Влияние системы удобрения и способа основной обработки почвы на урожайность зерна озимой пшеницы в условиях Курской области

ВЛИЯНИЕ СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ И СПОСОБА ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ КУРСКОЙ ОБЛАСТИ

М.Н. Котельникова, В.И. Лазарев

Аннотация. Представлены результаты исследований по определению рационального сочетания под озимую пшеницу уровня её удобренности с использованием органических и минеральных удобрений с биоорганическим удобрением №гро в зависимости от следующих технологий: экстенсивная; интенсивная; биотехнология; ресурсосберегающая.

Ключевые слова: элементы питания, азот, фосфор, калий, обработка почвы, урожайность, клейковина, озимая пшеница.

Анализ современного состояния земледелия Российской Федерации показал, что обострившиеся в последнее время экономические и экологические проблемы требуют значительных изменений применяемых технологий в сторону их ресурсосбережения при обеспечении рентабельности сельскохозяйственного производства [1]. Повышения урожайности сельскохозяйственных культур можно достичь лишь при высокой культуре земледелия, внедрении прогрессивных технологий, основанных на широком использовании различных видов органических удобрений (навоз, солома, си-дерат) минеральных удобрений и регуляторов роста. Это требует глубокого изучения важнейших зональных аспектов земледелия, одним из которых является определение связей плодородия почвы с продуктивностью культур при систематическом внесении удобрений.

Поэтому разработка технологий возделывания сельскохозяйственных культур, обеспечивающих получение высоких и устойчивых урожаев с высоким качеством, исключающих внесение повышенных доз минеральных удобрений, химических средств защиты растений, а также минимальным отрицательным воздействием на почву является актуальной задачей, имеющей важное теоретическое и практическое значение [2, 3].

Целью настоящих исследований является определение рационального сочетания под озимую пшеницу уровня её удобренности с использованием органических и минеральных удобрений с биоорганическим удобрением №гро, способов основной обработки почвы.

В зависимости от уровня использования органических (навоз, зеленое удобрение) и минеральных удобрений были изучены следующие технологии: экстенсивная; интенсивная; биотехнология; ресурсосберегающая.

Полевые исследования проводились в 2013-2014 гг. в стационарном опыте на базе Курского НИИ агропромышленного производства в 9-польном полевом севообороте со следующим чередованием культур: 1) клевер, 2) озимая пшеница, 3) сахарная свекла, 4) яровая пшеница, 5) горох, 6) озимая рожь, 7) гречиха, 8) овес, 9) ячмень + клевер.

Повторность опыта - трехкратная. Расположение делянок систематическое, размер посевной площади делянки - 189 м2 (5,4 х 35 м), учетная площадь - 100 м2 (4 м х 25 м).

По содержанию гумуса почвы опытного участка относятся к среднегумусовым. Распределение гумуса по почвенному профилю типично для пахотных черноземов: количество гумуса равномерно уменьшается по профилю, достигая на глубине 100 см величины 2,43,2% на глубине 150 см содержание гумуса колеблется в пределах 1,2-1,4%.

Схема опыта представлена в таблицах.

Полевые работы в стационарном опыте проводились в лучшие агротехнические сроки теми же машинами и орудиями, которые применяются на производственных полях.

Навоз и зеленое удобрение вносили и заделывали непосредственно под озимую пшеницу.

После уборки клевера проводили лущение стерни на глубину 6-8 см, а затем основную обработку почвы в соответствии со схемой опыта. Глубина плоскорезной, отвальной и чизельной обработок составила 22-25 см, поверхностной 10-12 см. Минеральные удобрения вносились непосредственно под основную обработку почвы и затем дробно по схеме опыта в виде подкормок

[4].

Посев озимой пшеницы проводился сеялкой С3-3,6 на глубину 4,0-5,0см одновременно по всем вариантам опыта в конце августа. Использовали семена сорта Московская 39, норма высева - 5 млн. всхожих зерен гектар.

Учет урожая проводили сплошным методом (уборка всей учетной делянки) комбайном САМ П0-500 с последующим взвешиванием [5].

В повышении плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур важная роль принадлежит элементам минерального питания. Основными источниками их поступления в растения служат питательные вещества, находящиеся в почве и поступающие в нее с органическими и минеральными удобрениями [6].

При разработке рациональной системы удобрения озимой пшеницы важно знать, какой уровень минерального питания растений обеспечивается благодаря мобилизации почвенного плодородия. Последнее зависит от ряда факторов: запасов подвижных элементов в почве, предшественников, агротехники, погодных условий и т.д.

Известно, что озимая пшеница отличается повышенными требованиями к почвенному плодородию и большой отзывчивостью на внесение удобрений. Высокое накопление нитратного азота является признаком благоприятного биологического режима почвы: достаточной влажности и аэрации, активных микробиологических процессов, присутствия подвижных азотных органических соединений.

Потребление основных элементов питания растениями озимой пшеницы начинается с первых дней жизни и продолжается до окончания налива зерна. Наибольшая потребность в азоте ощущается от начала выхода в трубку до колошения. Поступление фосфора и калия начинается с фазы всходов и продолжается до цветения. Наибольшая потребность в этих элементах приходится на фазы выхода в трубку, колошения и цветения [6].

Наблюдения за пищевым режимом под озимой пшеницей, возделываемой по различным технологиям, проводились нами 0-40 см слое почвы перед посевом, в период возобновления весенней вегетации и перед уборкой.

Таблица 1 - Влияние уровня удобренности и способов обработки почвы на содержание нитратного

Содержание нитратного азота под озимой пшеницей, возделываемой по различным технологиям, находилось в прямой зависимости от влагообеспеченности посевов в этот период.

Более высокие запасы нитратного азота (104,2108,3 кг/га) в 0-40 см слое почвы перед посевом озимой пшеницы были отмечены на вариантах, где она возде-лывалась по комплексной технологии, включающей в себя внесение 30 т/га навоза, минеральных удобрений в дозе М60Р60К60, запашку сидерата с биоорганическим удобрением №гро.

Замена отвальной обработки почвы на чизельную или поверхностную приводила к снижению запасов нитратного азота соответственно на 1,9 и 4,1 кг/га.

Возделывание озимой пшеницы по биотехнологии, по которой 100% потребности растений в элементах питания обеспечивается за счет органических удобрений (навоз, сидерат, биопрепарат) незначительно снижало запасы нитратного азота перед ее посевом.

Таблица 2 - Влияние уровня удобренности и способов обработки почвы на содержание подвижного

6. 50 % орг. 50 мин. Навоз 30 т/га + З/У + Ы60Р60К60 + Ыагро Поверхностная 16,48 16,75 16,23

7. 50 % орг. 50 мин. Навоз 30 т/га + З/У + Ы60Р60К60 + Ыагро Чизельная 17,06 16,89 16,21

8. 50 % орг. 50 мин. Навоз 30 т/га + З/У + Ы60Р60К60 + Ыагро Вспашка 17,51 17,24 16,31

Ко времени возобновления весенней вегетации озимой пшеницы запасы нитратного азота в слое почвы 0-40 см возрастали до 122,6-130,5 кг/га или на 4,410,2%, однако разница по вариантам сохранялась.

Перед уборкой озимой пшеницы запасы нитратного азота были минимальными (21,4-23,5 кг/га), разницы же по вариантам не наблюдалось, то есть запасы нитратного азота ко времени уборки озимой пшеницы, возделываемой по различным технологиям выравнивались.

Анализ фосфорного и калийного режимов почвы под озимой пшеницей возделываемой по различным технологиям показал, что более высокое их содержание перед посевом пшеницы отмечалось на вариантах, где она выращивалась по интенсивной (17,62 мг/100 г) и ресурсосберегающим (16,48, 17,06 и 17,51 мг/100 г почвы) технологиям.

Запашка зеленого удобрения (вариант 8 в сравнении с вариантом 5) способствовало повышению содержания подвижного фосфора на 0,64 мг/100 г почвы.

Поверхностная и чизельная обработки почвы несколько снижали содержание подвижного фосфора по сравнению со вспашкой.

При возделывании озимой пшеницы по биотехнологии, при которой 100% потребности растений в элементах питания обеспечивается за счет органических удобрений (навоз, сидерат, биопрепарат) содержание подвижного фосфора было несколько ниже (0,85 - 0,75 мг/100 г почвы), чем при возделывании ее по интенсивной технологии.

Динамика подвижного фосфора и обменного калия за период вегетации озимой пшеницы была незначительной: происходило некоторое увеличение их содержания ко времени возобновления весенней вегетации, и незначительное снижение к уборке.

Изучение эффективности различных технологий выращивания озимой пшеницы в течение 2013-2014 годов показало, что наиболее эффективной была комплексная технология, по которой 50% потребности растений в элементах минерального питания обеспечивается за счет органических удобрений и 50% за счет минеральных.

Таблица 3 - Влияние уровня удобренности и способов обработки почвы на содержание обменного

фосфора в слое почвы 0-40 см, 2013 - 2014 гг.

Варианты Способы основной обработки почвы Содержание подвижного фосфора, мг/100 г почвы

Перед посевом Возобновление вегетации Перед уборкой

Экстенсивная технология

1. Без удобрений Вспашка 13,61 13,59 12,12

2. 50 % мин. 50 % орг. Навоз 30 т/га Ы60Р60К60 Вспашка 16,98 16,97 16,23

Интенсивная технология

3. 100 % мин. Ш20Р120К120 Вспашка 17,62 17,54 16,41

Биотехнология

4. 100 % орг. На-воз60т/га+З/У + Ыагро Плоскорезная 16,77 16,55 15,25

5. 100 % орг. Навоз 60 т/га З/У + Ыагро Вспашка 16,87 16,85 15,27

Ресурсосберегающая технология

калия в горизонте 0-40 см, 2013 - 2014 гг.

Варианты (технологии возделывания) Способ основной обработки почвы Содержание обменного калия, мг/100 г почвы

перед посевом возобновление вегетации перед уборкой

Экстенсивная технология

1. Без удобрений Вспашка 14,54 14,56 14,29

2. 50 % мин. 50 % орг. Навоз 30 т/га Ы60Р60К60 Вспашка 19,14 19,11 17,19

Интенсивная технология

3. 100% мин. Ш20Р120К120 Вспашка 20,75 20,68 20,17

Биотехнология

азота в горизонте 0-40 см, 2013 - 2014 гг.

Варианты Обработка почвы Содержание нитратного азота, кг/га

перед посевом возобновление вегетации перед уборкой

Экстенсивная технология

1. Без удобрений Вспашка 80,4 117,2 20,2

2. 50 % мин. 50 % орг. Навоз 30 т/га + Ы60Р60К60 Вспашка 105,3 126,7 22,1

Интенсивная технология

3. 100 % мин. Ш20Р120К120 Вспашка 102,0 129,9 21,4

Биотехнология

4. 100 % орг. Навоз 60т/га З/У + Ыагро Плоскорезная 104,8 122,6 22,4

5. 100 % орг. Навоз 60 т/га З/У + Ыагро Вспашка 103,3 125,1 22,0

Ресурсосберегающая технология

6. 50 % орг. 50 мин. Навоз 30 т/га + З/У Ы60Р60К60 + Ыагро Поверхностная 104,2 126,6 22,5

7. 50 % орг. 50 мин. Навоз 30 т/га + З/У Ы60Р60К60 + Ыагро Чизельная 106,4 128,8 23,2

8. 50 % орг. 50 мин. Навоз 30 т/га +З/У Ы60Р60К60 + Ыагро Вспашка 108,3 130,5 23,5

4. 100 % орг. Навоз60т/га + З/У + Narpo Плоскорез 18,76 18,64 18,42

5. 100 % орг. Навоз 60т/га + З/У + Narpo Вспашка 18,65 18,66 18,27

Ресурсосберегающая технология

6. 50 % орг. 50 мин. Навоз 30 т/га З/У Ы60Р60К60 + №гро Поверхностная 19,87 20,05 19,17

7. 50 % орг. 50 мин. Навоз 30 т/га З/У Ы60Р60К60 + №гро Чизель-ная 20,16 20,26 19,10

8. 50 % орг. 50 мин. Навоз 30т/га З/У Ы60Р60К60 + №гро Вспашка 20,53 20,21 19,12

Внесение навоза в дозе 30 т/га, запашка зеленого удобрения, а также внесение минеральных удобрений в дозе Ж0Р60К60 и биоорганическим удобрением №гро в фазу кущения в дозе 1л/га позволило получить 62,3 ц/га зерна озимой пшеницы. Это на 17,7 ц/га выше, чем на контроле.

Замена отвальной обработки почвы на чизельную снижала урожайность озимой пшеницы на 1,2 ц/га, а на поверхностную обработку дисковой бороной на глубину 8-10 см - на 3,4 ц/га.

Выращивание озимой пшеницы по интенсивной технологии со 100% обеспеченностью растений элементами минерального питания только за счет минеральных удобрений позволило получить 62,9 ц/га. То есть, внесение полного минерального удобрения в дозе N60 Р120 К120 под вспашку и по N30 в подкормку рано весной и в фазе кущения способствовало повышению урожайности озимой пшеницы на 18,3 ц/га.

Возделывание озимой пшеницы по биотехнологии, включающей в себя внесение навоза в дозе 60 т/га, запашку 287 ц/га зеленой массы клевера, а также обработку посевов биоорганическим удобрением Магро в фазе кущения в дозе 1 л/га позволило получить 58,6 ц/га зерна озимой пшеницы, что на 14,0 ц/га выше, чем на контроле. Замена отвальной обработки почвы на плоскорезную практически не сказывалась на урожайность озимой пшеницы, урожайность озимой пшеницы на этом варианте составила 56,4 ц/га.

Качество зерна озимой пшеницы, выращиваемой по различным технологиям, в среднем за годы исследований было различным.

Таблица 4 - Урожайность озимой пшеницы, возделываемой по различным технологиям, 2013 - 2014 гг.

Ыагро

7. 50%орг./50мин. Навоз 30 т/га + З/У + Ш0Р60К60 + Ыагро Чизельная 51,4 70,8 61,1 16,5

8. 50%орг./50мин. Навоз 30 т/га З/У + Ш0Р60К60 + Ыагро Вспашка 52,0 72,7 62,3 17,7

НСР05 1,5 2,3

Таблица 5 - Содержание клейковины озимой пшеницы, возделываемой по различным технологиям, 2013 - 2014 гг.

Варианты Обработка Содержание клейковины, % Прибавка, %

почвы 2013 2014 среднее

Экстенсивная технология

1.Без удобрений Вспашка 24,3 17,6 20,9 -

2. 50 % мин. 50 % орг. Ы60Р60К60 Вспашка 25,8 18,8 22,3 1,4

Интенсивная технология

3.100% мин. N120P120K120 Вспашка 27,6 20,2 23,9 3,0

Биотехнология

4.100% орг. Навоз 60 т/га + з/у + Ыагро Плоскорезная 26,6 19,3 22,9 2,0

5.100% орг. Навоз 60 т/га + з/у + Вспашка 26,7 19,4 23,0 2,1

Ыагро

Ресурсосберегающая технология

6. 50% орг./50мин. Навоз 30 т/га З/У + Ш0Р60К60 + Поверхностная 26,8 19,6 23,2 2,3

Ыагро

7. 50% орг./50мин. Навоз 30 т/га + З/У + Ш0Р60К60 + Чизельная 27,0 19,8 23,4 2,5

Ыагро

8. 50% орг./50мин.

Навоз 30 т/га З/У + Ш0Р60К60 + Вспашка 27,2 19,9 23,5 2,6

Ыагро

НСР05 0,4 0,2

На содержание сырой клейковины в зерне озимой пшеницы наиболее сильное влияние оказывали минеральные удобрения. Так, внесение полного минерального удобрения в дозе N60 Р120 К120 под вспашку и по N30 в подкормку рано весной и в фазе кущения обеспечивало максимальное содержание клейковины в зерне - 23,9%, что на 3,0% выше, чем на контрольном варианте.

Одни органические удобрения (навоз и сидерат) без минеральных (биотехнология) с биоорганическим удобрением №гро незначительно влияли на содержание сырой клейковины, повышая его на 2,0% по поверхностной обработке и на 2,1% по вспашке.

Применение биоорганического удобрения Магро фазе кущения в дозе 1л/га способствовало увеличению содержания сырой клейковины в зерне озимой пшеницы по вспашке, а по плоскорезной обработке, то есть эффективность микроудобрения по вспашке и по безотвальной (плоскорезной) обработке была практически одинаковой.

Сочетание же органических и минеральных удобрений с биоорганическим удобрением №гро (ресурсосберегающие технологии) способствовало получению высококачественного зерна озимой пшеницы с содержанием сырой клейковины 23,2-23,5%, что на 2,3-2,6% выше, чем на контроле.

Содержание сырой клейковины в зерне озимой пшеницы практически не зависело от способа основной обработки почвы, хотя отмечалась тенденция некоторого увеличения содержания клейковины по вспашке

Варианты Обработка почвы Урожайность, ц/га Прибавка, ц/га

2013 2014 среднее

Экстенсивная технология

1.Без удобрений Вспашка 33,3 56,0 44,6 -

2. 50 % мин. 50 % орг. Ы60Р60К60 Вспашка 48,2 66,4 57,3 12,7

Интенсивная технология

3.100% мин. N120P120K120 Вспашка 52,6 73,2 62,9 18,3

Биотехнология

4.100% орг. Навоз 60т/га+з/у+№гро Плоскорезная 46,7 66,2 56,4 11,8

5.100% орг. Навоз 60т/га+з/у+ №гро Вспашка 49,1 68,1 58,6 14,0

Ресурсосберегающая технология

6. 50%орг./50мин. Навоз 30 т/га З/У + N60P60K60+ Поверхностная 49,1 68,8 58,9 14,3

(23,5%) в сравнении с чизельной (23,4%) и поверхностной обработкой почвы (23,2%).

На типичном мощном черноземе Центрально-Черноземного региона рекомендуется ресурсосберегающая технология возделывании озимой пшеницы, включающая в себя внесение навоза в дозе 30 т/га, минеральных удобрений в дозе NPK60, запашку зеленого удобрения с биоорганическим удобрением №гро в фазе кущения в дозе 1л/га.

Возделывание озимой пшеницы по этой технологии снижает уровень материальных затрат на 5,8-6% и обеспечивает практически равную урожайность и качество зерна, как и по интенсивной технологии с высоким уровнем материальных затрат, не приводит к загрязнению окружающей среды.

3 Коломейченко В.В. Растениеводство. - М.: Агро-бизнесцентр, 2007.-600 с.

4 Государственный каталог пестицидов и агрохимика-тов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации и дополнения к нему

5 Основы научных исследований в агрономии / В.Е. Ещенко, М.Ф. Трифонова, П.Г. Копытко и др. - М.: КолоС, 2009. - 268 с.

6 Практикум по агрохимии / В.В. Кидин, И.П. Дерюгин, В.И. Кобзаренко и др.; Под ред. В.В. Кидина.-М.: КолосС, 2008.-599 с.

Информация об авторах

Котельникова Марина Николаевна, аспирант ФГБОУ ВО Курская ГСХА.

Лазарев Владимир Иванович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заместитель директора Курского НИИ агропромышленного производства, тел. 8(4712) 59-53-40, е-mail: vla190353@yandex.ru

Список использованных источников

1 Практикум по земледелию / И.П. Васильев, А.М., Туликов, Г.И. Баздырев и др.- М.: КолоС, 2004. - 424 с.

2 Земледелие: учебник / Под ред. Г.И. Баздырева .-М.: ИНФРА-М, 2014. - 608 с.

EFFECTS OF FERTILIZER AND METHOD OF DEVELOPING CORE ABOUT SOIL ON GRAIN YIELD OF WINTER WHEAT UNDER THE CONDITIONS OF KURSK AREA M.N. Kotelnikova, V.I. Lazarev

Abstract. Presents the results of research by definition rational combination under winter wheat levels it using both organic and mineral fertilizers with bioorganice-sky fertilizer Nagro depending on which had promoted understanding of the following technologies:-sivnaa; intensive; biotechnology; resource saving.

Keywords: nutritional elements, nitrogen, phosphorus, potassium, tillage, yield, gluten, wheat.