Влияние различных доз минеральных удобрений на показатели структурного анализа и урожайность яровой мягкой пшеницы

226 Кормопроизводство и корма

УДК 633.11:631.82

Влияние различных доз минеральных удобрений на показатели структурного анализа

и урожайность яровой мягкой пшеницы

В.И. Елисеев

ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук»

Аннотация. В засушливых условиях Оренбургской области яровая мягкая пшеница ежегодно возделывается на значительных площадях.

Получение высоких и стабильных урожаев яровой мягкой пшеницы возможно при внесении под эту культуру научно обоснованных доз минеральных удобрений.

В статье приводятся результаты исследований за 2016-2018 гг. Данные получены в стационарном опыте, в котором изучали влияние систематического применения различных доз минеральных удобрений при их основном внесении на урожайность яровой мягкой пшеницы.

Полевые опыты проводили в центральной зоне Оренбургской области на яровой мягкой пшенице сорта Учитель. Было установлено положительное влияние минеральных удобрений на её урожайность.

В среднем за 3 года исследований наибольшая урожайность зерна яровой мягкой пшеницы 11,4 и 11,1 ц с 1 га получена соответственно на вариантах ^0Р30К20 и N^15^0.

Ключевые слова: яровая мягкая пшеница, сорт Учитель, минеральное удобрение, структура урожая, урожайность, Оренбургская область.

Введение.

Оренбургская область является одним из крупных производителей зерна яровой мягкой пшеницы. Эта культура возделывается в области на значительных площадях.

В настоящее время получение высоких урожаев яровой пшеницы возможно путём совершенствования её агротехники, в первую очередь, используя для этого научно обоснованное применение оптимальных доз минеральных удобрений.

В условиях Оренбургской области вопрос влияния минеральных удобрений на урожайность яровой мягкой пшеницы изучался многими исследователями [1-5].

В настоящее время особую ценность представляют многолетние опыты с удобрениями, позволяющие проследить влияние элементов питания на урожайность, структуру урожая и качество зерновых культур при длительном периоде использования в различные по метеорологическим условиям годы.

В Оренбургском НИИСХ в 1972 году был заложен многолетний стационарный опыт с удобрениями. Исследования на этом стационаре ведутся постоянно, в том числе и в настоящее время.

Важным аспектом при разработке системы удобрения для новых сортов яровой мягкой пшеницы является изучение влияния доз минеральных удобрений на структуру урожая и урожайность этой культуры.

Цель исследований.

Изучить влияние различных доз минеральных удобрений на структуру урожая и урожайность яровой мягкой пшеницы.

Материалы и методы исследования.

Объект исследования: яровая мягкая пшеница сорта Учитель.

Характеристика территорий, природно-климатические условия.

Полевые опыты проводили в центральной зоне Оренбургской области.

Кормопроизводство и корма 227

Почвы - обыкновенный, среднемощный, тяжело суглинистый чернозём. Содержание гумуса - 4,74-5,5 % в слое почвы 0-30 см, подвижного фосфора - 2,3-2,8 мг, обменного калия - 26,7-38,4 мг на 100 г почвы.

Погодные условия в течение периода вегетации яровой мягкой пшеницы в разные годы исследований складывались по-разному.

В 2016 г. средняя температура воздуха в июне составляла +19,8 °С, при норме +20,5 °С. В июле средняя температура воздуха составляла +22,7 °С, что на 0,6 °С выше нормы.

При этом в оба месяца наблюдался недобор осадков, в июне выпало 22,0 мм (50,0 % от нормы), в июле - 28,0 мм осадков (60,9 % от нормы).

В 2017 г. июнь отличался обильными осадками. За месяц выпало 87 мм осадков (170 % от нормы). При этом средняя температура воздуха за месяц составила +18,2 °С (на 2,3 °С ниже нормы). В июле наблюдался недобор осадков при повышенной температуре воздуха. За месяц выпало 12 мм осадков (27 % от нормы). Средняя температура за июль составила +22,7 °С, что на 0,6 °С превышало среднемноголетнюю норму.

В 2018 г. июнь и июль отличались недобором осадков. За эти месяцы выпало 14 и 39 мм осадков, что составляло 27 % и 90 % от нормы соответственно. При этом июль отличался повышенной температурой. Средняя температура за месяц составила +25,5 °С и на 3,4 °С превышала среднемноголетнюю норму.

Повышенные температуры воздуха и недобор осадков отрицательно сказывались на росте и развитии растений яровой пшеницы.

Схема эксперимента. Полевые исследования проводились в 2016-2018 гг. на опытном поле № 2 в с. Чебеньки Оренбургского района Оренбургской области в пятипольном зернопаровом севообороте по схеме:

1. Без удобрений

2. ^0Р30

3. N30^0

4. Р30К20

5. ^0Р30К20

6. ^0Р60К40

7. N^15^0

8. ^0Р30К20

9. ^5Р30К20

10. ^0Р60К20

11. ^0Р^К20

12. ^0Р90К40

13. ^0Р60К40

14. Р260К140 в запас+^0 ежегодно

Чередование культур в севообороте: пар, озимая рожь, яровая твёрдая пшеница, просо, яровая мягкая пшеница.

Повторность вариантов - 4-кратная, шаг доз для озимой ржи: азота - 40, фосфора - 60, калия - 30 кг на 1 га; твёрдой пшеницы - 40-40-20; яровой мягкой пшеницы - 30-30-20 кг на 1 га; просо использует последействие удобрений.

Под вспашку под каждую культуру севооборота вносились мочевина, двойной гранулированный суперфосфат и хлористый калий. Площадь делянки - 450 м2.

Наблюдения и исследования в опыте проводились по методике Б.А. Доспехова [6].

Оборудование и технические средства. При проведении полевых работ применяли российскую сельскохозяйственную технику: плуг ПН-4-35, сеялка СЗП-3,6, катки кольчатые (ЗККШ-6), бороны зубовые (ЗБСС-1) и трактор МТЗ-1221 (Белоруссия).

Лабораторные исследования проводились в лаборатории ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН.

Использовали лабораторное оборудование: ВЛКТ-500, мерная линейка.

Статистическая обработка. Данные по урожайности полевого опыта обрабатывались методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову.

Результаты исследования.

Исследованиями установлено положительное влияние систематического внесения различных доз минеральных удобрений в системе севооборота на элементы продуктивности яровой мягкой пшеницы.

228 Кормопроизводство и корма

Показано, что внесение удобрений положительно повлияло на количество сохранившихся растений яровой пшеницы к уборке на единице площади. Наибольшее число сохранившихся растений яровой мягкой пшеницы к уборке отмечалось на вариантах ^оРзоК2о, Р30К20, ^оРзоК2о, ^0Р30 и составляло соответственно 345; 343; 342; 341 шт. на 1 м2 (табл. 1).

Таблица 1. Влияние длительного применения минеральных удобрений на показатели структурного анализа яровой мягкой пшеницы

Количество шт. на м2 Коэффициент кущения Высота Длина

Вариант растений стеблей прод. стеблей общ. прод. растений, см колоса, см

Контроль 284 361 316 1,27 1,11 61 6,1

№0Р30 341 444 389 1,30 1,14 68 6,7

N30^0 313 411 357 1,31 1,14 66 6,4

Р30К20 343 428 372 1,25 1,08 66 6,4

^0Р30К20 342 445 396 1,30 1,16 71 7,0

^0Рб0К40 338 446 397 1,32 1,17 67 6,5

N^15^0 338 464 414 1,37 1,22 71 6,7

^0Р30К20 345 447 399 1,30 1,15 70 6,5

^5Р30К20 301 394 355 1,31 1,18 66 6,5

^0Рб0К20 325 430 385 1,32 1,18 71 6,7

^0Р^К20 320 434 383 1,36 1,20 67 6,4

^0Р90К40 336 432 379 1,28 1,13 67 6,5

^0Рб0К40 325 441 385 1,36 1,18 70 6,4

^0Р260К140 331 446 392 1,35 1,18 72 6,4

Масса Число Масса, г/м2 Отношение зерна к солома, ед.

Вариант зерна с колоса, зерна в колосе, снопа зерна соломы

г шт.

Контроль 0,346 14 330,3 73,3 257,0 0,28

^0Р30 0,397 16 450,0 105,2 344,8 0,31

N30^0 0,390 15 437,0 96,6 340,7 0,28

Р30К20 0,419 16 423,7 95,5 328,2 0,29

^0Р30К20 0,515 19 507,0 107,0 400,0 0,27

^0Рб0К40 0,455 17 458,0 90,5 367,3 0,25

N^15^0 0,471 18 490,0 110,7 379,3 0,29

^0Р30К20 0,505 17 503,6 114,0 389,6 0,29

Nl5РзoК20 0,377 15 435,7 101,7 334,0 0,30

^0Рб0К20 0,479 18 441,0 104,3 336,7 0,31

NзoРl5К20 0,446 16 457,0 95,7 361,3 0,26

N6oР9oК40 0,417 16 432,0 88,3 343,8 0,26

N9oР6oК40 0,448 17 444,3 92,7 351,6 0,26

N6oР26oКl40 0,445 16 501,3 106,7 394,6 0,27

По числу сохранившихся растений яровой мягкой пшеницы к уборке эти варианты превышали контроль (без удобрений) на 61 шт. (21,5 %), 59 шт. (20,8 %), 58 шт. (20,4 %), 57 шт. (20,1 %).

Все варианты с применением удобрений превышали контроль по числу сохранившихся к уборке растений яровой мягкой пшеницы. Это превышение составляло в процентном отношении от 6,0 % на варианте N^30^0 до 21,5 % - на варианте ^оР3оК2о.

Кормопроизводство и корма 229

Варианты с внесением удобрений в среднем превышали контроль по числу сохранившихся к уборке растений на 16,4 %.

Результаты исследований показали значительное преимущество удобренных фонов над контролем по числу продуктивных стеблей яровой пшеницы к периоду уборки.

Двойные сочетания элементов питания ^0Р20, N30^0, Р30К20 обеспечили на 1 м2 к уборке 389; 357; 372 шт. продуктивных стеблей мягкой пшеницы. По числу продуктивных стеблей к уборке данные варианты превышали контроль (без удобрений) на 73 шт. (23,1 %), 41 шт. (13 %), 56 шт. на 1 м2 (17,7 %).

Превышение удобренных фонов над контролем по числу продуктивных стеблей составляло в среднем 69,0 шт. (21,8 %).

Вариант внесения полного минерального удобрения ^0Р30К20 обеспечил 396 шт. на 1 м2 продуктивных стеблей яровой мягкой пшеницы к уборке и превышал по этому показателю контроль на 80,0 шт. на 1 м2 (25,3 %).

Исследования показали, что на варианте с внесением двойной дозы полного минерального удобрения ^Р60К40 количество продуктивных стеблей пшеницы к уборке составляло 397 шт. на 1 м2. Превышение над контролем составляло 81,0 шт. (25,6 %).

Одностороннее увеличение дозы азота в составе полного минерального удобрения в два раза на варианте ^0Р30К20 не привело к заметному увеличению числа продуктивных стеблей яровой пшеницы на 1 м2 в сравнении с вариантом ^0Р30^0. Число продуктивных стеблей яровой мягкой пшеницы на варианте ^0Р30К20 составляло 399 шт. на 1 м2 и превышало контроль на 83,0 шт. на 1 м2 (26,3 %).

При одностороннем увеличении дозы фосфора до 60 кг д. в. в составе полного минерального удобрения на варианте ^0Р60^0 количество продуктивных стеблей несколько снизилось в сравнении с вариантом ^0Р30К20 и составляло 385 шт. на 1 м2. Этот вариант превысил контроль на 69 шт. на 1 м2 (21,8 %).

По результатам наших исследований самое большее в опыте количество продуктивных стеблей яровой мягкой пшеницы 414 и 399 шт. на 1 м2 обеспечили соответственно варианты N^15^0 и ^0Р30К20. По числу продуктивных стеблей яровой мягкой пшеницы эти варианты превышали контроль на 98 шт. на 1 м2 (31,0 %) и 83 шт. (25,6 %).

Исследованиями установлено, что применение в опыте различных доз и сочетаний минеральных удобрений оказало положительное влияние на высоту растений мягкой пшеницы.

При использовании парных сочетаний элементов питания ^0Р30, N30^0, Р30К20, высота растений яровой мягкой пшеницы на этих вариантах составляло соответственно 68; 66; 66 см.

Наибольшую в опыте высоту растений яровой пшеницы 72; 71; 71; 71 см обеспечили соответственно варианты опыта: ^0Р260Км0; ^0Р30^0, N^15^0; ^0Р60К20. Эти варианты превышали контроль по высоте растений яровой пшеницы соответственно на 11,0 см; 10,0 см; 10,0 см; 10,0 см.

Одним из важнейших элементов продуктивности яровой пшеницы является масса зерна с 1 колоса.

Исследованиями установлено, что все варианты с применением удобрений по массе зерна с 1 колоса превышали контроль.

При внесении в опыте парных сочетаний элементов питания ^0Р30, N30^0, Р30К20 масса зерна в колосе яровой мягкой пшеницы составляла соответственно 0,397 г; 0,390 г; 0,419 г. Эти варианты превышали контроль по массе зерна в колосе яровой пшеницы соответственно на 14,5 %; 12,7 %; 21,1 %.

Результаты исследований показали, что удобренные фоны по массе зерна в колосе в среднем превышали контроль на 28,1 %.

На варианте внесения полного минерального удобрения в дозе ^0Р30^0 масса зерна в колосе составила 0,515 г, т. е. значительно превысила по этому показателю парные сочетания элементов питания.

230 Кормопроизводство и корма

Удвоение дозы полного минерального удобрения на варианте ^0Р60К40 привело к снижению массы зерна в колосе по сравнению с вариантом ^0Р30^0 на 13,2 %.

Наибольшая масса зерна в колосе в опыте 0,515 г и 0,505 г получена соответственно на вариантах ^0Р30К20 и ^0Р30К20. Эти варианты превышали контроль по массе зерна в колосе соответственно на 48,8 % и 46,0 %.

Исследованиями установлено, что внесение в опыте минеральных удобрений положительно повлияло на накопление к уборке сухой биомассы яровой мягкой пшеницы.

В нашем опыте сухая биомасса яровой мягкой пшеницы в фазу полной спелости изменялась от 3,30 т до 5,07 т с 1 га.

Наибольшее накопление сухой биомассы в опыте обнаружено на вариантах ^0Р30К20, ^0Р30К20, ^0Р260К140 и составляло соответственно 5,07 т; 5,03; 5,01 т с 1 га.

Результаты исследований показали, что внесённые в опыте минеральные удобрения оказали положительное влияние на количество зёрен в колосе яровой мягкой пшеницы.

Наибольшее число зёрен в колосе в опыте сформировалось на вариантах ^0Р30^0, N^15^0, ^0Р60К20 и составляло соответственно 19; 18; 18 шт. Эти варианты превышали контроль по числу зёрен в колосе на 35,7 %; 28,6 %; 28,6 %.

Таким образом, по важнейшим элементам структуры урожая варианты с внесением удобрений превышали контроль (без удобрений).

Исследованиями установлено, что внесение в опыте различных доз и сочетаний минеральных удобрений оказало положительное влияние на урожайность яровой мягкой пшеницы Учитель.

Результаты исследований показали, что в среднем по опыту за 3 года урожайность яровой мягкой пшеницы Учитель составила 9,9 ц с 1 га (табл. 2).

Таблица 2. Урожайность яровой мягкой пшеницы Учитель на разных фонах питания, ц с 1 га

Вариант Урожайность, ц с 1 га

2016 г. 2017 г. 2018 г. среднее

Контроль 6,2 8,0 7,8 7,3

^0Р30 10,8 10,3 10,4 10,5

N30^0 9,6 9,8 9,8 9,7

Р30К20 9,2 9,8 9,6 9,5

^0Р30К20 10,8 10,5 10,8 10,7

^0Р60К40 7,5 9,4 10,2 9,0

N^15^0 8,8 14,2 10,2 11,1

^0Р30К20 9,6 14,0 10,6 11,4

N^30^0 9,5 10,9 10,0 10,1

^0Р60К20 8,4 12,8 10,1 10,4

^0Р^К20 9,6 10,0 9,1 9,6

^0Р90К40 8,2 9,9 8,4 8,8

^0Р60К40 8,2 11,1 8,5 9,3

^0Р260К140 8,4 15,1 8,5 10,7

НСР05 ц/га 0,26 0,26 0,10

В среднем по удобренным фонам она превысила контроль на 2,8 ц с 1 га. Среди изученных вариантов внесения минеральных удобрений за 3 года исследований выделились варианты с наибольшей урожайностью: N^30^ (11,4 ц с 1 га, +4,1 ц с 1 га или 56,2 %), ^Р^Кю (11,1 ц с 1 га, +3,8 ц с 1 га или 52,1 %).

Таким образом, наибольшую урожайность яровой мягкой пшеницы 11,4 ц с 1 га и 11,1 ц с 1 га обеспечили варианты ^0Р30К20 и N^15^0.

Кормопроизводство и корма 231

Обсуждение полученных результатов.

В засушливых условиях Оренбургской области изучение вопроса влияния минеральных удобрений на урожайность яровой мягкой пшеницы занимались многие исследователи [7-13].

И.И. Гридасовым, В.М. Андреевой, В.Н. Кравченко изучалась продуктивность яровой пшеницы в зависимости от доз внесения минеральных удобрений. Ими установлено, что яровая мягкая пшеница наибольшую урожайность формировала на фоне внесения азотно-фосфорного и полного минерального удобрений [10, 11].

На фонах N30P30 и N30P30K20 число продуктивных стеблей превышало контроль на 2,2-11,0 %, продуктивная кустистость составляла 1,25 и 1,28, число зёрен в колосе превышало контроль на 2,6 и 1,8 шт.

Прибавка урожая яровой пшеницы на варианте N30P30K20 составляла 4,7 ц/га.

Нашими исследованиями также установлено положительное влияние внесённых удобрений на элементы структуры урожая яровой пшеницы.

Лучшие варианты опыта превышали контроль по числу продуктивных стеблей яровой пшеницы, высоте растений, длине колоса, по числу зёрен в колосе, по массе зерна в колосе, биомассе, отношению зерна к соломе.

Нашими исследованиями установлено, что наибольшее влияние на урожайность яровой мягкой пшеницы Учитель оказало внесение полного минерального удобрения в дозах N60P30K20 и N15P15K10.

Выводы.

1. Наилучшие показатели структурного анализа яровой мягкой пшеницы сорта Учитель получены на вариантах N60P30K20 и N15P15K10.

2. Наибольшую урожайность яровой мягкой пшеницы сорта Учитель 11,4 и 11,1 ц с 1 га обеспечили варианты удобрений N60P30K20 и N15P15K10.

Исследования выполнены в соответствии с планом НИР на 2018-2020 гг. ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН

Литература

1. Ряховский А.В., Батурин И.А., Березнёв А.Л. Агрономическая химия в приложении к условиям степных районов Российской Федерации. Оренбург, 2014. 283 с.

2. Елисеев В.И. Влияние систематического внесения различных доз минеральных удобрений на урожайность яровой мягкой пшеницы // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 6(62). С. 16-17.

3. Сандакова Г.Н., Елисеев В.И. Оценка влияния погодных условий и минерального питания на урожайность яровой сильной пшеницы в Оренбургском Предуралье // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 3(65). С. 19-22.

4. Елисеев В.И., Макарова О.Г., Суровцева И.С. Влияние длительного применения минеральных удобрений на урожайность яровой мягкой пшеницы // Научное обеспечение инновационного развития сельского хозяйства в условиях часто повторяющихся засух: материалы междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 80-летнему юбилею ОНИИСХ: сб. науч. тр. / ФГБНУ «Оренбургский НИИСХ». Оренбург: ООО «Агентство «Пресса», 2017. С. 240-244.

5. Елисеев В.И. Влияние различных доз минеральных удобрений на показатели структурного анализа яровой мягкой пшеницы // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 5(61). С. 143-145.

6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.

7. Гридасов И.И., Андреева В.М., Кравченко В.Н. Урожай и качество зерна яровой пшеницы при систематическом применении удобрений в севообороте // Труды Оренбургского НИИСХ. Уфа, 1981. С. 9-18.

232 Кормопроизводство и корма

8. Абдрашитов Р.Х., Крючков А.Г., Бесалиев И.Н. Отзывчивость сортов яровой пшеницы на уровень и соотношение элементов минерального питания // Агротехника сельскохозяйственных культур и повышение эффективности земледелия: тр. Орен. НИИСХ. Уфа, 1981. С. 59-63.

9. Абдрашитов Р.Х. Особенности формирования оптимальных агроценозов яровой пшеницы в степной зоне Южного Урала: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. Оренбург, 2001. 59 с.

10. Андреева В.М. Урожай и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от минеральных удобрений // Труды Оренбургской областной государственной сельскохозяйственной опытной станции. Челябинск: «Южный Урал», 1972. Вып. 3. С. 122.

11. Андреева В.М. Влияние 10-летнего применения минеральных удобрений на плодородие почвы и продуктивность зерновых культур // Агробиологические и биологические параметры роста урожайности зерновых культур в Оренбургской области: сб. науч. тр. Орен. НИИСХ. Уфа, 1988. С. 58-67.

12. Крючков А.Г. Научные основы выращивания, уборки и послеуборочной обработки сильных и твёрдых пшениц в степной зоне Южного Урала: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. Оренбург, 1995.42 с.

13. Бесалиев И.Н. Влияние предшественников и минеральных удобрений на фотосинтетические показатели, продуктивный процесс, урожайность и качество семян яровой пшеницы в степной зоне Южного Урала: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Оренбург, 1999. 26 с.

Елисеев Виктор Иванович, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, заведующий комплексной аналитической лабораторией ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», 460051, г. Оренбург, пр. Гагарина, 27/1, тел.: 8(3532)71-05-50, e-mail: oniish@mail.ru

Поступила в редакцию 4 декабря 2018 года

UDC 633.11:631.82(470.56) Eliseev Victor Ivanovich

FSBSI «Federal Research Center for Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences», e-mail: oniish@mail.ru

The effect of various doses of mineral fertilizers on indicators of structural analysis and yield of spring soft wheat

Summary. In the arid conditions of Orenburg region, spring soft wheat is cultivated annually on large areas.

Obtaining high and stable yields of spring soft wheat is possible after scientifically based doses of mineral fertilizers are applied to this crop.

The article presents the results of studies for 2016-2018. The data were obtained in a field experiment, effect of the systematic use of various doses of mineral fertilizers were studied after they were mainly applied to the yield of spring soft wheat.

Field experiments were carried out in the central zone of the Orenburg region on spring soft wheat of the Teacher variety. A positive effect of mineral fertilizers on its yield was established. The highest yield of spring soft wheat grain was 11.4 and 11.1 centners per hectare obtained On average, over 3 years of research, respectively, on variants N60P30K20 and N15P15K10.

Key words: spring soft wheat, variety Teacher, mineral fertilizer, crop structure, yield, Orenburg region.