Обеспеченность растений яровой твёрдой пшеницы азотом в зависимости от условий агротехники и её урожайность

землепользования в степной зоне Оренбургского Предуралья среднесуточная температура воздуха за период вегетации яровой твёрдой пшеницы изменяется в пределах от 16,4 до 24°С. Сумма температур колеблется по годам от 1665 до 2282°С. Урожайность её при этом варьирует от 1,4 до 31,6 ц с 1 га, составляя за 35 лет учётов (1974—2015 гг.) 12,5 ц с 1 га на фоне без удобрений и 14,6 ц с 1 га на фоне ^оР8оКю.

Уровень урожайности этой культуры определяется влиянием среднесуточной температуры воздуха сильнее и последовательнее в сравнении с влиянием суммы его температур.

В соответствии с полученными уравнениями оптимальными среднесуточными температурами являются для периода посев —колошение — 15°С, колошение —полная спелость — 18,4°С и посев — полная спелость — 16,4°С. Её повышение до 23,8°С; 26,3°С и 24°С по периодам может снизить урожайность яровой твёрдой пшеницы соответственно с 22,4-27,0; 18,42-22,4 и с 24,75-27,77 ц с 1 га соответственно до 6,78-7,25; 2,18-2,97 и 4,07-2,52 ц с 1 га на фонах без удобрения и удобренном К8оР8оК4о.

Полученные данные дают представление о параметрах действующих величин среднесуточной

температуры воздуха на протяжении многолетнего периода и могут представлять интерес при планировании урожайности яровой твёрдой пшеницы в местном климате, остерегаясь принятия необоснованных технологических и управленческих решений.

Литература

1. Крючков А.Г. Основные принципы и методология агроэко-логического районирования зерновых культур в степи Южного Урала. М.: Вестник Российской академии с.-х. наук, 2006. 704 с.

2. Крючков А.Г., Япиев И.Ф., Крючков А.А. Закономерности температурного, водного и пищевого режимов метрового слоя под посевами яровой твёрдой пшеницы // Наука и хлеб (Вопросы теории и практики): сб. научных трудов / Под общ. ред. проф., докт. с.-х. наук А.Г. Крючкова. Оренбург, 1999. Вып. 6. С. 169-181.

3. Крючков А. Г. К вопросу о прогнозе летнего максимума температур воздуха // Наука и хлеб (Вопросы теории и практики): сб. научных трудов. Оренбург, 2001. Вып. 7. С. 32-56.

4. Крючков А.Г. Моделирование высокопродуктивных посевов в степном регионе Южного Урала. Оренбург, 2014. 517 с.

5. Крючков А.Г., Максютов Н.А. Погодные факторы и роль предшественников в повышении урожайности яровой твердой пшеницы // Аграрная наука. 2015. № 11. С. 7-11.

6. Методические указания по проведению полевых опытов с удобрениями географической сети на XII пятилетку (1986-1990 гг.). М., 1985. 153 с.

7. Материалы бюллетеней Оренбургского гидрометеоцентра за 1974-2015 гг.

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

Обеспеченность растений яровой твёрдой пшеницы азотом в зависимости от условий агротехники и её урожайность

И.Н. Бесалиев, д.с.-х.н., А.Г. Крючков, д.с.-х.н., профессор, ФГБНУ Оренбургский НИИСХ

Удобрение является одним из факторов увеличения количества и качества урожая. Внесение дополнительного минерального питания способствует повышению биологической активности почвы, активирует деятельность почвенных микроорганизмов [1], а также снижает затраты влаги на создание единицы продуктивной части урожая на 20-30% [2]. Особое внимание необходимо уделять азоту, ибо по содержанию в почве доступных его соединений он подвержен значительной изменчивости в зависимости от характера предшествующего его использования [3, 4].

Яровая твёрдая пшеница имеет морфологические и физиологические особенности, которые необходимо учитывать при определении технологии возделывания. Одной из причин её более низкой урожайности по сравнению с мягкой являются особенности корневой системы, заключающиеся в том, что при засухе по числу узловых корней, массе корневой системы и отношению массы корней к массе надземных органов мягкая пшеница обычно превосходит твёрдую [5].

Цель исследования - определить обеспеченность азотом растения твёрдой пшеницы в связи с различными условиями агрофона и выразить математически её связь с урожайностью.

Материал и методы исследования. Экспериментальное исследование проводили на обыкновенном чернозёме в центральной зоне Оренбургской области с яровой твёрдой пшеницей в двух сериях опытов. В первой серии опытов изучались предшественники (чёрный пар, кукуруза на силос, мягкая пшеница) в сочетании с дозами удобрений (варианты удобрений представлены в таблицах). Во второй серии опытов изучали сроки сева (1-й -с наступлением физической спелости почвы, 2-й -через 7 дн., 3-й - через 14 дн.), нормы высева (3,5-4,5-5,5-6,5 млн всх. семян на 1 га) и дозы удобрений (К4оР4оК4о; ^оР8оКю; N^^0 и без удобрения) [6].

Содержание азота в нитратах в слоях почвы 0-30 и 30-60 см определяли по Грандваль - Ляжу [7].

Математический анализ коррелятивных связей проведён по программам Statgrafiks и Оренбургского НИИСХ.

Результаты исследования. Внесение различных доз удобрения, особенно в повышенных дозах, за-

метно повышало содержание в почве нитратного азота. Однако рост его содержания не был прямо пропорциональным дозам азота во вносимом удобрении (табл. 1).

Внесение азота в дозе К40 в составе полного (КРК), двойного (КР, КК) сочетания и при одинарном применении по предшественнику чёрный пар увеличило содержание нитратного азота в слое почвы 0—60 см по сравнению с контролем на 0,59-3,27 мг на 100 г сухой почвы (5,7-31,8%), по кукурузе на силос — на 1,99-2,59 мг (43,8-57,0%) и по мягкой пшенице - на 0,01-0,72 мг (0,2-16,5%). Удвоение дозы азота в составе КРК до 80 кг на 1 га способствовало увеличению количества азота нитратов в сравнении с фоном без удобрения по чёрному пару на 4,43 мг на 100 г сухой почвы (43,1%), по кукурузе на силос - на 2,01 мг (44,3%), по мягкой пшенице - на 1,21 мг (27,7%). При увеличении дозы азота в составе полного удобрения до 120 кг на 1 га рост доступного количества нитратного азота в почве достигал на фоне чёрного пара 7,65 мг на г сухой почвы (74,5%), на фоне кукурузы на силос - 3,70 мг (81,5%) и на фоне мягкой пшеницы - 2,96 мг (67,7%) по сравнению с неудобренным фоном.

Таким образом, внесение удобрения является фактором роста количества доступного азота в почве. При этом следует отметить, что при внесении удобрения в повышенных (до К3Р3К3) дозах удаётся

достигать обеспеченности азотом непаровых предшественников до уровня парового поля.

Сроки сева твёрдой пшеницы значительно не влияли на количество подвижного азота в пахотном и подпахотном слоях почвы. Внесение удобрения при этом более существенно повышало количество К03 в более глубоком (30-60 см) слое почвы (табл. 2).

Различия в содержании азота в зависимости от условий дополнительного минерального питания предшественников определили и различный уровень обеспеченности отдельного растения данным элементом.

Наиболее существенные различия по данному показателю обусловлены влиянием предшественников (табл. 3).

Подавляющее преимущество чёрного пара в этом случае объясняется накопительной ролью самого предшественника. Как показывают данные контрольного варианта, обеспеченность растений азотом без внесения удобрений на фоне пара выше в 2-2,5 раза, чем на непаровых фонах. При внесении удобрения разница в обеспеченности в пользу чёрного пара сохранялась в тех же пределах. Достичь уровня обеспеченности азотом на уровне неудобренного пара на фоне кукурузы на силос удаётся при внесении дозы полного удобрения с дозой азота К120, а на фоне предшественника мягкая пшеница это не достигается

1. Влияние различных сочетаний элементов питания в удобрении на содержание К03 в слое почвы 0-60 см, мг на 100 г сухой почвы

Доза азота Состав удобрения Предшественник

чёрный пар кукуруза на силос мягкая пшеница

Без удобрения (к.) 10,27 4,54 4,37

N40 N40 10,86 6,56 4,38

N40 ^0Р40 Н,0К40 13,00 7,13 5,09

N40 ^0Р40К40 -^40Р80К40 -^40Р120К40 13,54 6,53 4,66

N80 ^0Р40К40 -^80Р80К40 -^80Р80К80 14,70 6,55 5,58

N120 ^20Р40К40 -^120Р120К40 -^120Р120К120 17,92 8,24 7,33

Удобрение, кг д. в. на 1 га Срок сева

1 й 2-й 3-й

Слой почвы, см

0-30 30-60 0-30 30-60 0-30 30-60

Без удобрения 4,3 2,9 4,8 4,9 4,9 3,2

^0Р40К40 7,2 6,8 4,6 3,6 6,8 5,8

-^80Р80К40 6,6 5,1 7,4 3,2 6,1 3,5

-^120Р120К40 7,6 8,6 6,3 5,0 8,8 8,1

Среднее по сроку сева 6,4 5,8 5,8 4,2 6,6 5,2

2. Содержание подвижного азота в слоях почвы под посевами твёрдой пшеницы разных сроков сева и доз удобрений, мг на 100 г сухой почвы

3. Обеспеченность 1 растения яровой твёрдой пшеницы азотом в слое почвы 0—60 см

в зависимости от предшественников и доз удобрений, мг/раст

Удобрение, кг д. в. на 1 га Предшественник Средняя по удобрению

чёрный пар кукуруза на силос мягкая пшеница

Контроль 212 100 88 133

N40 222 138 86 149

Р 40 167 90 76 111

К40 168 111 80 120

^0Р40 315 206 96 206

Р К 40 40 183 102 76 120

НюК40 269 133 110 171

^0Р40К40 316 120 88 175

-^0Р40К40 282 150 128 187

-^20Р40К40 294 196 152 214

^0Р80К40 254 96 94 148

-^0Р120К40 222 176 89 162

-^0Р80К40 312 136 106 185

^20Р120К40 437 150 168 252

-^0Р80К80 310 138 116 188

-^20Р120К120 349 243 121 238

^20РшК120 + тур 258 156 149 188

Средняя по пред- 269 144 107 173

шественнику

даже при таких высоких дозах дополнительного азотного питания.

Внесение удобрения с дозой азота К40 кг на 1 га увеличивает в среднем обеспеченность данным элементом растений пшеницы по чёрному пару

в сравнении с контролем на 54 мг/раст (25,5%), по кукурузе на силос — на 45 мг/раст (45,0%), по мягкой пшенице — на 6 мг/раст (6,8%). При увеличении дозы азота в составе удобрения до 80 кг на 1 га рост обеспеченности по предшественникам составляет соответственно 89 мг/раст (42,0%), 41 мг/раст (41,0%) и 29 мг/раст (33,0%). С увеличением количества азота в составе удобрения до 120 кг на 1 га повышается обеспеченность данным элементом растений в сравнении с неудобренным фоном: по чёрному пару — на 122 мг/раст (57,6%), по кукурузе на силос — на 86 мг/раст (86,0%), по мягкой пшенице — на 60 мг/раст (68,2%).

Таким образом, предшественник чёрный пар даже без внесения удобрения обеспечивает существенное преимущество перед пропашным и зерновым предшественниками в обеспеченности азотом с начала вегетации твёрдой пшеницы.

Дополнительное удобрение по пару является фактором более значительной обеспеченности растения пшеницы азотом. Внесение удобрения по непаровым фонам также является условием существенного роста обеспеченности растения азотом, но преимущество чёрного пара, как фона предшественника, сохраняется.

С увеличением норм высева твёрдой пшеницы обеспеченность растений азотом снижается. Не обнаружено чёткой зависимости данного показателя от сроков сева, что объясняется условиями нитрификации почвы отдельных лет опытов. В два года опытов содержание подвижного азота

4. Обеспеченность 1 растения яровой твёрдой пшеницы азотом по слою почвы 0—60 см в зависимости от сроков сева, норм высева и доз удобрений, мг на 1 раст

Удобрение, Норма Срок сева Средняя по норме

кг д. в. на 1 га высева 1-й 2-й 3-й высева и удобрению

3,5 85 127 114 109

4,5 69 103 93 88

Контроль 5,5 61 86 84 77

6,5 51 73 66 63

средняя 68 97 89 85

3,5 177 84 177 146

4,5 156 93 150 133

-^0Р40К40 5,5 133 77 140 117

6,5 107 77 126 103

средняя 144 82 148 125

3,5 154 133 137 141

4,5 124 113 104 114

-^0Р80К40 5,5 104 104 102 103

6,5 93 96 87 92

средняя 119 112 107 113

3,5 207 150 229 195

4,5 160 129 202 164

^20Р120К40 5,5 152 109 174 145

6,5 120 102 155 126

средняя 160 122 190 157

3,5 156 124 164 148

Средняя по норме 4,5 127 110 137 125

высева 5,5 112 94 125 110

6,5 93 87 108 96

Средняя по сроку сева 122 104 133 120

5. Зависимость урожайности яровой твёрдой пшеницы от обеспеченности азотом из слоя почвы 0-60 см

Коррелируемая величина Параметры величин (М ±0) V, % Лух Е

факт. теор.

Обеспеченность 1 растения азотом, мг в среднем за 1976-1979 гг. (х1) 76-437 174±85 49,0 - - -

Урожайность, ц с 1 га (у0 11,14-23,08 17,28±3,69 21,4 0,983 1,76 1,76

у1 = 27,778- 10"30-53/х1±0,69 ц с 1 га, для 96,60% случаев

Обеспеченность 1 растения азотом, мг по данным 1982-1985 гг. (х2) 177-229 117±4,17Е -02 35,7 - - -

Урожайность, ц с 1 га (у2) 19,26-2250 21,10±0,77 3,7 0,598 1,49 1,46

у2= 21,035 - 9,693х2+ 78,065х2± 0,63 ц с 1 га, для 35,71% случаев

Обеспеченность 1 растения азотом по чёрному пару, мг (х3) 75-735 267±0,15 57,4 - - -

Урожайность, ц с 1 га (у3) 11,32-32,98 21,79±5,21 23,9 0,553 1,40 1,46

Функция не удовлетворяет критерию Фишера

Обеспеченность азотом по кукурузе на силос, мг (х4) 56-279 137±5,78Е -02 42,1 - - -

Урожайность, ц с 1 га ы 9,16-26,00 16,07±3,48 21,6 0,732 2,09 1,76

у4= 10,325 + 42,726х4-7,548х42± 2,47 ц с 1 га, для 53,62% случаев

Обеспеченность азотом по мягкой пшенице, мг (х5) 37-182 103±3,67Е -02 35,6 - - -

Урожайность, ц с 1 га (у5) 6,20-20,48 13,20±3,79 28,7 0,604 1,52 1,46

у5= 4,195 + 126,135х5-311,179х2± 2,99 ц с 1 га, для 37,36% случаев

было бульшим при средних и поздних сроках. С ростом дозы удобрения до К120Р120К40 при всех сроках сева обеспеченность растений азотом была наибольшая как в загущенных (6,5 млн), так и в более редких посевах (табл. 4).

Математический анализ данных в среднем по предшественникам показал её высокую степень с корреляционным отношением 0,983 при детерминации полученных результатов в 96,60% случаев. При анализе интересующих связей в разрезе предшественников степень зависимостей нарушается: по предшественнику чёрный пар она становится несущественной и сохраняется по пропашному и зерновому предшественникам (табл. 5).

Уровни обеспеченности растения твёрдой пшеницы азотом, определяющие её наибольшую урожайность, зависят в значительной степени от предшественников. Высокая урожайность твёрдой пшеницы по чёрному пару (до 28,9 ц с 1 га) определяется очень высоким уровнем обеспеченности азотом (до 867 мг на 1 раст). Более низкие уровни продуктивности культуры по кукурузе на силос (20,2 ц с 1 га) и мягкой пшенице (17,0 ц с 1 га) регламентируются соответственно в 2 (401 мг/растение) и 4 раза меньшим (202 мг/растение) уровнем обеспеченности азотом.

Резкое снижение обеспеченности данным элементом (в 8-10 раз) ведёт к резкому падению продуктивности твёрдой пшеницы.

Выводы. Обеспеченность азотом является одним из существенных факторов увеличения урожайности твёрдой пшеницы. Посев по чёрному пару в этом смысле выступает не только фактором улучшения водного режима растений, снижения засорённости, но и повышения продуктивности за счёт улучшения азотного питания. По пропашному и особенно по зерновому предшественникам внесение дополнительного минерального питания улучшает обеспеченность культуры азотом, что в свою очередь является фактором роста её урожайности.

Литература

1. Кирюшин В.И. Классическое наследие и современные проблемы агропочвоведения // Почвоведение. 1996. № 3. С. 269-276.

2. Панников В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. М.: Колос, 1977. 414 с.

3. Ряховский А.В., Ярцев Г.Ф., Кравченко В.Н. Применение удобрений под полевые культуры // Агробиологические особенности, технологии возделывания и параметры высокопродуктивных агроценозов полевых культур в условиях Южного Урала: научные труды. Юбилейный выпуск / Под научн. и общ. ред. проф. Г.В. Петровой. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2006. С. 54-72.

4. Гулянов Ю.А., Карпов М.С., Коренной А.С. Влияние озимой пшеницы на урожайность зерна на чернозёмах Южного Урала // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 1 (57). С. 23-26.

5. Кумаков В.А. К физиологическому обоснованию модели сорта яровой твёрдой пшеницы (методические указания селекционно-опытным учреждениям) / В.А. Кумаков, О.В. Березина, А.П. Игошин, В.К. Чернов, А.Ф. Андреева, А.Г. Мазманиди, О.А. Евдокимова. Саратов, 1990. 22 с.

6. Крючков А.Г., Абдрашитов Р.Х., Бесалиев И.Н. Материалы заключительных отчётов отдела технологии зерновых культур за 1976-1980 гг.

7. Практикум по почвоведению / Под ред. И.С. Кауричева. 4-е изд. перераб. и доп. М: Агропромиздат, 1986. С. 214-217.