Влияние уровня азотного питания на урожай зерна озимой ржи

Выводы

На основе разработанных моделей плодородия на серых лесных почвах для яровой пшеницы сорта Ирень необходимо поддерживать содержание подвижного фосфора на уровне 170-200 мг/кг, содержание гумуса — на уровне 5,12-5,83%, величина рНсол. должна быть 5,11-5,43. Такое значение параметров почвенного плодородия на серых лесных почвах можно регулировать известкованием или внесением известьсодержащих мелиорантов, одним из которых является дефекат — отход сахарного производства. Он содержит до 50% СаО, а также около 15% органического вещества, макро- и микроэлементы, поэтому он действует не только как мелиорант, но и как комплексное органическое удобрение. Его запасы в Алтайском крае огромны, а затраты на внесение и транспортировку окупаются в первый год внесения.

Библиографический список

1. Шишов Л.Л., Дурманов Д.Н. Информационные региональные модели плодородия почв / / Региональные модели плодородия почв как основа совершенствования зональных систем земледелия. — М.: Наука, 1988. — С. 5-12.

2. Бурлакова Л.М. Плодородие Алтайских черноземов в системе агроценоза. —

Новосибирск: Наука, Сиб. отделение, 1984.

— 196 с.

3. Трофимов И.Т., Курсакова В.С. Влияние почвенного засоления на химический состав многолетних трав и однолетних кормовых растений // Солонцы Сибири, их свойства, мелиорация, сельскохозяйственное использование. — Новосибирск, 1990. — С. 88-94.

4. Курсакова В.С. Модели плодородия

солонцовых почв в агроценозе яровой пшеницы // Вестник АГАУ. — 2012. —

№ 12 (98). — С. 44-50.

5. Трофимов И.Т., Иванов А.Н., Ступи-

на Л.А. Серые лесные почвы Обь-Чумышского междуречья и повышение их плодородия: монография. — Барнаул:

Изд-во АГАУ, 2005. — 135 с.

6. Трофимов И.Т., Ступина Л.А., Тол-стов М.В., Путинцева О.А. Влияние элементов почвенного плодородия на урожайность картофеля // Вестник АГАУ. — 2010. — № 2 (64). — С. 14-18.

7. Пузаченко Ю.Г., Мошкин А.В. Информационно-логический анализ в медикогеографических исследованиях // Итоги науки. Медицинская география. — Вып. 3. — М.: ВИНИТИ, 1969. — С. 5-67.

8. Трофимов И.Т., Курсакова В.С. Методические рекомендации по разработке моделей плодородия солонцовых почв. — М.: ВАСХНИЛ, 1987. — 26 с.

+ + +

УДК 633.14;631.559.2;631.811.1 О.И. Акимова

ВЛИЯНИЕ УРОВНЯ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ НА УРОЖАЙ ЗЕРНА ОЗИМОЙ РЖИ

Ключевые слова: озимая рожь, минеральные удобрения, нитратный азот, метеорологические условия, элементы структуры урожая, урожайность зерна, качество зерна, степная зона, Хакасия, корреляция, дисперсионный анализ.

Введение

Первые попытки внедрения озимых культур в Восточной Сибири были предприняты крестьянами-переселенцами из европейской части России в конце XIX — начале XX вв. В совхозах Хакасии в 1920 г. было посеяно 134,1 десятин озимых культур [1]. В 19411945 гг. площади под озимыми в Хакасии увеличились в 2,3 раза, по сравнению с довоенным временем, с целью уменьшения объема работ во время весеннего сева. Тогда как в Сибири в целом площади увели-

чились только на 64%. Несоблюдение агротехники, сложные природно-климатические условия часто приводили к гибели посевов и снижению урожайности зерновых в Хакасии. В конце войны площади под озимыми зерновыми сократились [2].

По отчетам Красноярской краевой гос-комиссии за 1938-1952 гг. средняя урожайность озимой ржи по Усть-Абаканскому ГСУ составила 20,6 ц/га, Боградскому ГСУ

— 18,2-22,0 ц/га. С 50-х годов озимая рожь имела широкое распространение в Хакасии, особенно в Таштыпском, Орджоникидзев-ском, Боградском районах. В 60-70-е годы возделывание озимой ржи в Хакасии было прекращено из-за низкой урожайности, при отсутствии зимостойких, высокоурожайных сортов и региональной технологии возделывания [3].

С появлением новых сортов интерес аграриев к озимым культурам возрос. В Ас-кизском племовцесовхозе в сухостепной зоне Хакасии в 1991 г. получен урожай озимой ржи 3,26 т/га. Учеными НИИ аграрных проблем РХ и ГСАС «Хакасская» были разработаны отдельные элементы технологии возделывания озимой ржи [4]. Все это говорит о перспективности озимых зерновых культур в Хакасии. Однако по данным Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Хакасия, в настоящее время площади под озимыми в республике не превышают 1 тыс. га, то есть менее 0,1% от площади пашни, урожайность составляет 1,5-2,0 т/га.

Известно, что урожайность озимых в значительной степени зависит от научно обоснованной системы удобрения. Без внесения минеральных удобрений современные высокоинтенсивные сорта озимых культур не могут проявить в полной мере свои потенциальные возможности в формировании высоких урожаев. Влияние минеральных удобрений на урожайность озимых различно. В опытах А.И. Ивойлова (1994) долевое участие азотных удобрений в формировании прибавки урожая озимой ржи в нормальные по влагообеспеченности годы составило 63%, фосфорных — 11, калийных — 8% [5]. По данным А.В. Петербургского (1979), азоту принадлежит 50% эффекта от применения удобрений [6].

В степной зоне Хакасии на черноземах и каштановых почвах, бедных азотом, внесение азотных удобрений дает устойчивые и сравнительно высокие прибавки урожая сельскохозяйственных культур [7].

Цель исследований — изучение влияния уровня азотного питания на урожай зерна озимой ржи в условиях Хакасии.

Условия и методика проведения исследований

Исследования проводились на опытных полях ГСАС «Хакасская» в степной зоне Ха-

касии в 2004-2006 гг. Почвенный покров опытного участка представлен малогумус-ной маломощной легкосуглинистой каштановой почвой. Лабораторные анализы содержания нитратного азота в почве по Грандваль-Ляжу выполнялись ГСАС «Хакасская». Срок посева озимой ржи 17-20 сентября, норма высева — 6 млн зерен на 1 га. Расположение вариантов — рендомизиро-ванное, повторность опыта — четырехкратная. Учетная площадь делянок — 25 м2. Фосфорно-калийные удобрения вносили под предпосевную обработку почвы, азотные (аммиачная селитра): 1/2 нормы внесения

— перед посевом, вторая половина — в начале вегетации весной. Учеты и наблюдения в опыте проводили по общепринятым методикам, статистическую обработку данных — по Б.А. Доспехову (1985) с помощью программы обработки данных полевого опыта FieldExpert vl.3 Pro [8].

Результаты исследований и их обсуждение

По мнению С.И. Новоселова (1998), наибольшая урожайность ржи отмечается при увеличении обеспеченности растений азотным питанием, которое зависит от содержания минерального азота в почве и доз азотного удобрения [9]. В наших исследованиях при внесении азотных удобрений отмечалось увеличение содержания нитратного азота в почве (табл. 1).

Перед закладкой опыта содержание нитратного азота было низким — 3,5-9,1 мг/кг. Внесение азотных удобрений повысило содержание элемента в почве в зависимости от дозы внесения. В конце фазы кущения весной содержание нитратного азота при дозе удобрений N60 повышалось до 17,632,8 мг/кг (высокое и очень высокое) в годы исследований, при внесении N90 — до 30,5-40,6 мг/кг (очень высокое). Это обеспечивало оптимальные условия для прохождения IV этапа органогенеза.

Таблица 1

Содержание нитратного азота в почвенном слое 0-40 см под растениями озимой ржи

в среднем в годы исследований, мг/кг

Удобрения Время отбора образцов

перед закладкой опыта кущение весной выход в трубку молочная спелость восковая спелость

Контроль(без удобрений) 5,1 6,7 10,8 9,5 4,7

N30+N30 5,4 28,1 36,8 26,9 5,4

N45+N45 6,0 37,2 46,3 33,2 12,9

P60K90 5,0 5,3 12,9 9,1 5,8

N30P60K90+N30 5,6 26,7 38,5 26,9 6,0

N45P60K90+N45 6,2 36,6 48,2 33,9 19,5

НСР05 0,16 1,36 1,70 1,15 0,97

В фазу выхода в трубку, когда начинают формироваться показатели озерненности колоса, содержание нитратного азота при внесении азотных удобрений было очень высоким, в вариантах без внесения азота было на уровне средней обеспеченности (10,1-13,4 мг/кг).

К фазе молочной спелости содержание азота снизилось во всех вариантах опыта, однако при внесении азотных удобрений оно было очень высоким и обеспечивало оптимальные условия для формирования элемента продуктивности — массы 1000 шт. зерен. В контроле и в варианте Р60К90 оно было низким (9,5 и 9,1 мг/кг).

В фазу восковой спелости обеспеченность нитратным азотом была низкой, кроме вариантов с внесением ^0, где оно было средним.

На основании статистической обработки опытных данных выявлено, что урожайность зерна озимой ржи в опыте на 23,3% зависела от удобрений и на 74,7% от условий года. Внесение азотных удобрений в дозах ^0 и ^0 существенно повышало урожайность (на

0,28-0,47 и 0,44-1,43 т/га). Фосфорнокалийные удобрения не оказали существенного влияния на урожайность. Наибольшая прибавка урожая была получена при внесении полного удобрения ^0Р60К90 и ^0Р60К90, составив 1,24 и 1,28 т/га, различия между данными вариантами несущественны.

Выявлена положительная корреляция в опыте между урожайностью зерна ржи и содержанием нитратного азота в почве в слое 0-40 см: в фазу кущения (г = 0,57, Бг = ±0,14, г2 = 0,32, 1г = 4,0 при 105 = 2,0), выхода в трубку (г = 0,63±0,13, г2 = 0,39, 1Г = 4,0 при 105 = 2,0), молочной спелости (г = 0,53 ± 0,15, г2 = 0,28, 1г = 4,0 при

^05 = 2,0).

Рассчитаны уравнения регрессии, позволяющие прогнозировать урожайность зерна ржи по результатам анализов содержания нитратного азота в почве под растениями озимой ржи в фенологические фазы роста и развития (рис.).

Основные элементы структуры урожая озимых формируются в определенные фенологические фазы на разных этапах органогенеза и определяются условиями возделывания, особенно велика роль азотных удобрений [10].

В наших исследованиях густота продуктивного стеблестоя озимой ржи при внесении минеральных удобрений увеличивалась от 507 до 682 шт/м2, в годы исследований вклад фактора «удобрения» в изменчивость признака составил 56,1%. Выявлена средняя корреляционная зависимость между содержанием нитратного азота в слое почвы 0-40 см до фазы колошения и продуктивным стеблестоем озимой ржи

(г = 0,61-0,67±0,13-0,14, г2 = 0,37-0,45, 1Г = 4,5-5,2 при 105 = 2,0).

Формирование показателей продуктивности колоса озимой ржи зависело от условий периода с конца фазы кущения, когда проходит формирование показателя длины колоса. Вклад фактора «удобрения» в изменчивость длины колоса составил 78,5%. При достаточном обеспечении нитратным азотом на III этапе органогенеза длина колоса возрастала на 1,5 см в варианте ^0 и на 2,2 и 2,6 см в вариантах ^0Р60К90 И ^0Р60К90 соответственно (г = 0,83±0,09, г2 = 0,69, 1г = 8,7 при 105 = 2,0).

На основании проведенного дисперсионного анализа выявлено, что определяющее влияние на изменчивость числа развитых колосков в колосе оказали минеральные удобрения (87,4%). Число развитых колосков в колосе зависело от содержания нитратного азота в слое почвы 0-40 см в фазу выхода в трубку (г = 0,65±0,13, г2 = 0,42). Максимальное число развитых колосков в колосе озимой ржи сформировалось при внесении полного минерального удобрения 29,1-29,2 шт.

При внесении минеральных удобрений отмечалась тенденция к увеличению числа зерен в колосе с 24,5 в контроле до 26,2 шт. в варианте ^0Р60К90. Однако на основании дисперсионного анализа двухфакторного комплекса выявлено, что в засушливых условиях степной зоны Хакасии большее влияние на изменчивость числа зерен в колосе оказали метеорологические условия года в период формирования озерненности колоса. Вклад фактора «год исследований» составил 93,3%.

Метеорологические условия периода от начала выколашивания до окончания цветения, когда завершается формирование органов цветка, происходит цветение и оплодотворение, различались в годы исследований. Высокие среднесуточные температуры в период «колошение — цветение» в 2005 и 2006 гг. сократили продолжительность периода до 9 дней против 12 дней в 2004 г. Выявлена корреляционная зависимость между числом зерен в колосе и продолжительностью данного периода (г = 0,59±0,14, г2 = 0,35, 1г =4,3 при 105 = 2,0). Во время цветения озимой ржи отмечалась высокая среднесуточная температура воздуха: 20,0°С в 2005 г. и 23,2°С в 2006 г. В 2006 г. в третью декаду июня в течение 9 дней максимальный дефицит влажности воздуха колебался от 20 до 40 мб, отмечались низкие запасы влаги в пахотном слое (к концу периода до 4 мм). Все это привело к существенному снижению числа зерен в колосе. Среднее по опыту число зерен в колосе составило в 2004 г. — 29,6 шт., 2005 г. — 25,4, 2006 г. — 22,6 шт.

Y= 2,122 + 0,030 * X;

содержание нитратного азота в почве в фазу кущения весной, мг/кг

Y= 1,833 + 0,030 * X;

содержание нитратного азота в почве в фазу выхода в трубку, мг/кг

Y= 1,909 + 0,039 * X;

содержание нитратного азота в почве в фазу молочной спелости, мг/кг

Рис. Зависимость урожайности озимой ржи от содержания нитратного азота

в почве в посевах озимой ржи

На Х-Х! этапах органогенеза, когда формируется масса 1000 шт. зерен, влияние метеорологических условий было также определяющим. Вклад фактора «год» в изменчивость данного показателя составил 92,6%. Температурные условия в фазы цветения и формирования зерна, почвенная и воздушная засуха сокращали продолжительность периода от окончания цветения до восковой спелости в 2005 и 2006 гг. Масса 1000 шт. зерен озимой ржи в контроле составила в 2004 г. 26,3 г, 2005 г. была на 3,5 г меньше, в 2006 г. была минимальной

— 21,3 г. Выявлена сильная корреляционная

зависимость между массой 1000 зерен и продолжительностью периода от цветения до восковой спелости, коэффициент корреляции равен 0,85±0,09, г2 = 0,73, 1г = 9,6 при 105 = 2,0.

Однако влияние минеральных удобрений на массу 1000 зерен ржи было также существенно. Нами выявлена зависимость между содержанием нитратного азота в почве в фазу молочной спелости, при внесении минеральных удобрений, и массой 1000 шт. зерен озимой ржи (г = 0,37, Бг = ±0,16, г2 = 0,13, 1г = 2,2 при 105 = 2,0).

Внесением минеральных удобрений, повышая урожайность, можно также улучшить качество зерна озимой ржи. Минеральные удобрения существенно влияли на содержание в зерне белка, крахмала и минеральных веществ (табл. 2).

Азотные удобрения (^0 и ^0) существенно повышали содержание белка на 1,02 и 1,43%, по сравнению с неудобренным фоном. Выявлена средняя корреляционная зависимость между содержанием нитратного азота в почве в фазу молочной спелости и содержанием белка в зерне (г = 0,54±0,15, г2 = 0,29, 1г = 3,70 при 105 = 2,0).

Содержание белка в зерне в значительной степени зависело также от метеорологических условий года, вклад фактора «год» составил 93,8%. Больше азотистых веществ содержалось в зерне ржи в 2005 г. Содержание белка в слабой степени зависело от осадков периода «колошение — восковая спелость», однако определялось температурными условиями периода. При повышении температуры продолжительность периода «колошение — восковая спелость» сокращалась. Выявлена сильная обратная зависимость между продолжительностью данного периода и содержанием белка в зерне (г = -0,76, Sr = ±0,11, г2 = 0,58, 1г = 6,9 при 105 = 2,0).

При улучшении водного режима в период «колошение — восковая спелость» не выявлено зависимости между суммой осадков периода и содержанием в зерне белка и общего азота. Условия повышенного увлажнения, с одной стороны, влияли на подвижность в почве и повышали доступность нитратного азота растениям в степной зоне Хакасии. С другой стороны, в дождливую и прохладную погоду обеспеченность растений световой энергией снижалась, в результате чего замедлялся процесс синтеза белков, который требует большего количества затрат энергии, по сравнению с углеводами.

Азотные удобрения, повышая содержание в зерне озимой ржи белка, снижали на 3,58-3,98% содержание крахмала. Отмечалась отрицательная корреляционная зависимость между накоплением крахмала в зерне к уборке и обеспеченностью нитратным азотом в фазу молочной спелости

(г = -0,58±0,14, г2 = 0,34, ^ = 4,19 при

^05 = 2,0).

При внесении азотных удобрений существенно повышается содержание общего азота в зерне озимой ржи на 0,20-0,28%. Между содержанием нитратного азота в почве в фазу молочной спелости и общим азотом в зерне ржи выявлена средняя корреляционная зависимость (г = 0,61 ±0,14, г2 = 0,38, 1г = 2,7 при 105 = 2,0). Содержание фосфора в зерне существенно увеличивалось при внесении ^0 на 0,07%. Однако большее увеличение содержания фосфора отмечалось при внесении фосфорных удобрений (на 0,08%). Содержание кальция существенно повышалось в вариантах с минеральными удобрениями.

Содержание минеральных веществ в зерне озимой ржи снижалось в годы с большим количеством осадков периода от колошения до восковой спелости, коэффициент корреляции для фосфора — г = -0,84, Sr = ±0,09, г2 = 0,71, 1г = 9,1 при 105 = 2,0, калия — г = -0,90, Sr = ±0,07, г2 = 0,81, 1Г = 11,9 при 105 = 2,0 и кальция — г = -0,91, Sr = ±0,07, г2 = 0,83, 1г = 12,7 при 105 = 2,0.

Заключение

Таким образом, урожайность зерна озимой ржи при внесении минеральных удобрений зависела от уровня обеспеченности растений озимой ржи нитратным азотом в различные фазы роста и развития на этапах формирования элементов продуктивности. Выявлена средняя корреляционная зависимость между содержанием нитратного азота в слое почвы 0-40 см в посевах ржи в различные фазы роста и развития растений и урожайностью зерна (г = 0,53-0,63). При внесении азотных

удобрений ^0 и ^0 содержание нитратного азота было «высокое» и «очень высокое», при этом отмечались оптимальные значения показателей структуры урожая. В зависимости от уровня обеспеченности посевов озимой ржи нитратным азотом можно по уравнениям регрессии определить прогнозируемую урожайности зерна (в фазу кущения весной: у = 2,122 + 0,030х; выхода в трубку: у = 1,833 + 0,030х; молочной спелости: у = 1,909 + 0,039х).

Таблица 2

Качество зерна озимой ржи при внесении минеральных удобрений

Удобрения Белок, % Крахмал, % Содержание, %

N Р2О К2О СаО

Контроль (без удобрений) 14,94 53,16 2,45 0,68 0,65 0,10

N60 15,96 49,58 2,65 0,73 0,67 0,11

N90 16,39 49,37 2,72 0,75 0,68 0,11

Р60К90 14,99 52,85 2,50 0,81 0,67 0,12

^0Р60К90 15,48 49,27 2,65 0,81 0,68 0,11

^0Р60К90 15,95 49,18 2,71 0,81 0,69 0,11

НСР05 0,83 0,64 0,18 0,06 0,06 0,01

Азотные удобрения, существенно увеличивая содержание в зерне белка, общего азота, фосфора, калия и кальция, снижали содержание крахмала. Однако содержание белка в зерне определялось метеорологическими условиями года, вклад фактора составил 93,8%. При повышении температуры и сокращения продолжительности периода «колошение — восковая спелость» в зерне увеличивалось содержание белка

(г = -0,76± 0,11).

Библиографический список

1. Шекшеев А.П. Совхозное строительство в Хакасии (1917 — конец 50-х гг.). — Абакан, 1988. — 166 с.

2. Печерский В.А. Земледелие Хакасии в годы Великой Отечественной войны // Актуальные проблемы новейшей истории Хакасии: сб. науч. ст. — Абакан: Роса, 2001. — С. 22-30.

3. Антонов И.С., Градобоева Н.А. Отдельные малоизвестные агротехнические приемы возделывания озимой пшеницы в условиях Хакасии. — Абакан, 2002. — 12 с.

4. Технология возделывания озимой ржи на зерно и корм в Хакасии: рекомендации / И.С. Антонов, Р.П. Машанов, Н.А. Градобоева, Г.А. Таскина и др.; Россельхоза-кадемия, Сиб. отд-ние, НИИ аграрных проблем Хакасии. — Абакан, 1992. — 14 с.

5. Ивойлов А.В. Влияние погодных условий на эффективность отдельных видов и сочетаний удобрений под рожь в зоне неустойчивого увлажнения // Агрохимия. — 1994. — № 4. — С. 40-47.

6. Петербургский А.В. Круговорот и баланс питательных веществ в земледелии. — М.: Наука, 1979. — 168 с.

7. Синягин И.И., Кузнецов Н.Я. Применение удобрений в Сибири. — М.: Колос, 1979. — 373 с.

8. Акимов Д.Н. Программа обработки данных полевого опыта FieldExpert vl.3 Pro.

— [Электронный ресурс]. — Приклад. прогр. (728 Кб) / ФГНУ «Государственный координационный центр информационных технологий», Отраслевой фонд алгоритмов и программ, номер ФАП 9455 от 14.11.2007.

— 1 электрон. диск (CD-ROM). — Сист. требования: MS Excel 2003 или выше; дисковод CD-ROM; — Загл. с этикетки диска.

9. Новоселов С.И. Азотное питание и продуктивность озимой ржи: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук: 06.01.04; Всероссийский НИИ удобрений и агропочвоведения им. Д.Н. Прянишникова. — М., 1998. — 42 с.

10. Куперман Ф.М. Биология развития культурных растений: учебное пособие / под ред. Ф.М. Куперман. — М.: Высшая школа, 1982. — 343 с.

+ + +

УДК 633.2/.4:636.085.52 М.М. Хисматов,

В.Б. Троц ПРОДУКТИВНОСТЬ БИНАРНЫХ ТРАВОСТОЕВ КУКУРУЗЫ И МАЛЬВЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СХЕМАХ ПОСЕВА РАСТЕНИЙ

Ключевые слова: кукуруза, мальва ме-люка, совместный посев, зеленая масса, урожайность, сухое вещество, перевари-мый протеин, кормовая единица.

Введение

Кукуруза — ведущая силосная культура Самарской области, однако её посевы, как правило, монокультурны, в результате по-

лучаемый корм оказывается плохо сбалансированным по переваримому протеину дефицит, которого достигает 30-40% [1, 2]. Многие хозяйства решают данную проблему за счет совместного посева кукурузы с относительно новым для региона высокобелковым растением — мальвой мелюка (Мака те1иса ОгаеЬп). При этом чаще всего семена различных видов высеваются в