Влияние уровней азотного питания и реакции почвенной среды на продуктивность и качество зерна яровой и озимой пшеницы

НАУКА ПРОИЗВОДСТВУ

ВЛИЯНИЕ УРОВНЕЙ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ И РЕАКЦИИ ПОЧВЕННОЙ СРЕДЫ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЯРОВОЙ И ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

М.А. Кузьмич, Л.С. Кузьмич, Е.М. Купреев

НИИ сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны

Повышение урожайности зерновых культур и получение зерна высокого качества в условиях Нечерноземной зоны становится все более проблематичным из-за снижения плодородия почв, а также объемов применения минеральных и известковых удобрений. В создавшейся ситуации важное практическое значение приобретает использование сортовых особенностей культур, в частности отзывчивости на азотное удобрение и устойчивости к неблагоприятной реакции почвенной среды.

Изучение продуктивности и качества зерна сортов яровой пшеницы Амир, Лада, МИС и озимой пшеницы сорта Московская 56 в зависимости от кислотности почвы и доз азотного удобрениями проводили лабораторным, полевым и вегетационным методами.

Известно, что алюминий оказывает более сильное негативное влияние на рост и развитие растений, чет водород. Считается, что появление в почвенном растворе алюминия наблюдается на слабокислых почвах при рН < 5,0-5,3. Устойчивость зерновых культур к алюминию изучали по методу НИИСХ Северо-востока (Лисицын, 2003), авторы которого предлагают оценивать устойчивость растений к алюминию по изменению длины корня при выращивании в растворе алюминия и в дистиллированной воде. Для характеристики устойчивости растений предложен индекс длины корня (ИДК), рассчитываемый как отношение длины в растворе алюминия и в воде. При ИДК более 80% растение считается устойчивым к токсичности алюминия, при 68-80% - среднеустойчиво и менее 60% - неустойчиво.

Эксперимент проводили методом водно-бумажной (рулонной) культуры. Использовали раствор с концентрацией алюминия 50 и 70 мг/л (рНКа соответственно 4,5 и 4,3). Длина корня проростка, полученного в воде, существенно различалась (табл. 1). Самые длинные корни были у сорта МИС, несколько короче у сорта Амир, сорт Лада имел самые короткие корни проростка. В растворе алюминия длина корней у всех сортов меньше, чем в воде, однако степень уменьшения длины различна, что свидетельствует о разной устойчивости сортов к алюминию. Самые длинные корни оставались у МИС, несколько короче у Лады и еще короче у Амира. Таким образом, наименьшую устойчивость к алюминию показал Амир, а наибольшую - МИС. В то же время ИДК самый высокий

- у Лады, что свидетельствует о возможности разной интерпретации полученных результатов.

Влияние реакции среды на размеры полученной массы растений в вегетационном опыте изучали на ли очень сильнокислой почве (рНКС1 4,4): Нг 5,32 мг-экв/100 г почвы; подвижный А1 (по Соколову А.В.) 0,76 мг/100 г почвы; низкое содержание подвижных Р2О5 и К2О, соответственно 40 и 73 мг/кг; Са 8,3 мг-экв/100 г; сумма поглощенных оснований 11,2 мг-экв/100 г. После известкования в дозах по 1,0 и 1,5 г.к. реакция среды составила рНКС1 - 5,9 и 6,4; Нг 1,5 и 0,7 мг-экв/100 г почвы, А1 не обнаружено. Опыт проводили в сосудах Митчерлиха вмещающих 5 кг почвы, повторность - четырехкратная. При закладке опыта было внесено 100, 150, 200 мг Маа на 1 кг почвы.

Математическую обработку результатов проводили по Б.А. Доспехову (1979) в соответствие с методическими указаниями по статистической обработке экспериментальных данных (Васильева, Васильев, Усманов, 1987).

В условиях вегетационного опыта, размеры полученной массы растений различались в зависимости от сорта и реакции среды (табл. 2).

На очень сильнокислой почве, наименьшая масса зерна получена у сорта Амир, а наибольшая - у МИС. Сорт Лада занимал промежуточное положение, но был заметно лучше, чем Амир. На этой почве сорт МИС обеспечил получение такой же массы зерна, Амир на слабокислой почве (19,8 и 19,5 г/сосуд соответственно), что подтверждает его большую устойчивость к кислой реакции среды. Таким образом, результаты вегетационного опыта совпадают с показателями абсолютной длины корней в лабораторном опыте.

На нейтральной почве (1,5 Нг) все сорта показали снижение массы полученного зерна, по сравнению с фоном (рНКС1 5,9), что возможно связано с избытком кальция, недостатком калия или микроэлементов. Кроме того, на этом фоне в условиях вегетационного опыта растения были сильнее подвержены действию мучнистой росы, причем в большей степени оно проявилось у сортов Амир и Лада. Самым устойчивым к этому стрессовому фактору оказался сорт МИС, что и отразилось на его урожайности.

Полевой опыт проводили на двух фонах: без известкования и внесением известняковой муки из расчета 2 т/га (96% СаСО3). В 2004 г. на поле возделывали яровую пше-

1. Длина корней проростков яровой пшеницы в различной среде

Сорт Длина корней у проростков ИДК, % ИДК, %

вода А1, 50 мг/л А1, 70 мг/л А1, 50 мг/л А1, 70мг/л

Амир 92 59 49 64 53

Лада 70 62 56 88 80

МИС 97 64 63 66 64

НАУКА ПРОИЗВОДСТВУ

2. Масса зерна яровой пшеницы, среднее за 2004-2006 гг., г/сосуд

Сорт (фактор А) рНксі (фактор В) Дозы N мг/кг почвы (фактор С) В среднем по фактору

А В

0 100 150 200 среднее прибавка от N НСР05 0,41 НСР05 0,41

Амир 4,4 5,5 14,6 16,0 15,8 13,0 9,9

5,9 8,1 16,4 19,9 18,9 15,8 10,3

6,4 10,0 15,2 16.,1 16,0 14,3 5,7

сред. 7,9 15,4 17,3 16,9

прибавка от известкования* 2,6 1,8 3,9 3,1 2,9 14,4 15,2

Лада 4,4 5,3 16,7 18,5 20,2 15,2 13,1

5,9 8,3 19,5 21,1 21,4 17,6 12,3

6,4 8,5 16,6 17,7 19,5 15,6 9,4

сред. 7,4 17,6 19,1 20,3 16,2 17,6

прибавка от известкования* 3,0 2,8 2,6 1,2

МИС 4,4 5,6 19,0 21,2 23,6 17,4 15,6

5,9 7,9 22,4 22,9 23,5 19,2 15,0

6,4 8,4 21,0 22,0 25,0 19,1 14,2

сред. 7,3 20,8 22,1 24,0 18,6 17,4

прибавка от известкования* 2,3 3,4 17, -0,1

Среднее по фактору С НСР05 = 0,47 7,4 17,9 19,4 20,4

Примечание. Разница между вариантами с рН 4,4 и 5,9.

3. Урожай зерна яровой пшеницы, т/га

Сорт

рН - среднекислая рН - слабокислая

Дозы азота, кг д.в./га

N60 N90 N^120 N60 N90 N^120

Амир 3,28 3,41 3,55 3,09 3,41 3,66

Лада 2,43 2,36 2,28 2,52 2,53 2,85

МИС 2,47 2,54 2,39 2,40 2,44 2,55

НСР05 для фактора А и С = 0,11 для фактора В > Б05

4. Урожай озимой пшеницы, т/га

рН почвы (фактор А) Варианты опыта Среднее по фактору А НСР05

Дозы азотного удобрения, кг д.в./га

N (контроль) N60 N90 N120

4,9 6,28 8,02 7,99 7,63 1,31

5,5 6,39 7,99 8,01 7,60

НСР05 среднее по < НСР05 = 1,36 для с )актору В = 2,75 завнения частных средних

ницу, в 2006 г. - озимую пшеницу Московская 56. Под предпосевную культивацию внесли азофоску из расчета М50Р50К50 по фону. Весной, в начале вегетации провели подкормку аммиачной селитрой из расчета 60, 90, 120 кг/га д. в. по вариантам опыта. На контрольном варианте (N0), подкормку Маа не проводили. При выращивании яровой пшеницы указанные дозы азотного удобрения внесли под предпосевную культивацию. Общая площадь опыта - 12000 м2, площадь делянок 50 м2, учетная площадь 30 м2. Отбор почвенных проб и растений, химические анализы образцов осуществляли по соответствующим ГОСТ.

Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая: на глубине 0-20 см рНКа - 4,9; Нг - 2,68 мг-экв/100 г почвы; содержание Р2О5 и К2О по Кирсанову соответственно 250 и 145 мг/кг почвы. Через месяц, после внесения удобрений агрохимические показатели почвы известкованного фона были следующими: рНКС1 -

5,38; Нг - 1,3 мг-экв/100 г почвы; содержание Р2О5 и К2О по Кирсанову соответственно 303 и 197 мг/кг почвы.

Метеорологические условия 2004 г. характеризовались выпадением большого количества осадков в фазу формирование - налив зерна, по сравнению со среднемноголетними данными. Избыточное количество выпавших осадков привело к сильному полеганию растений, особенно на вариантах с повышенными дозами азота. В таких условиях наиболее урожайным был сорт Амир, который превосходил Ладу и МИС практически в 1,5 раза. Преимущество сорта Амир обусловлено меньшей длиной соломины. В среднем она равнялась 109 см. Высота сорта Лада составила в среднем 123 см, а МИС -113 см. Полегание растений привело к большему повреждению септориозом и желтой пятнистостью. Проявление этих заболеваний в одинаковой степени усилилось и проявилось на обоих фонах при внесении повышенных доз азотного удобрения (табл. 3).

5. Содержание сырой клейковины в зерне, %

Сорт Варианты опыта

рН - среднекислая рН - слабокислая

Дозы азотного удобрения, кг/га

60 90 120 среднее 60 90 120 среднее

Амир 23,2 25,4 24,0 24,2 24,0 0,8* 24,8 -0,6* 26,0 2,0* 25,0 0,8*

Лада 21,2 26,4 24,9 24,1 22,8 1,6* 27,2 0,8* 28,8 3,9* 26,2 2,1*

МИС 21,6 26,0 24,4 24,0 23,2 1,6* 26,0 0* 28,0 3,6* 25,7 1,3*

Среднее 22,0 25,9 24,4 23,3 26,0 27,6

* разница за счет известкования

На неизвесткованном фоне, оптимальным уровнем азотного питания была доза 60 кг/га N. В остальных вариантах опыта различия в урожайности были недостоверны. Влияние известкования в таких условиях мало повлияло на продуктивность сортов яровой пшеницы. В 2006 г. известкование почвы не оказало существенного влияния и на размеры урожая озимой пшеницы (табл. 4).

Оптимальной дозой азота для этой культуры, с учетом ее продуктивности, оказалось внесение 60 кг/га аммиачной селитры. Увеличение дозы азота до 90 кг/га не повлияло на продуктивность озимой пшеницы, а до 120 кг/га привело даже к снижению урожая зерна. В то же время известкование и азотные удобрения оказали наиболее заметное влияние на технологические свойства зерна (табл. 5).

На неизвесткованном фоне от повышения дозы азота с 60 до 90 кг/га получено 2,2% прироста клейковины у сорта Амир и около 5% у сортов Лада и МИС. Дальнейшее увеличение дозы с 90 до 120 кг/га азота привело даже к небольшому снижению этого показателя. Несколько другой была реакция сортов яровой пшеницы на известкованном фоне. При использовании известкового удобрения и доз минерального питания 90 и 120 кг/га получили зерно с более высоким содержанием сырой клейковины. При этом повысился объемный выход хлеба и сила муки, для сорта Амир на 61 Дж, Лада - 41 и МИС - 24 Дж. При использовании такого зерна в хлебопекарном производстве, хлеб получается лучшего качества. Следует отметить, что прибавки урожая от этой дозы удобрения в 2004 году на известкованном фоне были выше у всех трех сортов пшеницы, тогда как на неизвесткованном только у сорта Амир. Эти результаты подтверждают большую зависимость сорта Амир от реакции среды в сравнении с другими сортами.

Содержание сырой клейковины в зерне озимой пшеницы также в большей степени зависело от уровня азотного удобрения (табл. 6). Вместе с тем, получено устой-

чивое влияние реакции среды на повышение в зерне содержания клейковины. При этом максимальное количество клейковины - 31,0% обнаружено при дозе азота 120 кг/га на известкованном фоне.

Снижение кислотности почвы способствовало повышению содержания клейковины и усилению влияния азотного удобрения на этот показатель. За счет известкования получено от 0,8 до 2,4 % повышения содержания клейковины. Одним из показателей качества клейковины является индекс деформации клейковины (ИДК). В зависимости от показаний прибора, клейковину относят к одной из трех групп: 1 - хорошая (45-75 ед.), 2 -удовлетворительная (крепкая 20-40, слабая 80-100), 3 -неудовлетворительная (крепкая 0-15, слабая >105). Показатель ИДК клейковины зерна озимой пшеницы на двух фонах был практически одинаков. Она соответствовала 2-й группе (удовлетворительно слабая).

Таким образом, максимальная продуктивность сортов яровой пшеницы Амир, Лада и МИС достигается при внесении N6G в предпосевную культивацию. Такая же доза азота, внесенная в подкормку, является оптимальной и при выращивании озимой пшеницы Московская 56. Повышение доз азота до 9G и 12G кг/га под яровую пшеницу приводит к существенному снижению окупаемости азотного удобрения, а при неблагоприятных погодных условиях сопровождается снижением урожайности. При выращивании яровой пшеницы на сильнокислой почве наивысшую продуктивность показали сорта МИС и Лада, наименьшую -сорт Амир. Снижение реакции почвенной среды от среднекислой до слабокислой за счет известкования муки мало изменяет продуктивность выращиваемых культур, но существенно усиливает влияние азотных удобрений на содержание клейковины и улучшает хлебопекарные показатели зерна.

ИНФОРМАЦИЯ

Приказом по РАСХН № 45-ЛК от 20.02.2007 г. В.Н. Кутровский назначен директором ГНУ НИИ сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны. Постановлением заседания Президиума РАСХН от 22.03.2207 г. с В.Н. Кутровским заключен трудовой договор на должность директора ГНУ НИИСХ ЦРНЗ сроком на 5 лет. Редакция и редколлегия журнала «Агрохимический вестник» поздравляют Виктора Николаевича и желают ему больших творческих успехов на посту директора институт, приютившего редакцию журнала в трудные

времена экономических преобразований в нашей стране.