Влияние удобрений на динамику элементов питания в почве и продуктивность озимой пшеницы

УДК 631.81.631.46.01.633.11

влияние удобрений на динамику элементов питания в почве и продуктивность озимой пшеницы

М.Ш. ТАГИРОВ, доктор сельскохозяйственных наук, директор

Р.С. ШАКИРОВ, доктор сельскохозяйственных наук, зав. отделом

Р.М. САБИРОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Оренбургский тракт, 48, Казань, 420059, Российская Федерация

Резюме. Исследования проводили с целью изучения влияния удобрений на пищевой режим почвы и продуктивность озимой пшеницы сорта Казанская 560. Работа выполнена на центральной экспериментальной базе Тат-НИИСХ в 2010-2012 гг. в соответствии с общепринятыми методиками. Почва опытного участка серая лесная, по гранулометрическому составу тяжелосуглинистая, содержание гумуса (по Тюрину) 3,0-3,5%, подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову) - соответственно 290-295 и 80-100 мг/кг. Опыты проводили на двух фонах (основное удобрение, рассчитанное балансовым методом на получение 4 т/га зерна, и азофоска при посеве в рядки по 100 кг/ га в физической массе). Для подкормки использовали гу-матизированное удобрение Биоплант Флора и аммиачную селитру. Биоплант Флора применяли по всходам осенью или весной, а также осенью и весной из расчета 2 л/га, аммиачную селитру - весной в дозе 150 кг/га. Удобрения улучшали пищевой режим почвы. Наибольшее содержание азота и фосфора отмечено на фоне внесения основного удобрения, рассчитанного на урожайность 4 т/га, в фазах выхода в трубку - 132,8 и 297,7 мг/кг соответственно и колошения - 138,7 и 303,3 мг/кг почвы, что на 14,8 и 84,7 мг/кг и 22,1 и 53,3 мг/кг почвы больше, чем в контроле. Количество обменного калия в почве в удобренных вариантах в течение всего вегетационного периода находилось на уровне средней обеспеченности. Наибольшее содержание клейковины (30,34%) второй группы качества (показатель ИДК - 99,3) отмечено на фоне рядкового удобрения (азофоска 100 кг/га) в сочетании с осенней подкормкой Биоплант Флорой - 15,14% (2012 г.). Внесение удобрений в рядки с последующей подкормкой Биоплант Флора осенью увеличило окупаемость 1 кг NPКудобрений зерном до 15,39 кг, а осенью и весной - до 16,98 кг. Ключевые слова: озимая пшеница, удобрение, подкормка, качества, урожайность.

Для цитирования: Тагиров М.Ш., Шакиров Р.С., Сабирова Р.М. Влияние удобрений на динамику элементов питания в почве и продуктивность озимой пшеницы // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т.29. №12. С. 88-91.

Важный фактор, определяющий эффективное плодородие почвы, и, в конечном счете, основное условие формирования высоких урожаев - наличие доступных для растений форм питательных элементов [1, 2, 3, 4, 5]. Решение этой задачи обеспечивает внесение минеральных удобрений под планируемую урожайность и подкормка вегетирую-щих растений.

В последние годы начали выпускать защитно-стимулирующие препараты на основе веществ гумусовой природы, которые обладают физиологически активными свойствами и в малых дозах стимулируют рост и развитие растений, а также повышают их сопротивляемость неблагоприятным условиям среды. К числу таких препаратов относится Биоплант Флора. Это удобрение прошло испытания в основных

почвенно-климатических зонах России, ряда стран СНГ и дальнего зарубежья [5, 6, 7, 8].

Цель нашего исследования изучить влияние удобрений на содержание элементов питания в почве и продуктивность озимой пшеницы

Условия, материалы и методы. Работа выполнена в 2010-2012 гг. на стационарных опытах Татарского НИИСХ. Объектом исследования послужила озимая пшеница сорта Казанская 560.

Опыты проводили на двух фонах: основное удобрение, рассчитанное балансовым методом на получение 4 т/га зерна ^22Р39К62); внесение при посеве в рядки азофоски 100 кг/га в физической массе (^6Р16К16). Для подкормки использовали гуматизиро-ванное удобрение Биоплант Флора и аммиачную селитру. Схема опыта предусматривала изучение трех вариантов применения Биоплант Флора в разные сроки (по всходам осенью, рано весной, двукратно осенью и весной) из расчета 2 л/га и одного варианта с внесением аммиачной селитры рано весной из расчета 150 кг/га ^51).

Препарат Биоплант Флора содержит 55,89% органического вещества (на сухую массу), сумма гуминовых и фульвокислот - 2,0 г/л, азот общий (^ - 150 г/л, фосфор общий (Р2О5) - 20 г/л, калий общий (К2О) - 200 г/л, магний (МдО) - 100 мг/л, медь (Си) - 0,1 г/л, цинк ^п) - 100 мг/л, кобальт (Со) -15 мг/л, марганец (Мп) - 100 мг/л, молибден (Мо) -100 мг/л, железо ^е) - 10 мг/л, бор (В) - 4 мг/л.

Исследования проводили на серых лесных почвах с содержанием гумуса (по Тюрину) 3,0-3,5%, подвижного фосфора и калия (по Кирсанову) соответственно 250-260 и 80-100 мг/кг почвы, рН - 5,0-5,5,

' ' ^ сол ' ' '

сумма поглощённых оснований - 20-21 мг-экв/100 г почвы, объёмная масса почвы в пахотном слое 1,301,35 г/см3.

Озимую пшеницу выращивали в зернопаровом севообороте (предшественник - чистый пар), система обработки почвы включала безотвальное рыхление на глубину 15-16 см.

Содержание гидролизуемого азота определяли по Корнфильду; подвижных форм фосфора и калия - по Кирсанову [9].

В лаборатории технологии зерна в смешанных образцах определяли следующие показатели качества: содержание белка (ГОСТ 10846-91), крахмала (ГОСТ Р 51038-97), количество и качество клейковины (ГОСТ 13586,1-68), натура зерна (ГОСТ 10840-64), массу 1000 семян (ГОСТ 10842-89), влажность зерна (ГОСТ 29143-91).

Урожайность озимой пшеницы определяли путем обмолота учетной площади комбайном САМПО-500 с последующим взвешиванием и приведением к 14 %-ной влажности и 100 %-ной чистоте.

Математическую обработку урожайных данных осуществляли методом дисперсионного анализа по Б. А. Доспехову [10].

результаты и обсуждение. Внесение удобрений улучшало пищевой режим почвы в слое 020 см. Содержание гидролизуемого азота в фазах

1328

N

/ё-ЦР6

8 1С0 -

--л

Я

I

1ЗД5 1123,8125

ТТ-Щ8

)

-Н4) 110,9 1*|6„

124)

Д-Нвг

Рис. 1. Влияние удобрений на динамику щелочногидролизуемого азота в почве: 1 - без удобрений (контроль); 2 - ^2Р39К62 на 4 т/га зерна (фон I); 3 - фон I + аммиачная селитра; 4 -фон I + Биоплант Флора осенью; 5 - фон I + Био плант Флор а весно й; 6 - ф он I + Биоплант Флора осенью и весной; 7 - Азофоска при посеве в рядки (фон II); 8 - фон II + аммиачная селитра; 9 - фон II + Биоплант Флора осенью; 10 - фон II + Биоплант Флора весной; 11 - фон II + Биоплант Флора осенью и весной: К - выход в трубку;  - колошение;  - полная спелость.

выхода в трубку и колошения при внесении основного удобрения (Ы22Р39К62) было на 14,8-22,1 мг/кг почвы больше, чем на фоне естественного плодородия (рис. 1). К фазе созревания пшеницы величина этого показателя уменьшилась до 127,3 мг/кг почвы, что тем не менее оставалось на 14,0 мг/кг больше, чем в контроле, но осталось на достаточном уровне. На фоне рядкового удобрения, внесенного при посеве, содержание азота в почве в фазах выхода в трубку и колошения составляло 127,8-130,3 мг/кг (на 9,813,7 мг/кг больше контроля), а к фазе созревания снизилось 111,9 мг/кг почвы, или на 1,4 мг/кг почвы меньше, чем в контроле, что, на наш взгляд, связано с более интенсивным использованием его растениями.

Применение Биоплант Флоры и аммиачной селитры в подкормку стимулировало рост растений и, тем самым, увеличивало использование азота. Так, при подкормке аммиачной селитрой на фоне Ы22Р39К62 содержание этого элемента в почве к фазе колошения снизилось на 14,0 мг/кг, в сравнении с фоном. Аналогичные результаты получены и в других вариантах.

Колидество доступного растениям фосфора в удобренных вариантах в фазах выхода в трубку и колошения было высоким и очень высоким - 297,7303,3 и 264,5-283,7 мг/кг почвы (рис. 2), что соответственно на 53,3-84,7 и 14,5- 70,7 мг/кг больше, чем на фоне естественного плодородия. К фазе созревания зерна величина этого показателя на фоне ЫРК на 4 т/га зерна уменьшилась на 78,784,5 мг/кг, на фоне рядкового удобрения - на 42,962,1 мг/кг почвы, что объясняется формированием урожая зерна и побочной

продукции. Подкормки усилили процесс освоения фосфора растениями из почвы в фазах выхода в трубку и колошения, а в фазе полной спелости, содержание Р2О5 было больше, чем в варианте без подкормки. Такая ситуация, на наш взгляд, объясняется тем, что по мере усиления биологической активности почвы (июль) содержание усвояемого фосфора в почве возрастает. Следует отметить, что в течение всего вегетационного периода обеспеченность этим элементом была оптимально й.

Содержание обменного калия в почве (рис. 3) в удобренных вариантах в период вегетации находилось на среднем уровне. Наибольшую обеспеченность наблюдали в фазе колошения. Так, внесение азофоски 100 кг/га в рядки при посеве в сочетании с подкормкой аммиачной селитрой весной увеличило содержание калия в почве до повышенного уровня (144,3 мг/кг почвы), а на фоне основного удобрения Ы22Р39К62 с подкормкой Биоплант Флорой осенью - до 125,3 мг/кг почвы.

Контроль качества зерна пшеницы - один из важнейших аспектов технологии его производства. В наших опытах в аномально засушливом 2010 г. качество клейковины во многих вариантах соответствовало второй группе (табл. 1). При внесении основного удобрения на получение 4 т/га зерна в сочетании с подкормкой Биоплант Флорой содержание белка увеличилось на 2,3-2,8 % (до 14,1-14,6 %), клейковины - на 7,3-7,4 % (до 27,81-27,90%), по сравнению с контролем (белок - 11,8 %, клейковина - 20,5 %). Аналогичные результаты отмечены в варианте с подкормкой аммиачной селитрой. Внесение азофоски в рядки при посеве повышало содержание клейковины, в сравнении с контролем, на

Рис. 2. Влияние удобрений на динамику подвижного фосфора в почве: 1- без удобрений (контроль); 2 - ^2Р39К62 на 4 т/га зерна (фон I); 3 - фон I + аммиачная селитра; 4 - фон I + Биоплант Флора осенью; 5 - фон I + Биоплант (Флора весной; 6 - фон I + Биоплант (Флора осенью и весной; 7 - азофоска при посеве в рядки (фон II); 8 - фон II + аммиачная селитра; 9 - фон II + Биоплант Флора осенью; 10 - фон II + Биоплант Флора весной; 11 - фон II + Биоплант Флора осенью и весной: Н - выход в трубку;  - колошение;  - полная спелость.

0

рис. 3. Влияние удобрений на динамику обменного калия в почве: 1 -без удобрений (контроль); 2 - N22P39K62 на 4 т/га зерна (фон I); 3 - фон I + аммиачная селитра; 4 - фон I + Биоплант Флора осенью; 5 - фон I + Биоплант (Флора в есн ой; 6 - фон I + Биоплант (Флор а осень ю и весной; 7 - азофоска при посеве в рядки (фон II); 8 - фон II + аммиачная селитра; 9 - фон II + Биоплант Флора осенью; 10 - фон II + Биоплант Флора весной; 11 - фон II + Биоплант Флора осенью и весной: H - выход в трубку;  - колошение;  - полная спелость.

3,5%, а в сочетании с подкормкой Биоплант Флорой весной на 8,1%. Содержание белка на этом фоне колебалось от 14 до 15%.

В 2011 г. применение удобрений в расчёте на получение 4 т/га зерна в сочетании с подкормкой Биоплант Флорой весной увеличило количество клейковины, в сравнении с контролем, на 1,28%, белка - на 0,5%. Подкормка Биоплант Флорой на фоне расчётной дозы обеспечила повышение клейковины, в сравнении с вариантом без ее использования, на 2,82%. Применение аммиачной селитры на этом фоне, а также внесение азофоски в рядки при посеве отдельно и в сочетании с подкормками не привело к повышению содержание белка и клейковины в зерне пшеницы. Качество клейковины во всех вариантах опыта соответствовало третьей группе, что объясняется метеоусловиями 2011 г. (влажное прохладное лето).

В 2012 г. внесение расчётных норм удобрений на получение 4 т/га зерна (N10P25K68) позволило увеличить содержание белка, по сравнению с контролем, на 0,04% (до 14,29%). Стартовое удобрение при посеве в рядки повышало величину этого показателя до 14,85 %, или на 0,6% по сравнению с контролем.

Наибольшее содержание клейковины (30,34%) второй группы качества (показатель ИДК - 99,3) отмечено на фоне рядкового удобрения (азофоска 100 кг/га) в сочетании с осенней подкормкой Биоплант Флора - 15,14%.

Известно, что содержание белка в зерне не всегда увеличивается с ростом урожая от применения по-в ышенных доз азота, что тесно связано, в том числе с индивидуальными особенностями генотипа [11, 12]. Такая картина на блю-далась и в наших опытах (см. табл. 1). Подкормка аммиачной селитрой весной в дозе 150 кг/га в физической массе ^51) на обоих фонах основного удобрения не увеличивала содержания белка в зерне, хотя урожайность возрастала.

Внесение основного удобрения, рассчитанного на формирование 4 т/га зерна в 2010-2014 гг., позволило сформировать в среднем за 3 года урожайность на уровне 2,85 т/га, или 71,3% от плана (табл. 2). Это, на наш взгляд, объясняется аномально засушливыми условиями 2010 г. В благоприятном 2011 г. она была близка к расчетной величине (3,8 т/га), а в сочетании с подкормкой Биоплант Флорой осенью достигла 4,3 т/ га. Такая ситуация может быть обусловлена тем, что гуматизированное удобрение содержит комплекс макро- и микроэлементов, применение которых повышает устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды. Аналогичные закономерности отмечены при подкормке Биоплант Флора на фоне рядкового удобрения азофоской.

В среднем за 2010-2012 гг. наивысшая окупаемость 1 кг NPК минеральных удобрений зерном отмечена в варианте с внесением азофоски (^6Р16К16) в рядки при посеве в сочетании с подкормкой Биоплант Флорой осенью и весной, она составила 16,98 кг (табл. 2). При этом за счет подкормок окупаемость увеличилась на 9,69 кг зерна. На фоне основного удобрения ^22Р39К62) использование Биоплант Флорой осенью повысило окупаемость на 4,89 кг по отношению к фону.

В варианте с применением удобрений в рядки при посеве окупаемость NРК зерном была выше, чем в случае использования расчетной дозы на 0,38 кг. Следовательно, коэффициент использования питательных веществ растениями из рядкового удобрения больше. При этом формируется хороший урожай,

Таблица 1. влияние удобрений и подкормок на качества зерна озимой пшеницы сорта казанская 560

Содержание белка Массовая доля клейковины в

Вариант в зерне, % зерне, %

2010 г. 1 2011 г. 1 2012 г. 2010 г. 1 2011 г. 1 2012 г.

Без удобрений (контроль) 11,8 11,0 14,25 20,5 24,0 26,48

1\122Р К62 на 4 т/га зерна (фон I) 15,0 11,9 14,29 26,47 22,88 26,48

Фон 1 + а ммиачная селитра 14,2 11,4 14,15 28,0 21,60 27,52

Фон I + Биоплант Флора осенью 14,1 11,6 14,25 27,90 24,40 26,80

Фон I + Биоплант Флора весной 14,41 11,5 14,27 27,81 25,28 26,56

Фон I + Биоплант Флора осенью и весной 14,6 12,0 14,39 27,84 25,70 26,12

Азофоска при посеве в рядки (фон II) 14.3 11,7 14,85 24,0 24,00 28,24

Фон II + аммиачная селитра 14,2 11,1 14,48 24,6 21,88 28,24

Фон II + Биоплант Флора осенью 14,36 11,0 15,14 24,6 19,72 30,34

Фон II + Биоплант Флора весной 14,0 11,3 14,50 28.6 19,52 26,88

Фон II + Биоплант Флора осенью и весной 15,0 11,2 14,63 24,0 19,08 27,88

Таблица 2. влияние удобрений и подкормок на урожайность зерна озимой пшеницы сорта казанская 560 (в среднем за 2010-2012 гг.), т/га

Фон Подкормка Урожайность, т/га Окупаемость 1 кг NPK минеральных удобрений зерном, кг

Без удобрений (кон-

троль) Без подкормки 2,00 -

^22Р39^62 Без подкормки 2,85 6,91

на 4 т/га зерна Аммиачная селитра 3,09 6,26

Биоплант Флорой осенью 3,38 11,2

Биоплант Флорой весной 3,19 9,6

Биоплант Флорой осенью и весной 3,39 11,2

Азофоска Без подкормки 2,35 7,29

при посеве в рядки Аммиачная селитра 2,56 5,66

Биоплант Флорой осенью 2,75 15,39

Биоплант Флорой весной 2,73 14,90

Биоплант Флорой осенью и весной 2,84 16,98

НСР (подкормки) - 0,11

НСР (фон удобрений) - 0,22

даже с внесением относительно не высоких доз (48 кг/га д.в.) удобрений, по сравнению с расчетной нормой (123 кг/га д.в.).

выводы. Внесение удобрений улучшило пищевой режим почвы. Наибольшее содержание азота и фосфора в слое 0-20 см отмечено на фоне применения основного удобрения, рассчитанного на урожайность 4 т/га, в фазах выхода в трубку - 132,8 и 297,7 мг/кг и колошения -138,7 и 303,3 мг/кг почвы соответственно, что соответственно на 14,8 и 84,7 мг/кг и 22,1 и 53,3 мг/кг больше, чем в контроле. Количество обменного калия в почве в

удобренных вариантах в течение всего вегетационного периода находилось на уровне средней обеспеченности.

Наибольшее содержание клейковины (30,34%) второй группы качества (показатель ИДК - 99,3) отмечено на фоне рядкового удобрения (азофоска 100 кг/га) в сочетании с осенней подкормкой Биоплант Флорой - 15,14% (2012 г.).

Внесение удобрений в рядки в сочетании с подкормкой Биоплант Флора осенью увеличило окупаемость 1 кг NPK удобрений зерном до 15,39 кг, а осенью и весной - до 16,98 кг.

Литература.

1. Климашевский Э.л. Генетический аспект минерального питания растений. М.: Агропромиздат, 1991. 415 с.

2. ломако Е.И., Ишкаев Т.Х. Основные подходы к разработке программ «Плодородие». Казань: Издательство «ДАС», 2002. 163 с.

3. Минеев В.Г. Химизация земледелия и природная среда. М., агропромиздат, 1990. 287с.

4. Панников В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. 2-ое издание. М.: агропромиздат, 1987. 512 с.

5. Сандухадзе Б.И., Журавлева Е.В., Кочептыгов Г.В. Озимая пшеница Нечерноземья в решении продовольственной безопасности Российской Федерации. М.: ООО «НИКПЦ Восход-А», 2011. С. 4-139

6. Сабирова Р.М. Дифференциация минерального питания озимой пшеницы на серых лесных почвах Республики Татарстан: Автор. на соис. уч. степ. к. с-х наук. Казань, 2013. 20 с.

7. Созинов А.А., Жемела Г.П. улучшение качества зерна озимой пшеницы и кукурузы. М.: Колос, 1983. 270 с

8. Прищипенко Е.А., Шакиров Р.С., Хазиев а. З. Влияние препаратов на перезимовку и накопление биомассы растений озимой пшеницы сорта Казанская 560. // Материалы Всероссийской школы молодых ученых и специалистов «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства». ульяновск, 2010. С. 69-72.

9. В.Г. Минеев. Практикум по агрохимии. М.: Издательство МГу, 2001. 688 с.

10. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.

11. Шакиров Р.С. Земное плодородие. Казань: Татарское кн. изд-во, 1989. 120 с.

12. Фадеева И.Д. Место озимой пшеницы в зерновом клине//Нива Татарстана. 2012. №2-3. С. 28-29.

influence of fertilizers on the dynamics of nutrients in soil and productivity

of winter wheat

M.Sh. Tagirov, R.S. Shakirov, R.M. Sabirova

Tatar Research Institute of Agriculture, Orenburgsky trakt, 48, Kazan, 420059, Russian Federation

Summary. The investigations were carried out to study the effect of fertilizers on the nutritional regime of soil and productivity of winter wheat variety Kazanskaya 560. The work was done on the Central Experimental Station of the Tatar Research Institute of Agriculture in 2010-2012 according to the conventional methods. The soil of the test plot is grey forest, heavy-loamy; the content of humus (according to Tyurin) is 3.0-3.5%, of mobile phosphorus-290-295 mg/kg, of exchange potassium according to Kirsanov-80-100 mg/kg. The experiments were carried out against two backgrounds (the main fertilizer, calculated by the balance method to 4 t/ha of grain, and azophoska at sowing in rows-100 kg/ha in physical weight). Humate fertilizer Bioplant Flora and ammonium nitrate were used as additional foliar fertilizers. Bioplant Flora was used on shoots in autumn, spring, as well as in autumn and spring at the rate of 2 l/ha; ammonium nitrate-in spring of at the rate of 150 kg/ha. Fertilizers improved the nutritional regime of the soil. The highest content of nitrogen and phosphorus was observed against the background of the main fertilizer, calculated on the yield of 4 t/ha, at the phases of leaf-tube formation-132.8 and 297.7 mg/kg and at earing-138.7 and 303.3 mg/kg of soil. This exceeds the control by 14.8 and 84.7 mg/kg and 22.1 and 53.3 mg/kg, correspondingly. The amount of exchange potassium in the soil in the fertilized variants throughout the growing season was at the level of middle provision. The highest gluten content (30.34%) of the second group of quality (gluten strain indicator is 99.3) was observed against the background of row fertilizers (azophoska 100 kg/ha) in a combination with the autumn fertilizing by Bioplant Flora-15.14% (2012). The fertilization in rows combined with the fertilizing by Bioplant Flora in autumn increased the recoupment of 1 kg of NPK fertilizer by grain up to 15.39 kg, and in fall and spring-up to 16.98 kg. Keywords: winter wheat, fertilizer, additional fertilization, quality, yield.

Author Details: M.Sh. Tagirov, D. Sc. (Agr.), director (e-mail: tatniva@mail.ru); R.S. Shakirov, D. Sc. (Agr.), head of division; R.M. Sabirova, Cand. Sc (Agr.), senior research fellow.

For citation: Tagirov M.Sh., Shakirov R.S., Sabirova R.M. Influence of Fertilizers on the Dynamics of Nutrients in Soil and Productivity of Winter Wheat. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2015. V.29. No 12. Pp. 88-91 (In Russ.).