зерна не менее 3,0 т/га. Внедрение оптимальной системы применения минеральных удобрений проведено в ООО Сергинское Сивинского района Пермского края с годовым экономическим эффектом 631 руб./га.
Апробация. Основные положения работы ежегодно докладывали и получили положительную оценку на заседаниях кафедры агрохимии ФГОУ ВПО Пермская ГСХА и на заседаниях ученого совета ГНУ Пермский НИИСХ, на Всероссийских научно-практических конференциях (Пермь, 2009, 2010, 2011 г.г.), (Ижевск, 2010 г.), (Екатеринбург, 2011 г.) и международной научно-практической конференции (Пермь, 2010 г.). По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК Минобрнауки России.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 124 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов иапредложений производству. Экспериментальный материал приведён в 28 таблицах, 6 рисунках и 42 приложениях. Список литературы включает 351 источник, из них 15 иностранных авторов.
МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования проведены на центральном опытном поле ГНУ Пермский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии в 2007-2010 гг. Проведено три закладки полевого трехфакторного опыта, две закладки полевого двухфакторного опыта в двух сериях.
Опыт 1. Эффективность минеральных удобрений на озимых зерновых культурах, выращиваемых по пласту клевера лугового 2 г. п.
Схема: Фактор А - дозы минеральных удобрений, кг д.в./га: 1.а N0Р0К0 а(контроль); 2.а N30Р30К30; 3. N60Р60К60; 4. N90Р90К90. Фактор В - весенняя подкормка: 1. Без подкормки; 2. Подкормка N30. Фактор С - культура: 1. Озимая рожь; 2. Озимая пшеница; 3. Озимая тритикале.
Повторность вариантов в опыте четырехкратная, расположение систематическое, методом расщепленных делянок, учетная площадь делянки третьего порядка - 39 м2. Почва дерновоЦмелкоподзолистая тяжелосуглинистая среднеокультуренная, характеризуется pHКСl 4,8-5,6; гумус 2,3-2,4 %; P2O5 - 142-152 мг/кг; K2O - 151-168 мг/кг.
Минеральные удобрения применяли в форме нитроаммофоски (16:16:16) под предпосевную культивацию и аммонийной селитры в подкормку.
Опыт 2. Влияние минерального питания на урожайность зерна озимых зерновых культур по паровому предшественнику.
Схема: Фактор А - фон питания: 1. Без удобрений; 2. N60; 3. P30K60; 4.а N60P30K60. Фактор В - культура: 1. Озимая рожь; 2. Озимая пшеница; 3.а Озимая тритикале.
Опыт заложен в двух сериях: по чистому пару и сидеральному викоовсяному пару.
Повторность вариантов в опыте трёхкратная, расположение вариантов систематическое методом расщепленных делянок, учетная площадь делянки второго порядка - 38 м2. Почва дерновоЦмелкоподзолистая тяжелосуглинистая среднеокультуренная, характеризуется pHКСl 5,3-5,7; гумус 2,3-2,4 %; P2O5 - 459-510 мг/кг; K2O - 205-242 мг/кг.
Минеральные удобрения применяли в форме аммонийной селитры, двойного суперфосфата и калия хлористого под предпосевную культивацию.
Используемые в опытах сорта: озимая рожь Фаленская 4; озимая пшеница Московская 39; озимая тритикале Антей. Агротехника в опыте общепринятая для озимых зерновых в Предуралье (Прокошев В.Н., 1980). Посев проводили сеялкой СН-16. Норма высева: ржи - 6 млн., пшеницы - 6 млн., тритикале - 5 млн. всхожих семян на 1 гектар. Учёт урожая зерна сплошной поделяночный в конце фазы восковой спелости однофазным способом комбайном Сампо с последующим пересчётом на 100 % чистоту и 14 % влажность. При проведении опытов руководствовались рекомендациями для научно-исследовательских учреждений, которые изложены в учебном пособии Б.А. Доспехова (1985) и в Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985).
Анализ почвенных и растительных образцов проведен с использованием стандартных методик. Энергетическая оценка проведена по методике, изложенной в учебном пособии Ю.Н. Зубарева и др., 2001. Экономическая оценка рассчитана на основе технологической карты с учётом нормативов затрат и фактической стоимости продукции на опытном поле ГНУ Пермский НИИСХ Россельхозакадемии в 2011 г. Статистическая обработка результатов выполнена с использованием компьютерных программ Excel и KARAT.
Метеорологические условия 2007-2010 гг. были удовлетворительными для роста и развития растений озимых зерновых культур.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
- Динамика содержания минеральных форм азота в почве по фазам развития озимых зерновых культур, ее связь с удобрениями
при выращивании по пласту клевера 2 г.п.
Содержание минерального азота в почве от начала к концу вегетационного периода снижалось во всех вариантах опыта вследствие поглощения его растениями. Так, в почве без применения удобрений в фазе кущения озимых зерновых культур было 16 мг/кг почвы минерального азота. К фазе цветения происходило снижение содержания минерального азота до 11,5 мг/кг почвы, к концу вегетации уровень азота понизился в 2 раза в сравнении с фазой кущения. Внесенные под предпосевную культивацию удобрения в сравнении с контролем повысили содержание минерального азота в фазе кущения в среднем на 4 мг/кг почвы (25 % к контролю). Подкормка азотом способствовала увеличению минерального азота в среднем до 24 мг/кг почвы.
Динамика содержания нитратного и аммиачного азота в почве (среднее по культурам) в вариантах с применением минеральных удобрений и контроле носила сходный нисходящий характер (рисунок 1). При этом в фазу кущения доля аммиачного азота в два раза превышала содержание нитратного азота, что свидетельствует о низкой нитрификационной способности почвы в этот период. В фазы цветения и полной спелости отношение аммиачного азота к нитратному снизилось до 0,8-1,1. Такое соотношение форм минерального азота в почве вызвано повышением температуры, которое активизировало процессы нитрификации, вследствие чего произошло снижение содержания аммиачного азота к концу вегетации (Пискунов А.С., 1995). Однако содержание нитратного азота значительно не увеличивалось, очевидно, это происходило не только из-за его потребления растениями, но и потерь от вымывания и денитрификации.
Рисунок 1. Влияние минеральных удобрений на динамику минеральных форм азота в пахотном слое дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы, мг/кг почвы, слой 0-20 см, (среднее за 2008-2010 гг.)
Таким образом, в вариантах с применением подкормки во все фазы развития озимых зерновых культур было отмечено максимальное значение аммиачного и нитратного азота в почве, что соответствовало средней обеспеченности растений доступными формами минерального азота.
- Влияние минеральных удобрений на урожайность и качество озимых зерновых культур, выращиваемых по пласту клевера лугового 2 г. п.
- Полевая всхожесть и перезимовка озимых зерновых культур
Полевая всхожесть в среднем по опыту у озимой ржи была 82 %, озимой пшеницы - 92 %, тритикале - 91 %, разница по факторам А и В находилась в пределах ошибки опыта. Количество перезимовавших растений озимой ржи не зависело от доз минеральных удобрений (r = 0,18) и составило 86а%. Перезимовка растений озимой пшеницы составила в среднем 59 %, выявлена тесная связь (r = 0,92) от применяемых минеральных удобрений. Внесение удобрений оказало среднее влияние на перезимовку тритикале (r = 0,63), она составила 71 %.
Таким образом, установлено, что озимая тритикале довольно пластичная культура, хуже перезимовка озимой пшеницы, а традиционная культура для Предуралья рожь имеет стабильно высокий процент перезимовки.
- Урожайность озимых зерновых культур
Внесение минеральных удобрений в дозах N30P30K30 и N60P60K60 обеспечило в среднем по фактору А достоверные прибавки к варианту без удобрений 0,52 т/га и 0,84 т/га соответственно (НСР05 = 0,48) (таблица 1.)
Таблица 1. Влияние минеральных удобрений на урожайность озимых зерновых культур, т/га, (среднее за 2008-2010гг.)
Доза удобрений, кг/га (фактор А) | Подкормка, кг/га (фактор В) | Культура (фактор С) | Среднее по фактору А | ||
озимая рожь | озимая пшеница | озимая тритикале | |||
без удобрений | 0 | 3,11 | 2,33 | 3,10 | 3,06 |
N30 | 3,47 | 2,77 | 3,58 | ||
N30P30K30 | 0 | 3,49 | 2,74 | 3,59 | 3,58 |
N30 | 4,10 | 3,27 | 4,38 | ||
N60P60K60 | 0 | 4,02 | 3,00 | 4,00 | 3,90 |
N30 | 4,24 | 3,51 | 4,61 | ||
N90P90K90 | 0 | 4,03 | 3,18 | 4,04 | 3,96 |
N30 | 4,33 | 3,54 | 4,61 | ||
Среднее по фактору В | 0 | 3,66 | 2,81 | 3,68 | |
N30 | 4,04 | 3,27 | 4,29 | ||
Среднее по фактору С | 3,85 | 3,04 | 4,00 | ||
НСР05 | Фактор А | Фактор В | Фактор С | ||
частных различий | 0,50 | 0,65 | 0,48 | ||
главных эффектов | 0,20 | 0,18 | 0,11 | ||
Применение подкормки высокоэффективно, так в среднем по факторуаВа урожайность озимой ржи повысилась на 0,38 т/га, озимой пшеницы на 0,46 т/га, тритикале на 0,61 т/га (НСР05 = 0,18).
Наиболее продуктивной была озимая тритикале, так в среднем по опыту ее урожайность достоверно выше озимой ржи на 0,15 т/га (НСР05 = 0,11), Пшеница занимала последнее место с урожайностью - 3,04 т/га. Это связано со способностью тритикале формировать больший по площади фотосинтетический аппарат. В фазу колошения в среднем по опыту площадь листьев достигла 36,1 тыс. м2, тогда как у пшеницы - 26,2 тыс. м2, у ржи - 24,6атыс. м2 (НСР05 = 3,9). Определена тесная корреляционная связь между фотосинтетическим потенциалом и урожайностью озимых культур. Коэффициенты корреляции равны соответственно 0,96; 0,92 и 0,88. В результате регрессионного анализа получены уравнения регрессии, выражающие зависимость урожайности культур от уровня фотосинтетического потенциала: Ур = 3,74 + 0,47х (озимая рожь); Уп = 2,77 + 0,45х (озимая пшеница); Ут = 2,52 + 0,63х (озимая тритикале).
Анализируя урожайные данные по частным различиям, следует отметить, что возделывание озимой ржи по пласту клевера 2 г.п. без внесения минеральных удобрений позволяет получить 3,11 т/га зерна. Прибавка от применения N30P30K30 - 0,38 т/га была в пределах ошибки опыта (НСР05 = 0,50). Применение N60P60K60 достоверно увеличивало урожайность до 4,02 т/га в сравнении с N30P30K30. Дальнейшее повышение доз минеральных удобрений не обеспечило достоверного повышения урожайности. Во всех вариантах опыта при применении подкормки наблюдалась тенденция к повышению урожайности. Максимальная доказанная урожайность озимой ржи на основании частных различий получена при применении N30 на фоне N30P30K30.
Урожайность озимой пшеницы при возделывании по пласту клевера 2 г.п без применения удобрений составила 2,33 т/га. При внесении N30P30K30 прибавка 0,41 т/га не достоверна (НСР05 = 0,50). Применение подкормки во всех вариантах, как и увеличение дозы в основное внесение, привело к тенденции повышения урожайности (прибавки в пределах ошибки опыта). На основании частных различий преимущество имел вариант сочетания подкормки и дозы N30P30K30 в основное внесение, получено 3,27 т/га.
Выращивание тритикале на фоне без удобрений обеспечило урожайность 3,10 т/га. Доказанная прибавка от подкормки получена только на фоне N30P30K30 - 0,79 т/га в сравнении с N30P30K30 (НСР05 = 0,65). Этот же вариант на основании частных различий является наиболее эффективным при возделывании озимой тритикале. Повышение доз минеральных удобрений не имело преимущества по урожайности.
Регрессионный анализ урожайности и показателей структуры показал, что урожайность культур в опыте в значительной степени зависела от количества продуктивных стеблей (рожь (r = 0,95), пшеница (r = 0,69), тритикале (r = 0,73) и массы тысячи зерен (r = 0,71), (r = 0,79), (r = 0,68) соответственно.
Таким образом, для получения урожайности зерна озимой ржи и тритикале не менее 4 т/га, и озимой пшеницы не менее 3 т/га, возделываемых по пласту клевера 2 г.п. наиболее рационально применять N30P30K30 + N30.
2.3 Качество зерна озимых зерновых культур
Содержание сырого протеина в зерне озимой ржи варьировало от 7,55 до 9,66 % (таблица 2). Внесение N30P30K30 увеличило содержание сырого протеина в зерне озимой ржи на 15 отн. % в сравнении с вариантом без удобрений. Максимально достоверное значение получено в варианте N30P30K30 + N30.
Применение минеральных удобрений не оказало достоверного влияния на содержание протеина в зерне озимой пшеницы и тритикале, Получена лишь тенденция к увеличению протеина с 10,33 % в варианте без удобрений до 11,32а% в варианте N30P30K30 + N30 и с 10,17 % до 10,92 % соответственно. Разница в значениях сырого протеина между озимой пшеницей и тритикале в пределах ошибки опыта, в зерне ржи в среднем на 14аотн.а% ниже сырого протеина, чем в зерне пшеницы и тритикале.
Натура зерна озимой ржи на контроле была 708 г/л, применение N30P30K30 + N30 повысило ее показатель до 732 г/л. Зерно, пригодное для выпечки хлеба (с числом падения выше 200) получено при применении N30P30K30 с подкормкой.
Таблица 2 . Влияние минеральных удобрений на показатели качества зерна озимых зерновых культур, (среднее за 2008 - 2010 гг.)
Доза удобрений, кг/га (фактор А) | Подкормка (фактор В) | Культура (фактор С) | Сырой протеин, % на воздушно сухое вещество | Сырая клейковина, % | Натура, г/л |
N0P0K0 | 0 | рожь | 7,55 | не опр. | 708 |
пшеница | 10,33 | 25,5 | 813 | ||
тритикале | 10,17 | 19,7 | 729 | ||
N30 | рожь | 8,44 | не опр. | 719 | |
пшеница | 10,83 | 26,7 | 808 | ||
тритикале | 10,75 | 21,5 | 723 | ||
N30P30K30 | 0 | рожь | 8,69 | не опр. | 735 |
пшеница | 10,65 | 28,6 | 806 | ||
тритикале | 10,67 | 21,3 | 751 | ||
N30 | рожь | 9,44 | не опр. | 732 | |
пшеница | 11,32 | 30,0 | 765 | ||
тритикале | 10,92 | 23,5 | 762 | ||
N60P60K60 | 0 | рожь | 8,81 | не опр. | 730 |
пшеница | 11,44 | 29,3 | 816 | ||
тритикале | 10,88 | 21,7 | 750 | ||
N30 | рожь | 9,41 | не опр. | 726 | |
пшеница | 11,75 | 31,3 | 794 | ||
тритикале | 11,17 | 25,4 | 771 | ||
N90P90K90 | 0 | рожь | 9,28 | не опр. | 727 |
пшеница | 11,11 | 29,9 | 818 | ||
тритикале | 11,00 | 22,4 | 760 | ||
N30 | рожь | 9,66 | не опр. | 731 | |
пшеница | 11,78 | 31,9 | 800 | ||
тритикале | 11,15 | 26,3 | 768 | ||
НСР05 | частн. различий - А | 1,21 | 2,19 | 8,81 | |
частн. различий - В | 0,68 | 1,15 | 8,73 | ||
частн. различий - С | 0,87 | 1,56 | 8,15 | ||
Содержание клейковины в зерне пшеницы во всех вариантах опыта с применением удобрений в среднем на 16 % выше, чем в контрольном варианте (без удобрений). От подкормки содержание сырой клейковины в зерне увеличилось во всех вариантах опыта. Максимальное содержание клейковины было в варианте N60P60K60 +N30 - 31,3 %. Использование подкормки совместно с основной дозой минеральных удобрений способствовало достоверному увеличению натурного веса зерна пшеницы до 816 г.
Установлено, что применение подкормки достоверно увеличивает содержание клейковины в зерне тритикале во всех вариантах в среднем на 1,5 %, а в сравнении с пшеницей клейковины в зерне тритикале меньше на 24 отн. %. Натурный вес зерна тритикале зависел от применяемых минеральных удобрений, так, в варианте без удобрений натура зерна равнялась 708 г/л, подкормка обеспечила ее повышение до 723 г/л. Максимальное значение 771 г/л получено в варианте N60P60K60 + N30.
Таким образом, для получения продовольственного зерна озимой пшеницы согласно ГОСТ 9353-90, зерна ржи по ГОСТ 16990-88 пригодного для хлебопечения и фуражного зерна тритикале 1 класса по ГОСТ 53899-2010 при возделывании культур по пласту клевера 2 г.п. достаточно применять N30P30K30а+ N30.
3. Элементный состав продукции и баланс питательных веществ в почве при выращивании озимых зерновых культур по пласту клевера 2аг.п.
Содержание азота в зерне озимой ржи колебалось от 1,23 до 1,55 %, слабо повышаясь с увеличением доз азотных удобрений. Достоверное увеличение содержания азота в зерне озимой ржи по сравнению с контролем отмечено при основном внесении в варианте N60P60K60. Повышение дозы азота свыше 60 кг/га. практически не увеличивало его содержание в зерне озимой ржи. В зерне пшеницы содержалось от 1,65 до 1,89 % азота, в зерне тритикале от 1,63 % до 1,79 %. Для существенного повышения его содержания для этих культур требовалось более высокая доза удобрений - N60P60K60 и N90P90K90. По содержанию азота в соломе значительных колебаний в опыте не отмечено, так же, как и по содержанию фосфора и калия в зерне и соломе.
При сравнении культур следует отметить, что для формирования 1 тонны продукции озимая пшеница нуждается в большем количестве элементов питания, чем рожь и тритикале. Так, для образования 1 т зерна с соответствующим количеством соломы пшеница потребляла 28 кг азота, рожь - 20,8 кг, а тритикале - 26,3 кг. Это доказывает, что пшеница наиболее требовательна к условиям минерального питания. Тритикале по выносу на единицу продукции приближается к пшенице.
Изучаемые дозы минеральных удобрений обеспечили различные уровни баланса питательных веществ (таблица 3).
Так, в вариантах без внесения удобрений по всем элементам питания отмечены отрицательные балансы. Запашка пожнивно-корневых остатков клевера не обеспечила возмещение выноса. Дефицит в среднем по культурам составил по азоту - 35, по фосфору - 30, по калию - 13 кг/га. Использование подкормки не привело к бездефицитному балансу.
Для формирования положительного баланса по азоту и высокой продуктивности озимых культур необходимо при возделывании по пласту клевера 2 г.п. вносить не менее N60P60K60 в сочетании с подкормкой азотом в дозе 30 кг/га Дальнейшее увеличение доз минеральных удобрений отдельно и совместно с подкормкой обеспечивают сохранение положительного баланса по азоту.
Таблица 3. Влияние минеральных удобрений при возделывании озимых зерновых культур на баланс питательных веществ в почве,
кг/га, (среднее за 2008 - 2009 гг.)
Дозы удобрений,кг/га (фактор А) | Подкормка (Фактор В) | Поступление в почву с минеральными удобрениями и ПКО клевера, кг/га | Баланс, кг/га | Интенсивность баланса, % | ||||||
N | Р2О5 | К2О | N | Р2О5 | К2О | N | Р2О5 | К2О | ||
N0P0K0 | 0 | 32 | 6 | 17 | -35 | -30 | -13 | 48,0 | 16,0 | 58,3 |
N30 | 62 | 6 | 17 | -26 | -38 | -20 | 71,0 | 13,0 | 45,7 | |
N30P30K30 | 0 | 62 | 36 | 47 | -23 | -10 | 8 | 73,3 | 76,3 | 125,0 |
N30 | 92 | 36 | 47 | -15 | -20 | -0,5 | 86,7 | 64,3 | 100,0 | |
N60P60K60 | 0 | 92 | 66 | 77 | -3 | 15 | 35 | 98,7 | 131,7 | 195,7 |
N30 | 122 | 66 | 77 | 12 | 8 | 29 | 113,7 | 117,0 | 169,7 | |
N90P90K90 | 0 | 122 | 96 | 107 | 21 | 44 | 61 | 122,7 | 190,7 | 245,0 |
N30 | 152 | 96 | 107 | 32 | 32 | 53 | 131,0 | 153,0 | 209,0 | |
Для достижения положительного баланса по фосфору достаточно вносить N60P60K60. По калию положительный баланс получается при внесении N30P30K30, однако для получения продуктивности озимых зерновых культур на уровне 3 - 3,5 т/га и выше, а также учитывая низкий коэффициент использования фосфора из удобрений, дозу фосфорных удобрений необходимо увеличить до 60 кг/га.
4. Экономическая и агроэнергетическая эффективность использования минеральных удобрений при выращивании озимых зерновых культур по пласту клевера 2аг.п.
Окупаемость удобрений прибавкой зерна в среднем за годы исследований по культурам была максимальной в варианте с применением подкормки без основного внесения и составила у озимой ржи 11,9 кг/кг, у пшеницы 14,7 кг/кг, у тритикале 15,9 кг/кг, что доказывает эффективность подкормки на всех исследуемых культурах. Также фактическая оплата минеральных удобрений в основном внесении в сочетании с подкормкой была выше, чем без подкормки на всех культурах и во всех вариантах. Наибольшая окупаемость зерном 1 кг д. в. удобрений (в среднем на 23%) была получена у озимой тритикале.
При оптимальной по урожайности дозе - N30P30K30 + N30 для ржи и тритикале окупаемость удобрений зерном составила 8,2 кг зерна на 1 кг д. в. и 10,6 кг/кг соответственно, для пшеницы - 7,8 кг/кг. Дальнейшее увеличение доз минеральных удобрений приводило к снижению величины окупаемости.
Экономическая оценка изученных доз удобрений также подтверждает эффективность применения подкормки. Так, наименьшая себестоимость продукции всех трёх культур получена в варианте с внесением подкормки на фоне N30P30K30 от 2645 руб./т до 2783 руб./т. Наибольший условно чистый доход от 5330 до 5552 руб./га был получен в этом же варианте, что обеспечило рентабельность производства зерна на уровне 32 % по пшенице, 43 % по тритикале, 51 % по ржи.
Наиболее экономически выгодным является возделывание озимой ржи. В среднем по опыту рентабельность производства составила по ржи 42 %, тритикале занимает промежуточное место с рентабельностью - 30 %, а у пшеницы самая низкая рентабельность - 21 %.
Исследования показали, что применение удобрений являлось важным фактором повышения не только урожайности, но и коэффициента энергетической эффективности (КЭЭ). Максимальный КЭЭ возделывания озимой ржи и тритикале 3,3, озимой пшеницы 2,6 был получен в варианте N30P30K30 + N30.. При дальнейшем увеличении дозы минеральных удобрений и применении подкормки КЭЭ остается на том же уровне или снижается, что связано с повышением затрат на удобрения.
5. Влияние минеральных удобрений на урожайность озимых зерновых культур и экономическую эффективность при возделывании их по чистому и сидеральному парам
При возделывании по чистому пару перезимовка озимой ржи в среднем по опыту составила - 82 %, пшеницы - 60 %, тритикале - 69 %. Возделывание озимых по чистому пару (таблица 4) обеспечило следующую урожайность культур в варианте без удобрений: рожь - 3,3 т/га, пшеница - 2,5 т/га, тритикале - 2,8 т/га. Продуктивность ржи и тритикале во всех вариантах была на одном уровне. Урожайность тритикале сформировалась за счет лучшей озерненности колоса и массы зерна с 1 колоса коэффициенты корреляции составили соответственно - 0,87 и 0,95. У озимой пшеницы урожайность сформировалась за счет увеличения массы тысячи зерен (r = 0,91), озерненности колоса (r = 0,95) и массы зерна с 1 колоса (r = 0,97). У озимой ржи высокая урожайность сформировалась за счет массы тысячи зерен и продуктивного стеблестоя (r = 0,84 и r = 0,91). Наиболее эффективно по чистому пару на окультуренных почвах возделывание озимой ржи и пшеницы тритикале с внесением, N60. Так, урожайность ржи составила - 4,4 т/га, пшеницы - 3,0,т/га, тритикале - 4,0 т/га. Это подтверждается и экономической оценкой, применение N60 обеспечивает урожайность ржи и тритикале на уровне 4 т/га с условно чистым доходом в среднем 5000 руб./га и рентабельностью 45%, а урожайность пшеницы - 3 т/га при рентабельности 35 % и чистом доходе 2947 руб./га. По результатам исследований возделывания озимых по сидеральному пару установлено, что гибель растений озимой пшеницы составила 44 %, ржи - 14 %, тритикале - 32%.
Озимые зерновые положительно и математически доказуемо реагируют на применение минеральных удобрений (см. табл. 4). Наиболее продуктивным оказалось возделывание с внесением N60. Урожайность озимой тритикале составила 3,9 т/га, пшеницы - 3,3 т/га, ржи - 2,9 т/га. При внесении фосфора и калия в опыте была лишь тенденция к увеличению урожая. Высокая урожайность сформировалась у тритикале за счет лучшей озерненности колоса и веса зерна с 1 колоса коэффициенты корреляции составили соответственно - 0,87 и 0,98. У озимой пшеницы урожайность сформировалась за счет увеличения массы тысячи семян (r = 0,68), озерненности колоса (r = 0,92) и веса зерна с 1 колоса (r = 0,99). У озимой ржи наоборот вес зерна с 1 колоса не сыграл значительной роли (r = 0,59) урожайность сформировалась за счет массы тысячи и озерненности колоса. У всех трех культур отмечена тесная связь между урожайностью и густотой продуктивного стеблестоя. Коэффициент корреляции составил в среднем по изучаемым культурам 0,96. Применение сидерального викоовсяного пара позволяет рентабельно возделывать рожь и тритикале. Рентабельность при применении N60 составила 16,5 и 34,4 % соответственно, по пшенице в этом варианте рентабельность - 7,2%. Максимальная окупаемость удобрений получена на всех культурах при возделывании по обоим предшественникам в варианте N60..
Таблица 4. Влияние применения минеральных удобрений на урожайность озимых зерновых культур по чистому и сидеральному парам, т/га,
(среднее за 2008-2009гг.)
Серия | Фон питания (А) | Культура (В) | Среднее по (А) | ||
озимая рожь | озимая пшеница | озимая тритикале | |||
Чистый пар | Без удобрений | 3,3 | 2,5 | 2,8 | 2,9 |
Р30К60 | 3,6 | 2,5 | 2,8 | 3,0 | |
N60 | 3,9 | 2,9 | 4,0 | 3,6 | |
N60Р30К60 | 4,4 | 3,0 | 4,4 | 4,0 | |
Среднее по В | 3,8 | 2,7 | 3,5 | ||
НСР05 | Фактор А | Фактор В | |||
частных различий | 0,43 | 0,31 | |||
главных эффектов | 0,25 | 0,16 | |||
Сидеральный пар | Без удобрений | 2,3 | 1,9 | 2,5 | 2,2 |
Р30К60 | 2,3 | 2,5 | 2,9 | 2,5 | |
N60 | 2,9 | 3,3 | 3,9 | 3,4 | |
N60Р30К60 | 3,2 | 3,4 | 4,1 | 3,6 | |
Среднее по В | 2,67 | 2,77 | 3,35 | ||
НСР05 | Фактор А | Фактор В | |||
частных различий | 0,43 | 0,49 | |||
главных эффектов | 0,24 | 0,24 | |||
ВЫВОДЫ
- Применение подкормки позволяет обеспечить озимые зерновые культуры во все фазы развития доступными формами минерального азота. Внесенные под предпосевную культивацию удобрения в сравнении с контролем (16 мг/кг) повысили содержание минерального азота в фазе кущения в среднем на 4 мг/кг почвы (на 25 % к контролю). Подкормка азотом способствовала увеличению минерального азота в среднем до 24 мг/кг почвы.
- Установлено, что озимая тритикале довольно пластичная культура в отношении перезимовки (71 %), хуже перезимовывает озимая пшеница (59 %), а традиционная культура для Предуралья рожь имеет стабильно высокий процент перезимовки - 86 %.
- Урожайности зерна озимой ржи и тритикале не менее 4 т/га, озимой пшеницы не менее 3 т/га при выращивании по пласту клевера 2 г. п. обеспечивает сочетание допосевного внесения полного минерального удобрения в дозе N30P30K30 с весенней подкормкой азотом N30.
- Установлено, что для получения продовольственного зерна озимой пшеницы согласно ГОСТ 9353-90, зерна ржи по ГОСТ 16990-88 пригодного для хлебопечения и фуражного зерна тритикале 1 класса по ГОСТ 53899-2010 при выращивании культур по пласту клевера 2 г.п. применять N30P30K30 +N30.
- Бездефицитный баланс питательных веществ при возделывании озимых зерновых культур по пласту клевера 2 г.п. позволяет сохранить совокупное действие пожнивно-корневых остатков клевера и доза N60P60K60.
- Наименьшая себестоимость продукции всех трёх культур получена в варианте с внесением подкормки на фоне N30P30K30 от 2645 руб./т до 2783 руб./т. и наибольший условно чистый доход от 5330 до 5552 руб./га был получен в этом же варианте, что обеспечило рентабельность производства зерна на уровне 32 % по пшенице, 43 % по тритикале, 51 % по ржи и коэффициент энергетической эффективности выращивания озимой ржи и тритикале 3,3, озимой пшеницы 2,6.
- На почвах с повышенным содержанием фосфора и калия при возделывании по чистому пару наиболее эффективно внесение N60, так урожайность ржи составила - 3,9 т/га с рентабельностью - 45 %, пшеницы - 2,8 т/га при 35 % рентабельности, тритикале - 4,0 т/га при экономическом эффекте в 45 %.
- На почвах с повышенным содержанием фосфора и калия при возделывании по сидеральному викоовсяному пару наиболее эффективно внесение N60, так рентабельность возделывания озимой ржи составила 16% при урожайности 2,9 т/га, тритикале 34% при урожайности 3,9 т/га, рентабельность озимой пшеницы в этом варианте 7,2 %, урожайность - 3,3 т/га.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
В Предуралье на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой среднеокультуренной почве:
- для получения зерна озимой ржи и тритикале не менее 4 т/га и озимой пшеницы не менее 3 т/га, при выращивании по пласту клевера 2 г. п. применять N30P30K30 + N30.
- на почвах с повышенным содержанием фосфора и калия для получения урожайности зерна озимой ржи и тритикале не менее 3 т/га, и озимой пшеницы не менее 2,5 т/га, при возделывании по чистому и сидеральному парам достаточно вносить N60.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Ведущие рецензируемые научные журналы, определённые
ВАК Минобрнауки РФ:
- Попова, С.И. Эффективность использования минеральных удобрений на озимых зерновых культурах в Предуралье / С.И. Попова, К.Н. Неволина // Аграрная Наука Евро-Северо-Востока. - 2011. - №3. - С. 29-33.
Научные статьи и материалы конференций:
- Неволина, К.Н. Влияние доз минеральных удобрений и подкормки на урожайность зерна озимой тритикале сорта Антей, возделываемой на дерново - мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве // Пермский аграрный вестник. - Пермь: Изд-во ФГОУ ВПО Пермская ГСХА, 2009. - С. 44-45.
- Неволина, К.Н. Реакция озимых зерновых культур на минеральные удобрения в зависимости от влагообеспеченности посева // Инновационному развитию АПК - научное обеспечение, Сб. науч. пр. конф. в 5 ч. Ч.2: Пермь: Изд-во ФГОУ ВПО Пермская ГСХА, 2010. - С. 140-143.
- Неволина, К.Н. Влияние азотной подкормки на урожайность озимой тритикале на фоне различных доз минеральных удобрений / К.Н. Неволина, В.В. Власова. // Молодежная наука 2011: технологии, инновации: труды Всеросс. науч.-практич. конф. в 3 ч. Ч. 1: Пермь : Изд-во ФГОУ ВПО Пермская ГСХА, 2011. - С. 56-57.
- Неволина, К.Н. Влияние минеральных удобрений и сидерального викоовсяного пара на урожайность и качество озимой тритикале в условиях Предуралья // Молодежная наука 2011: технологии, инновации: труды Всеросс. науч.-практич. конф. в 3 ч. Ч. 1: Пермь : Изд-во ФГОУ ВПО Пермская ГСХА, 2011. - С. 112-115.
- Неволина, К.Н. Влияние основного внесения полного минерального удобрения и ранневесенней подкормки на урожайность озимых культур / К.Н. Неволина, С.И. Попова. Системы высокоурожайного земледелия и биотехнологии как основа инновационной модернизации АПК в условиях климатических измерений // Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Уфа: НВП БашИнком, ФГОУ ВПО Башкирский ГАУ, 2011. - С. 277-281.
- Неволина, К.Н. Влияние минеральных удобрений и сидерального викоовсяного пара на урожайность озимой ржи в условиях Предуралья / К.Н. Неволина, С.И. Попова. // Инновационные технологии в АПК Евро-Северо-Востока РФ. Сб. науч. тр. - Нижний Новгород, 2011. - С.138-142.
- Неволина, К.Н. Влияние минеральных удобрений и сидерального викоовсяного пара на урожайность озимой тритикале в условиях Предуралья // Стратегия развития кормопроизводства в условиях глобального изменения климатических условий и использования достижений отечественной селекции: Материалы международной науч.-практич. конф., посвященной 55-летию Уральского НИИСХ / Сост. А.П. Колотов. - Т. 1. Растениеводство. - Екатеринбург: Издательство АМБ, 2011. - С.231-234.
- Неволина, К.Н. Влияние минеральных удобрений и сидерального викоовсяного пара на урожайность озимой пшеницы в условиях Предуралья // Инновационные вопросы в АПК: Сборник статей 3 Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию образования аграрного факультета РУДН. - М.: РУДН, 2011. - С.49-50.
Формат 60841/16. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 71
Отпечатано в ИП - ПрокростЪ
Пермской государственной сельскохозяйственной академии
имени академика Д.Н. Прянишникова
614990, Россия, г. Пермь, ул. Петропавловская, 23
Тел.: 210-35-34
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по сельскому хозяйству