Накопление элементов питания растениями озимой пшеницы и влияние их на урожай и качество зерна

Накопление элементов питания растениями озимой пшеницы и влияние их на урожай и качество зерна

М.А. Щепетьев Введение.

Озимая пшеница является ведущей зерновой культурой в Ростовской области, площади посева которой превышают 2,0 млн. га за 2009-2011 гг., однако ее урожайность не превышает 35 ц/га, что значительно ниже потенциала этой культуры. В повышении урожайности и валовых сборов озимой пшеницы наряду с правильным выбором сортов и средств защиты ведущее место принадлежит минеральным удобрениям. В засушливой зоне, а это вся территория области эффективность минеральных удобрений, во многом определяется наличием продуктивной влаги. Для растворения вносимых твердых удобрений потребляется значительное количество влаги верхнего слоя почвы, поэтому при дефиците влаги в этом слое использование жидких удобрений более эффективно. Во влажный год эффективность твердых удобрений не уступает жидким. Практика использования жидких удобрений не имеет широкого распространения, так как имеется ряд недостатков и отсутствие технической оснащенности, поэтому необходим поиск вариантов оптимального сочетания твердых и жидких азотно-фосфорных удобрений при возделывании озимой пшеницы.

Методика исследований.

Полевые исследования проводились в Приазовской зоне Ростовской области, в Неклиновском районе с. Фёдоровка, в хозяйстве ИП Щепетьева Н.А. в 2010-2012 гг. Лабораторные исследования в отделе агрохимии и минерального питания ГНУ Донской НИИСХ Россельхозакадемии.

Почва опытного участка представлена черноземом обыкновенным карбонатным среднемощным легкоглинистым на лессовидном суглинке. Мощность гумусного горизонта 73 - 88 см. Содержание гумуса в пахотном слое 3,80 - 4,38 %, общего азота 0,20 - 0,23 %. Содержание минерального азота 24,4 - 53,7 мг/кг, подвижного фосфора 28,0 - 28,8 мг/кг,, обменного калия 344,0 - 519,0 мг/кг. Реакция почвенного раствора слабощелочная (рН 7,1-7,3).

Целью исследований установить эффективность твёрдых и жидких азотно -фосфорных удобрений на озимой пшенице в зависимости от предшественников, сроков и доз их внесения в различных по влагообеспеченности условиях.

В задачи исследования входит:

- оценка изменения продуктивности озимой пшеницы в зависимости от предшественника,

- эффективность сочетания жидких и твёрдых удобрений в сухие и влажные годы.

- определить урожайность и качество зерна в зависимости от удобрений и предшественника .

Метод исследований - полевой, лабораторно полевой, лабораторный.

Повторность опыта трехкратная. Размещение делянок систематическое с

расщеплением на делянки 1 - го порядка с общей площадью 750 м2, второго порядка 2 2 2

- 250 м и третьего порядка - 125 м . Учетная площадь 50 м .

Предшественники: озимая пшеница. Сорт озимой пшеницы - Августа. Агротехника общепринятая для зоны, учёты проводились комбайном КЗС - 3.

Азотные и фосфорные удобрения согласно схеме опыта вносятся осенью на делянки первого порядка, под основную обработку на варианты 2 - 8 в чистом виде и на их фоне весной, на делянки 2 - го и 3 - го порядка, в период возобновления вегетации и в фазу колошения соответственно (табл. 1).

Осень 2009 и 2010 годов по количеству осадков (107 и 147,5 мм) и по температурному режиму (13,7 и 11,70С) превышают среднемноголетние значения, что способствовало благоприятному развитию озимой пшеницы.

Таблица 1.

СХЕМА ОПЫТА

№ Под основную обработку № весеннее отрастание № колошение

1 Контроль, без удобрений

2 ^Р3о аммофос тв. 9 N*3 ам.селитра ^9о Рзо) тв.

3 ^оРзо ЖКУ ж. іо ^о КАС о 9о Р3о)

4 ^4Р60 аммофос тв. 11 ^6 ам.селитра (^оРбо) тв. 21 ^о ам.селитра ^9о Р6о) ж.

12 N46 карбамид (^о Рбо) тв. 22 ^о карбамид (^о Р6о) ж.

5 ^оРбо ЖКУ ж. 13 ^о ам.селитра ^6оР6о) ж. 23 ^о ам.селитра ^9о Р6о) ж.

14 N4, КАС (^о Р6о) 24 ^о карбамид (^о Р6о) ж.

6 N60 КАС ж. 15 ^Р3о аммофос (^оР3о) тв. 25 N53 ам.селитра (^2о Р3о) ж.

16 ^оР3о ЖКУ (Л«, Р3о) ж. 26 N5» КАС (N12« Р3о) ж.

7 ^о ам.селитра тв. 17 ^Р3о аммофос(^о Р3о) тв. 27 N53 ам.селитра (^2о Р3о) ж.

18 ^оР3о ЖКУ (^о Р3о) ж. 28 N5о карбамид (Nl2о Р3о) ж.

8 ^о карбамид тв. 19 ^Р3о аммофос^67 Р3о) тв. 29 N53 ам.селитра (^2о Р3о) ж.

2о ^оР3о ЖКУ (^о Р3о) ж. 3о N5о карбамид (Nl2о Р3о) ж.

Примечание: тв - твёрдая форма; ж - жидкая форма.

Осень 2011 года можно охарактеризовать как засушливую (90,3 мм) и холодную в конце периода, со среднесуточной температурой 8,630С.

Осадков в осеннее - зимний период во все года исследований выпало в пределах 230 - 250 мм. Наблюдались обильные снегопады и краткосрочные периоды с сильными морозами (менее -100С) на поверхности почвы без снежного покрова.

Весенне - летний период, как и год в целом, складывался благоприятно в 2011 году, удовлетворительно в 2010 и был засушливым в 2012 году.

Результаты исследований

Накопление элементов питания за 2010 - 2012 гг. озимой пшеницей в фазу кущения, выхода в трубку, колошение и полной спелости на естественном фоне составило соответственно: азота - 8,6; 19,7; 39,8 и 52,8 кг/га, Р2О5 - 2,3; 6,4; 19,9 и 25,9 кг/га, К2О - 9,2; 29,1; 37,7 и 38,4 кг/га.

Таблица 1.

Накопление азота в растениях озимой пшеницы в 2010 - 2012 гг., кг/га

Вариант Фаза вегетации

кущение выход в трубку колошение полная спелость

1 8,6 19,7 39,8 52,8

2 11,4 21,8 51,0 69,3

3 14,2 25,0 52,9 66,5

4 13,6 29,4 55,9 78,2

5 12,7 27,4 53,0 74,5

6 14,2 29,1 63,3 76,6

7 16,4 33,7 60,1 79,0

8 17,2 33,9 70,5 78,5

9 11,4 38,4 78,2 91,4

10 14,2 40,6 81,4 93,7

11 14,0 33,9 78,1 99,6

12 14,0 37,8 81,6 95,0

13 12,8 40,0 79,9 104,3

14 12,8 42,8 83,0 98,2

15 14,2 26,1 82,4 85,9

16 14,1 33,7 82,0 85,8

17 16,3 31,7 83,5 98,4

18 16,4 30,2 82,0 97,0

19 17,2 32,1 85,0 86,1

20 17,2 33,9 86,0 93,9

21 14,0 33,9 98,2 104,9

22 14,0 39,0 94,6 107,6

23 12,8 39,4 92,5 100,9

24 12,8 43,0 98,0 110,5

25 14,2 26,2 100,9 109,5

26 14,2 33,0 104,4 112,1

27 16,3 31,6 105,9 111,2

28 16,4 30,0 104,6 108,8

29 17,2 32,6 108,8 119,6

30 17,2 35,4 117,1 119,9

Примечание: описание вариантов см. схему опыта

Таблица 2.

Накопление Р2О 5 в растениях озимой пшеницы в 2010 - 2012 гг., кг/га

Вариант Фаза вегетации

кущение выход в трубку колошение полная спелость

1 2,3 6,4 19,9 25,9

2 3,1 8,0 23,6 31,2

3 3,8 8,9 24,0 30,7

4 3,7 10,9 26,6 34,1

5 3,4 9,6 25,3 32,7

6 3,5 8,7 25,0 33,8

7 4,1 7,9 22,6 35,4

8 4,4 9,2 23,8 34,5

9 3,1 11,0 27,6 39,0

10 3,9 11,1 27,8 40,3

11 3,8 10,3 29,8 41,0

12 3,6 11,7 31,1 40,8

13 3,5 10,6 31,9 44,9

14 3,4 12,0 32,5 40,1

15 3,7 8,9 30,6 36,8

16 3,7 11,8 30,0 37,8

17 4,3 10,6 27,2 41,3

18 4,3 10,2 30,8 42,2

19 4,5 10,8 30,0 39,5

20 4,5 11,1 31,6 39,5

21 3,6 10,87 29,9 46,2

22 3,6 11,87 33,0 44,4

23 3,5 11,22 30,7 44,6

24 3,4 12,88 31,2 45,7

25 3,7 10,65 36,6 47,0

26 3,7 12,07 37,6 46,1

27 4,2 10,71 39,2 48,1

28 4,3 11,70 40,5 45,7

29 4,5 11,67 39,4 50,3

30 4,5 11,92 44,6 51,2

Примечание: описание вариантов см. схему опыта

Общая динамика накопления КРК при внесении минеральных удобрений независимо от формы и дозы внесения сохранялась, однако количество элементов питания по фазам накапливалось неравномерно.

Таблица 3.

Накопление К 2 О в растениях озимой пшеницы в 2010 - 2012 гг., кг/га

Вариант Фаза вегетации

кущение выход в трубку колошение полная спелость

1 9,2 29,1 37,7 31,5

2 12,3 31,8 41,2 36,6

3 15,4 36,2 42,9 38,5

4 15,1 42,0 43,6 41,3

5 14,2 38,6 43,6 40,3

6 15,5 41,3 46,7 41,2

7 17,9 41,7 43,3 41,5

8 19,0 43,6 46,9 41,6

9 13,0 48,4 48,9 48,4

10 16,2 49,3 50,4 49,0

11 15,1 42,9 52,7 49,4

12 15,1 49,9 53,2 46,6

13 14,5 47,2 54,0 52,2

14 14,5 53,7 55,1 54,0

15 14,8 37,6 54,9 48,7

16 14,8 47,7 55,2 45,4

17 17,0 44,2 51,1 46,9

18 17,0 43,0 54,5 49,9

19 18,0 45,6 61,5 52,2

20 18,0 48,6 53,9 48,3

21 15,1 46,4 53,3 49,5

22 15,1 49,6 53,4 53,1

23 14,5 49,5 53,6 52,1

24 14,5 51,2 54,5 52,2

25 15,2 45,3 58,2 54,3

26 15,2 50,3 60,4 55,3

27 17,5 45,5 66,8 59,8

28 17,5 49,2 64,6 62,3

29 18,5 50,0 71,2 63,9

30 18,5 50,6 71,3 66,7

Примечание: описание вариантов см. схему опыта

При использовании фосфорных удобрений с осени большее накопление элементов питания к фазе полной спелости отмечено на варианте с аммофосом в дозировке ^0Р60. Общее накопление азота составило 78,2 , Р2О5 - 34,1 и К2 О -51,3 кг/га, что выше контроля на 49,5; 31,6 и 33,7 % соответственно.

При использовании азотных удобрений осенью, большее накопление азота и Р2О5 наблюдалось на варианте с применением аммиачной селитры, накопление к полной спелости составило 79,0 и 35,4 кг/га соответственно. К2О с использованием карбамида, со значением 52,3 кг/га.

Согласно схеме опыта, происходило расщепление делянок первого порядка, на последующие, с предусмотренными внесениями удобрений в период весеннего отрастания и колошение.

Применение азотных удобрений ,в период весеннего отрастания в, дозе К80 - 83 на фоне осеннего использования фосфорных в дозе Р3о с общей дозой удобрения К90Р30, способствовало увеличению накопления азота и Р 2 О 5 и К 2 О к фазе полной спелости, относительно контроля, в большей степени на варианте с использованием КАСа на фоне ЖКУ. Накопление составило 93,7; 40,3 и 61,3 кг/га соответственно.

Применение азотных удобрений в период весеннего отрастания в дозировке К40 _ 46 на фоне фосфорных удобрений в повышенной дозировке, с общей дозой удобрения К60Р60, более существенно увеличило накопления азота к полной спелости на варианте с использованием КАСа весной и ЖКУ осенью. Накопление увеличилось на 45,4 кг/га. По накоплению Р2О5 и К2О выделился вариант с использованием аммиачной селитры в жидком виде весной, на фоне осеннего применения ЖКУ. Накопление увеличилось на 19,0 и 33,1 кг/га.

На вариантах с использованием фосфорных удобрений в дозе N7 _ 10 Р30 в

период весеннего отрастания на фоне азотных удобрений в дозировке ^0 осеню, с общей дозой удобрения ^0Р 30, большим накоплением азота выделился вариант с применением аммофоса на фоне аммиачной селитры (98,4 кг/га), что на 86,4 % больше, чем на контроле. Большим накоплением Р2О5 отмечена схема с применением ЖКУ на фоне аммиачной селитры (42,2 кг/га), что на 62,9% больше, чем на контроле. К2О больше накопилось на варианте с осенним применением карбамида и весенней подкормкой аммофосом, прибавка к контролю составила 72,7%, со значением 66,3 кг/га.

При добавлении второй подкормки в фазу колошение, на вариантах с общей дозой удобрения ^0Р60, включающая в себя осеннее внесение фосфорных удобрений в дозе ^4 _ 20Р60, подкорку азотными удобрениями в период весеннего отрастания в дозе ^0-46 и ^0 в колошение. Более высокое накопление азота, к фазе полной спелости, в этой дозировке, было получено при использовании карбамида в колошение и в весеннее отрастание, и осеннего применения аммофоса. Общее накопление азота составило 107,6 кг/га, что превышает фоновый вариант, в данном случае вариант с карбамид на фоне аммофоса, на 13,3 %, а контроль на 103,8%.

Большее накопление фосфора и калия к полной спелости, отмечалось на варианте с подкормкой в колошение аммиачной селитрой на фоне подкормки аммиачной селитры в период весеннего отрастания и осеннего применения аммофоса. Накопление элементов увеличилось на 5,2 и 22,0 кг/га относительно фона и на 20,3 и 45,1 кг/га соответственно, относительно контроля.

При дозировке К120Р30 отмечалось максимальное накопление элементов питания по всему опыту. Наибольшее накопление всех элементов питания к фазе полной спелости, отмечено на варианте с подкормкой карбамидом в колошение, фоном был вариант с применением ЖКУ в период весеннего отрастания и карбамида до посева. Накопление азота составило 119,9 кг/га, Р2О5 - 51,2 кг/га и К2О - 85,0 кг/га, что выше, чем на фоновом варианте на 26,0; 11,7 и 24,4 кг/га и относительно контроля на 67,1; 25,3 и 46,6 кг/га соответственно.

Содержание элементов питания и динамика накопления их в растении, напрямую влияет на количество и качество полученного урожая.

На варианте без внесения удобрений урожайность составила 2,83 т/га, количество клейковины - 21,8%, ИДК - 59,7 ед., что соответствует показателям качества зерна 4 -го класса.

При внесении фосфорных удобрений осенью, на варианте с максимальным накоплением элементов питания прибавка урожайности составила 18%, качество зерна находилось на уровне контроля.

При осеннем внесении азотных удобрений, на варианте с большим накоплением N и Р2О5 прибавка урожайности составила 0,63 т/га с качеством зерна на уровне контроля. На варианте с большим накоплением К2О отмечено более существенное повышение качества зерна, на 2,1% клейковины, что соответствует показателям зерна 3 -го класса.

При дозировке ^0Р30, на варианте с большим накоплением азота и Р2О5, с внесением аммиачной селитры в дозе ^3 в период весеннего отрастания на фоне аммофоса в дозе ^Р30 с осени, урожайность составила 3,87 т/га, количество клейковины 24,9%, ИДК 55. На варианте с большим накоплением К2О, с внесением КАСа в период весеннего отрастания и ЖКУ с осени, урожайность составила 3,89 т/га, количество клейковины - 23,5%, ИДК - 61. Эта закономерность обусловлена большим посуточным накоплением азота и калия в период от всходов до колошения и снижением в период колошение - полная спелость.

Накопление элементов происходило более равномерно, соответственно продуктивная влага из почвы расходовалась экономнее, что и позволило данному сочетанию удобрений в исследуемых дозировках получить большее количество урожая. А варианту с аммиачной селитрой в весеннее отрастание и аммофосом с осени, более качественное зерно, из - за большего накопления элементов питания к фазе полной спелости.

Таблица 4.

Количество и качество зерна озимой пшеницы в 2010 - 2012 гг._________

№ Урожайность, т/га Прибавка качество

т/га % к контролю количество клейковины в, % ИДК, ед

1 2,83 - - 21,8 59,7

2 3,19 0,36 13 22,7 56

3 3,16 0,33 12 22,7 62

4 3,35 0,52 18 21,7 53

5 3,32 0,49 17 22,1 64

6 3,30 0,47 16 22,0 70

7 3,46 0,63 22 21,9 70

8 3,37 0,54 19 23,9 64

9 3,87 1,04 37 24,9 55

10 3,89 1,06 38 23,5 61

11 3,90 1,07 38 23,1 55

12 3,96 1,13 40 23,5 62

13 4,14 1,31 46 21,5 52

14 4,04 1,21 43 23,7 64

15 3,66 0,83 29 21,1 55

16 3,69 0,86 30 21,1 52

17 3,99 1,16 41 22,2 55

18 3,98 1,15 41 21,3 41

19 3,87 1,04 37 24,2 60

20 3,84 1,01 36 24,8 61

21 4,14 1,31 46 23,2 52

22 4,43 1,60 56 25,3 60

23 4,17 1,34 47 23,5 56

24 4,37 1,54 54 23,1 52

25 4,29 1,46 52 24,7 62

26 4,38 1,55 55 24,3 52

27 4,40 1,57 55 25,1 63

28 4,28 1,45 51 24,3 52

29 4,53 1,70 60 25,0 59

30 4,60 1,77 62 25,7 51

Примечание: описание вариантов см. схему опыта

На вариантах с общей дозой удобрения ^0Р60 , максимальная урожайность на фоне большего накопления Р2О5 и К2О, получена по схеме с использованием осенью аммофоса в дозе ^4Р60 и аммиачной селитры в жидком виде, в период весеннего отрастания в дозе N3^ Прибавка относительно контроля получена на уровне 1,31 т/га и качеством зерна 4 - го класса с количеством клейковины - 21,5% и ИДК - 52. На варианте с большим накоплением азота, использованием ЖКУ с осени и КАС в весеннее отрастание в тех же дозах, прибавка получена на 0,1 т/га меньше предыдущего варианта, но с зерном качества 3 - го класса.

При использовании с осени азотных удобрений в дозе ^0 и корректирующих подкормок фосфором в дозе N7 . 10Р30, прибавка в 1,15 т/га была получена на варианте с большим накоплением N и Р205 , но количество клейковины было 21,3% с ИДК 55, что соответствует качеству зерна 4 - го класса. На варианте с большим накоплением К 2 О и использованием при этом аммофос в весеннее отрастание и карбамид с осени, зерно было 3 - го класса с клейковиной 24,2% и ИДК - 60. Урожайность составила 3,84 т/га.

Получение зерна с клейковиной 24,2% обусловлено более равномерным накоплением всех элементов питания с незначительным отставанием от варианта с большим накоплением азота и фосфора.

При внесении полной дозы удобрения в три этапа с добавлением подкормки в колошение и общей дозой ^0Р60 , максимальная прибавка как урожайности по сравнению с контролем (1,6 т/га), так и качества (содержание клейковины на 3,5%

больше) с ИДК 60, получено на варианте со средним содержанием всех элементов питания. Это обусловлено равномерным накоплением элементов питания с повышением интенсивности накопления к полной спелости и эффективным расходованием влаги в течении вегетации.

Максимальные прибавки урожайности и качества зерна озимой пшеницы, относительно контроля, на фоне максимального накопления элементов питания среди всех изучаемых схем внесения удобрений получены при дозировке ^20Р30. На варианте с большим накоплением азота и К2О, с использованием осенью карбамида в дозе ^0, в период весеннего отрастания ЖКУ в дозе ^0Р30 и карбамида ^0 в колошение получена прибавка урожайности 1,77 т/га, качество - 3,9% и значение ИДК 51. На варианте с большим накоплением Р205 прибавка урожайности - 1,70 т/га, клейковины - 3,2% и значение ИДК - 59 ед.

Заключение.

С точки зрения максимального накопления элементов питания и, как следствие получение более высоких урожаев озимой пшеницы после предшественника озимая пшеница, с качеством зерна 3 - го класса и содержания клейковины более25%, эффективнее применять схемы:

1. При общей дозе удобрения ^0Р60: осеннее применение аммофоса в дозе ^4Р60 с подкормкой в период весеннего отрастания и колошение карбамидом в дозе ^6 и ^0 .

2. При общей дозе удобрения ^20Р30: осеннее применение карбамида в дозе ^0 с последующим применением в период весеннего отрастания ЖКУ в дозе N10Р30 и в колошение карбамид в дозе ^0.

Список литературы:

1.Лабынцев А.В. Сохранение плодородия чернозема обыкновенного Северного Кавказа и повышение продуктивности пашни. / Автореферат на соискание ученой степени Доктора сельскохозяйственных наук. - Рассвет. 2002.