Влияние минеральных удобрений на урожайность озимой пшеницы в условиях светло-каштановых почв Калмыкии

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ АГРОХИМИИ

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ

ПОЧВ КАЛМЫКИИ

А.И. Сорокин, к.с.-х.н., Б.А. Гольдварг, к.с.-х.н., Калмыцкий НИИСХ, Г.Д. Унканжинов, к.с-х.н., САС «Калмыцкая»

Изучена реакция озимой пшеницы на внесение минеральных удобрений в зоне светло-каштановых почв Калмыкии. Выявлены особенности водопотребления культуры, установлена динамика питательного режима почвы, определены оптимальные дозы удобрений и их экономическая эффективность.

Ключевые слова: озимая пшеница, удобрения, водный и питательный режимы почвы, урожай, качество, окупаемость.

Производство зерна озимой пшеницы в аридных условиях зоны светло-каштановых почв жестко лимитируется низкими показателями их естественного плодородия и сухостью климата [1]. Вместе с тем, повышения уровня урожайности культуры можно добиться за счет подбора оптимальных элементов агротехники: лучших предшественников в севообороте, влагосберегающих способов обработки почвы, адаптированных сортов, научно обоснованных систем удобрения и др.

Цель исследований - уточнить факторы повышения уровня урожайности и качества зерна озимой пшеницы.

Методика. В связи с недостатком имеющихся научных данных, в течение ряда лет в Калмыкии проведены исследования по уточнению влияния различных доз удобрений на урожай зерна озимой пшеницы, динамику питательного и водного режимов почвы, особенности роста и развития растений. Предшественником в севообороте для озимой пшеницы служил чистый пар на фоне вспашки с оборотом пласта на глубину 18-20 см. Фосфорные и калийные удобрения вносили под вспашку пара, азотные - в весеннюю подкормку озимой пшеницы по таломерзлой почве.

Почва - светло-каштановая слабосолонцеватая среднесуг-линистая. Степень солонцеватости 5,8%, тип засоления _ хло-ридно-сульфатный. Степень эродированности - слабая. Средние показатели почвенного плодородия пахотного слоя (0-20 см) опытного участка следующие: содержание гумуса низкое -1,57%, реакция почвенной среды нейтральная, содержание общего азота 0,13%, минерального азота 43,2-55,0 мг/кг, подвижного фосфора - 23,4 обменного калия 378 мг/кг.

Результаты и их обсуждение. Наблюдения за динамикой водного режима почвы позволили выявить различия в водо-потреблении озимой пшеницы в зависимости от удобрений во второй половине вегетации растений. Так если к началу весенней вегетации запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы изучаемых вариантах были практически равны, то к фазе колошения при внесении Р60 дополнительно к контролю израсходовано 126 м3/га воды, при N30 - 42 при ^0Р60 - 73 м3/га. К полной спелости зерна такие различия сохранились, составив, соответственно, 151; 60 и 121 м3/га.

С использованием данных динамики влажности почвы и с учетом количества выпавших осадков за весенне-летний период вегетации проведен анализ водопотребления озимой пшеницы в зависимости от удобрений (табл.1).

Установлено, что суммарное водопотребление озимой пшеницы оказалось минимальным в неудобренных посевах. Усиление только фосфорного питания увеличило этот показатель на 11%. При одностороннем внесении N30 водопотребление выросло на 3,8%, а при сочетании N30? на 7,6%.

Коэффициент водопотребления, или затраты воды на 1 ц зерна, различался мало в зависимости от удобрений, но при удобрении почвенная влага использовалась полнее, что привело к существенному увеличению урожая.

Наблюдения за динамикой питательного режима почвы

проводили с начала парования опытного участка. Установлено, что в острозасушливых условиях пар способствует накоплению не только влаги в почве, но и доступных для растений форм питательных веществ. Так содержание нитратного азота (N-N03) в пахотном слое почвы возросло от начала весеннего парования до посева пшеницы в 2,58 раза, в подпахотном слое в 2,4 раза и достигло, соответственно, 30,5 (73,2 кг/га) и 26,2 мг/кг (62,8 кг/га). С учетом того, что озимая пшеница в осенний период вегетации потребляет минимум азота, применять азотные удобрения с осени под эту культуру по пару нет необходимости. Наоборот, в таких условиях часто требуется уравновесить избыточное питание растений азотом, усилив фосфорно-калийное питание [2].

1. Водопотребление озимой пшеницы в зависимости от удобрений

Доза удобре- Содержание влаги в почве, мм Осадки за период Суммарное Урожай- Коэффици-

ния, кг д.в/га весной (0-100 см) в конце вегетации вегетации, мм водопо треб-ление, м3/га ность зерна, ц/га ент водопо треб-ления, м3/ц

Без удобрений (контроль) 122,4 42,2 79,0 1592 17,8 89,4

?60 123,9 28,6 79,0 1743 19,6 88,9

N30 121,1 34,9 79,0 1652 18,0 91,8

N30 Р60 121,1 28,8 79,0 1713 19,0 90,3

Содержание аммиачного азота в паровом поле с весны до осени снижалось на 34% в верхнем исследуемом слое и на 57,6% в нижнем слое и составляло в сумме минерального азота, соответственно, 11,6 и 9,6%. Вследствие того, что основная часть корней пшеницы расположена в слое почвы 0-60 см [4] дальнейшие наблюдения за динамикой азота проводили как в пахотном так и в подпахотном слое почвы.

Заметные различия в содержании легкоусвояемых форм №К в почве в зависимости от удобрений отмечены в течение весенне-летней вегетации пшеницы. Так на неудобренном фоне в начале весны запасы минерального азота (N-N03 + N МН4) составили 26,4 мг/кг. В варианте Р60 азота меньше на 1,6 мг/кг, а при подкормке N30 - азота больше, чем на контроле на 3,4-3,6 мг/кг, или на 16,3-16,9 кг/га.

В дальнейшем в неудобренной азотом почве обеспеченность этим элементом снижается от одной фазы вегетации к другой. К фазе полной спелости зерна при внесении только Р60 расход азота почвы оказался несколько выше, чем в контрольных посевах (табл.2).

При подкормке N30 обеспеченность почвы азотом выше в течение всей вегетации. Причем при дозе ^0Р60 этот показатель меньше, чем при внесении только азотного удобрения, что можно связать с дополнительным потреблением азота пшеницей при усилении фосфорного питания. После окончания вегетации растений почва, удобренная N30, имела остаток азота больше, чем на контроле на 5,0-5,9 мг/кг.

Существенные изменения в обеспеченности почвы подвижным фосфором (Р2О5) в зависимости от возрастающих доз фосфорных удобрений произошли лишь в пахотном слое почвы. Неудобренная почва весной имела самую низкую обеспеченность Р2О5.

Внесение Р30 способствовало повышению обеспеченности

фосфатами на 4,7 мг/кг, а от Р60 и Р90 увеличение составило, соответственно, 7,0 и 10,7 мг/кг. Эти данные позволяют при определенном приближении судить о необходимом количестве фосфора, которое следует внести, чтобы обеспечить повышение содержания Р2О5 на 1 мг в 100 г почвы. В данном случае это доза Р90. По оценке обеспеченности подвижным фосфором почва в нашем случае перешла из низко обеспеченной в средне обеспеченную.

В фазе колошения растений отмечен пик в динамике содержания фосфатов как в вариантах с удобрениями, так и на контроле. Это можно объяснить высвобождением фосфатов из труднорастворимых соединений [5] (табл. 2).

2. Содержание минерального азота и подвижного фосфора

Доза удобрения, кг д. в/га Фаза развития растений

начало весенней вегетации выход в трубку колошение полная спелость

Минеральный азот в слое почвы 0 — 40 см

Без удобрений (контроль) 26,4 22,2 24,6 17,4

P60 24,8 21,4 22,0 16,8

N30 29,8 30,3 34,0 23,3

P30 P60 30,0 26,5 32,7 22,4

Подвижный фосфор в слое 0 — 20 см

Б/у 22,6 О 22,6 О

P30 27,3 P30 27,3 P30

Р60 29,6 Р60 29,6 Р60

P90 33,3 P90 33,3 P90

Фосфорное удобрение, вносимое в чистом виде, привело к снижению этого показателя до 797 г/м2, что связано с некоторым уменьшением общей кустистости. Максимум выхода зеленой массы с единицы площади отмечен при внесении полного минерального удобрения (Ы"30Р60К30) - 959 г/м2.

Количество колосоносных стеблей на неудобренном фоне составило 263 шт/м2, а при внесении удобрений было на 2,011,0% больше с преимуществом повышенной дозы фосфора, вносимого в чистом виде и в комбинации с N30. Применение азотной подкормки без сочетания с фосфором не способствовало росту количества продуктивных стеблей, хотя при этом формировалось большое количество биомассы.

Анализ данных по прибавкам урожая зерна позволяет заключить, что в условиях светло-каштановых почв Калмыкии удобрения, особенно фосфорные, способствуют стабильному увеличению урожая (табл. 3).

3. Урожайность озимой пшеницы и показатели качества зерна

В конце вегетации озимой пшеницы в почве контроля содержание Р2О5 снизилось по сравнению с предпосевным определением на 2,8 мг/кг. При внесении Р30 остаток фосфатов оказался выше на 2,7 мг/кг и Р90 - на 9,9 мг/кг. При этом почва в варианте Р90, как и в начале весны, осталась средне обеспеченной Р2О5.

Содержание обменного калия (К2О) в почве при внесении калийных удобрений в дозе К30 не изменялось. По-видимому, при повышенных его запасах в почве, более 350 мг/кг, уловить разницу от внесения К30 используемым методом не представляется возможным. Вместе с тем, в среднем за годы исследований, озимой пшеницей использовано 69,2% от внесенных калийных удобрений в дозе К30. Подобный эффект вызван тем, что растениям в засушливых условиях калий удобрений может быть более доступен, чем калий почвы [3].

Отмечено влияние удобрений на особенности динамики формирования урожая озимой пшеницы. Каких-то существенных изменений в развитии растений осенью не наблюдалось. За зимний период установлено положительное влияние фосфорных удобрений на сохранность растений. Так, если на неудобренном фоне погибло в среднем 29,2% растений, то при внесении суперфосфата зимостойкость растений повышалась, причем с возрастанием дозы фосфора гибель растений уменьшилась с 22,5% при Р30 до 17,4% при Р90.

В начале активной весенней вегетации одностороннее усиление азотного питания приводило к образованию повышенного количества стеблей на 1 растение (3,72), что нельзя относить в засушливых условиях к благоприятным последствиям применения удобрений. На контроле общая кустистость составила 3,14, а при внесении фосфорных и азотно-фосфорных удобрений - 2,96-3,54. Количество зеленой массы с 1 м2 минимально в этот срок на контроле - 269 г, при удобрении этот показатель возрастал до 299-368 г, как при одностороннем внесении N и Р, так и при их сочетании.

Обеспеченность растений азотом в начале весны была высокой даже в посевах без азотной подкормки. Иное положение складывалось с содержанием в растениях фосфора. На контроле растения были низко обеспечены Р2О5, при внесении различных доз Р этот показатель повышался, но ни при одной из них не достигал высокой обеспеченности. Примерно такое же положение наблюдалось и при анализе растений в более поздние сроки.

В фазе полного колошения растений количество вегетативной массы в контрольных посевах составляло 917 г/м2.

Доза удобрения, кг д.в/га Урожайность, ц/га Содержание, % Группа качества клейковины

белка клейковины

Без удобрений (контроль) 20,5 17,1 32,7 II

Р30 22,2 18,1 32,7 II

Р60 22,5 18,0 32,8 I-II

Р90 23,5 18,4 33,7 I

N30 21,2 18,3 33,9 I-II

N30^0 22,5 18,9 34,4 I-II

^0Р60 23,1 18,8 33,8 I

^0Р90 23,6 18,8 34,2 I-II

^0Р60 22,9 18,8 33,8 I

^0Р60К30 24,2 18,1 33,2 I-II

В среднем по варианту Р90 урожай увеличился на 14,6%, а от Р30 и Р60, соответственно, на 8,3 и 9,8%.

Внесение К30 на фоне N30P60 дважды за годы исследований, в условиях весенне-летней засухи, существенно увеличивало урожай: на 3,7 и 3,1 ц/га, или на 13,9-17,8%. В среднем за 5 лет максимальный урожай получен при этой же системе удобрения - на 18,1% выше, чем на контроле.

Установлено, что практически все испытуемые дозы удобрений повышали содержание белка в зерне. Увеличение от фосфорных удобрений составило 0,8-1,3%. Подкормка N30 без сочетания с фосфорными удобрениями повысила белковость на 1,2%, хотя при этом, как отмечалось ранее, урожайность существенно не увеличилась. При сочетании N с Р происходит дальнейшее повышение белка в зерне.

Удобрения влияли и на группу качества клейковины, которая была лучшей в вариантах с повышенной дозой фосфора и в сочетаниях азота с фосфором.

Заключение. Применение минеральных удобрений под озимую пшеницу в аридных условиях на светло-каштановых почвах способствует повышению обеспеченности почвы легкодоступными формами азота и фосфора. При этом происходит более полное и экономное расходование почвенной влаги: растения в течение вегетации формируют больше биомассы на единицу площади, содержание азота и фосфора в растениях возрастает. В результате все названные факторы приводят чаще всего к получению достоверных прибавок зерна озимой пшеницы и повышению его качества.

Основной элемент удобрений, увеличивающий урожай -фосфор. Азотные удобрения не всегда увеличивают урожай, но способствуют улучшению его качества. Литература

1Агроклиматические ресурсы Калмыцкой АССР. _ Л.: Гидрометиздат, 1974. - С. 29-31. 2. Постников В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. - М.: Колос, 1977. - 416 с. 3. Петербургский А.В. Агрохимия и физиология питания растений. - М.: Россельхозиздат, 1981. - 335 с. 4. Пруцков ФМ. Озимая пшеница. - М.: Колос, 1976. - 352 с. 5. Радов А.С., Чуян. Распределение и миграция подвижных форм элементов питания в светло-каштановой почве и последействие азотно-фосфорных удобрений// Агрохимия. 1977. - № 1. - С.44-48.

EFFECT OF MINERAL FERTILIZERS ON THE YIELD OF WINTER WHEAT GROWN ON LIGHT CHESTNUT SOILS OF KALMYKIA

A.I. Sorokin1, B.A. Goldvarg1, G.D. Unkanzhinov2 1Kalmyk Research Institute ofAgriculture, pr. Gorodovikova 5, Elista, 358011 Republic of Kalmykia, Russia 2Kalmytskaya Station of Agrochemical Service, ul Gubarevicha 10, Elista, 358000 Republic of Kalmykia, Russia gb kniish@mail.ru

The response of winter wheat to the application of mineral fertilizers in the light chestnut soils of Kalmykia was studied. Features of water consumption by the crop were revealed; the dynamics of the nutritive regime of soil was studied; optimal application rates of fertilizers and their economic efficiency were determined.

Keywords: winter wheat, fertilizers, water and nutritive regimes of soil, yield, quality, recoupment.