Отзывчивость озимой пшеницы на подкормку удобрениями в Волгоградской области

НАУКА ПРОИЗВОДСТВУ

ОТЗЫВЧИВОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ НА ПОДКОРМКУ УДОБРЕНИЯМИ В ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ В.В. Балашов, В.Н. Левкин

Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

Озимая пшеница - ведущая зерновая культура Волгоградской области, которая занимает около 1 млн.га. Значительные колебания урожайности связаны с влаго-обеспеченностью и условиями перезимовки растений, а также внедрением новых технологий, применения удобрений и использования новых интенсивных сортов. Поэтому на Октябрьском госсортучастке были проведены исследования по отзывчивости озимой пшеницы сорта Дон 95 на осеннюю и весеннюю подкормку.

Почва опытного участка светло-каштановая, мощность гумусового горизонта 27-32 см, средняя глубина вскипания от НС1 27-40 см, выделение карбонатов в виде белоглазки отмечается с глубины 57-60 см. Содержание гумуса до 2,36%, обеспеченность гидролизуемым азотом (по Корнфильду) - низкая (менее 100 мг/кг почвы), подвижным фосфором (по Мачигину) 15-20 мг/кг, обменным калием 300-400 мг/кг сухой почвы. Содержание минеральной серы (атомно-адсорбционный метод) составляет 6-12 мг/кг. По механическому составу почвы представляют иловато-крупнопылеватые тяжелые суглинки. Плотность сложения пахотного слоя - 1,32 т/м3, общая порозность пахотного слоя 50,1-48,3%. Влажность завядания для метрового слоя почвы составляет 8,13%.

Предшественник - черный пар. Норма высева - 4,0 млн. всхожих семян на 1 га, площадь учетной делянки -28,5 м2, повторность четырехкратная, размещение систематическое в два яруса.

Опыт включал следующие варианты: 1. Контроль (б/у); 2. Р25 (при посеве); 3. Р25 + ^0 (при посеве); 4. Р25 (при посеве) + ^0 (весной в фазе отрастания); 5. Р25 (при посеве)+ N50 (весной) + N3,3 (молочная спелость).

Полевая всхожесть семян - один из важнейших показателей, от которой зависели формирование оптимальной густоты стояния, а также развитие растений в осенний период. Полное прорастание семян и быстрое появление всходов отмечается при условии, что в слое 0-20 см имеется не менее 20-25 мм доступной влаги, а температура удерживается выше +14 оС (табл. 1).

Одной из причин значительных колебаний полевой всхожести и удлинения периода (посев - всходы) до 9-16 дней стали условия влагообеспеченности. Так, запасы доступной влаги в слое 0-20 см перед посевом составили в 2003 г. - 16,3 мм, в 2004 г. - 24,7 мм, в 2005 г. - 14,5 мм. Запасы доступной влаги 16,3 и 24,7 мм обеспечивали появление всходов через 10-9 дней.

Вопрос о целесообразности внесения фосфора при посеве не вызывает сомнения, данное положение подтверждено многочисленными исследованиями. Сроки и дозы внесения азота в осенний период в зоне исследований подлежат постоянной корректировке. Наиболее устойчивые положительные результаты получены при внесении азота в подкормку ранней весной (по мерзлоталой почве или в период весеннего кущения). Как показали наблюдения значительного снижения полевой всхожести от внесения N не прослеживается, а по отношению к контролю (б/у) в 2004 и 2005 гг. отмечено повышение полевой всхожести на 3,2 и 1,3%.

Кроме воды, которая является необходимой средой проявления активности ферментов, находящихся в семени, определенное влияние на активность прорастания оказывала концентрация элементов питания в почве. Можно предположить, что активность этих процессов существенно меняется в процессе набухания и прорастания зародыша в вариантах с удобрениями. Внесение Р25 и Р25 + N50 положительно влияло на степень развития растений озимой пшеницы в осенний период. Действие азота весьма различно и определяется гидротермическими условиями периода осенней вегетации (табл. 2).

При внесении азота с осени следует учитывать связанные между собой процессы: динамику доступных форм азота в почве в течение вегетации, поглощение азота растениями и влияние поглощенного азота на продукционный процесс.

Процессы трансформации азота в почве при осеннем внесении сложны и многообразны. Азот в почве находится

1. Полевая всхожесть семян озимой пшеницы Дон 95 в зависимости от удобрения

Показатель Годы Среднее за три года

2003 2004 2005

Контроль

Получено всходов, шт/м2 330 260 185 258

Полевая всхожесть, % 82,5 65,0 46,2 64,5

Р25 при посеве

Получено всходов, шт/м2 332 284 193 269

Полевая всхожесть, % 83,1 71,0 48,2 67,2

Р25 + М50 при посеве

Получено всходов, шт/м2 325 273 190 262

Полевая всхожесть, % 81,3 68,2 47,5 65,5

2. Состояние растений озимой пшеницы Дон 95 перед уходом в зиму в зависимости от удобрения

Варианты Коэф( ициент кущения Высота растений, см Воздушно-сухая масса, г/м2

2003 г. 2004 г. 2005 г. 2003 г. 2004 г. 2005 г. 2003 г. 2004 г. 2005 г.

Контроль (б/у) 2,6 3,5 2,1 15 20 13 38 42 36

Р25 2,8 5,2 2,3 17 23 15 45 45 42

Р25 + N50 3,8 5,7 2,6 20 26 22 58 65 50

в трех видах: легкогидролизуемый органический азот, обменно-поглощенный аммоний и нитраты. Формы азота тесно связаны с влажностью почвы и претерпевают значительные изменения. Установлено, что при недостаточной влагообеспеченности, когда нитраты в верхнем слое почвы практически отсутствуют, что было характерно для условий 2003 и 2005 гг., а после посева выпали от внесения Р25 + N50 Внесение Р25 + N50 в условиях достаточной влагообеспеченности способствовало более интенсивному росту и развитию растений.

Одним из показателей уровня обеспеченности растений основными элементами питания является их содержание в надземной биомассе. Однако нередки случаи, когда его величина возрастает, а сохранность растений в период перезимовки снижается (табл. 3).

В условиях недостаточной влагообеспеченности осеннее внесение Р25 + N50 по отношению к контролю повышало зимостойкость, что обусловлено изменениями в углеводном обмене, когда за счет более высокой обеспеченности растений азотом процессы фотосинтеза протекают более активно и содержание углеводов в узлах кущения повышается. Сохранность растений наиболее высокой была в варианте внесения Р25 при посеве (табл. 3).

Несмотря на то, что действие азотных удобрений положительно сказалось на осеннем развитии и перезимовке, их влияние на показатели структуры урожая и урожайность по годам исследований зависело от гидротермических условий весенне-летней вегетации.

Данные таблицы 4 показывают более высокую эффективность весенней азотной подкормки по фону осеннего внесения Р25. Так, прибавка по отношению к контролю в 2004 г. составила 2,25 т/га, в 2005 г. - 2,50 т/га, в 2006 г. - 0,93 т/га, при среднем значении за три года - 1,89 т/га.

3. Содержание азота и фосфора в растениях озимой мягкой пшеницы Дон 95 в осенний период, % на сухое вещество___________

Вариант Начало кущения Конец осенней вегетации Перезимовка, %

азот фосфор азот фосфор

2003-2004 г.

Контроль (б/у) 2,30 0,80 2,20 0,80 82,5

Р25 2,40 0,85 2,20 0,85 88,0

Р25 + N50 2,80 0,90 2,95 0,90 85,2

2004-2005 г.

Контроль (б/у) 2,50 0,70 2,65 0,80 87,7

Р25 2,60 0,75 2,70 0,80 96,1

Р25 + N50 3,10 0,80 3,15 1,05 89,7

2005-2006 г.

Контроль (б/у) 2,15 0,70 2,05 0,80 75,1

Р25 2,20 0,70 2,15 0,80 93,7

Р25 + N50 2,60 0,80 2,80 1,00 91,5

Совместное осеннее внесение Р25 + ^0 было менее эффективным. В зоне исследований на светлокаштановых почвах при посеве озимой пшеницы по черному пару целесообразно припосевное внесение Р25.

При определении дозы азота при весенней подкормке нужно учитывать характер зимних повреждений и количество сохранившихся растений. В результате воздействия на растения низких температур может отмечаться гибель не только стеблей, но и отдельных растений, иногда отмечается гибель практически всех листьев, но сохраняются узлы кущения. Чем сильнее повреждены растения, тем больше снижается эффективность высоких (Ы50) доз азотных подкормок (2006 г.).

4. Показатели структуры и урожайность ^ озимой пшеницы Дон 95 в зависимости от уровня питания

Вариант Количество растений к уборке, шт/м2 Количество продуктивных стеблей, шт/м2 Продуктивная кустистость, шт. Высота растений, см Длина колоса, см Количество зерен в колосе, шт. Масса зерна с колоса, г Хозяйственная урожайность, т/га

2004 г.

Контроль (б/у) 272 762 2,80 75,3 6,1 16,0 0,54 3,55

Р25 292 876 3,00 78,5 6,2 17,5 0,60 4,80

Р25 + N50 (при посеве) 276 842 3,05 82,3 6,3 18,0 0,64 4,95

Р25 + ^0 (весной) 298 938 3,15 86,8 6,5 19,5 0,65 5,80

Р25 + ^0 (весной) +^0 (молочная спелость) 298 938 3,15 86,8 6,5 20,2 0,66 5,85

2005 г.

Контроль (б/у) 222 688 3,1 77,8 5,6 15,8 0,60 3,88

Р25 269 945 3,51 86,0 5,6 19,2 0,65 5,66

Р25 + N50 (при посеве) 236 791 3,35 90,3 6,3 16,7 0,59 4,25

Р25 + ^0 (весной) 253 923 3,65 81,4 6,5 22,6 0,76 6,38

Р25 + ^0 (весной) +N30 (молочная спелость) 257 1053 4,09 88,3 6,8 17,9 0,65 6,34

2006 г.

Контроль (б/у) 131 451 3,44 81,9 6,3 16,8 0,50 1,98

Р25 17,6 496 2,82 79,8 6,4 19,1 0,60 2,59

Р25 + N50 (при посеве) 165 432 2,62 82,1 6,8 22,4 0,60 2,38

Р25 + ^0 (весной) 178 516 2,90 79,9 6,0 22,3 0,60 2,91

Р25 + ^0 (весной) + N3,3 (молочная спелость) 163 441 2,71 77,3 62 23,7 0,70 2,99

Положительное влияние минеральных удобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы общеизвестно. Наиболее эффективный прием повышения содержания белка и клейковины, как показали исследования - поздние подкоромки азотом, когда ростовые процессы в значительной мере завершены, и азот в основном используется на синтез белка и накопление его в зерновке. Более высокое содержание белка было отмечено в варианте с ^0 весной и дополнительно ^0 в фазе молочной спелости.

Исследования показали, что хлебопекарные свойства зерна озимой пшеницы изменялись как от применения минеральных удобрений, так и от погодных условий. Так, содержание белка в контроле в 2004, 2005 гг. составило 9,19,8, при 13,3 в условиях 2006 г. Внесение Р25 при посеве обеспечивало повышение белка в 2004-2005 гг. Изменение содержания белка и клейковины было в вариантах Р25 +^0 (весна) и Р25 + ^0 (весна) +^0 (молочная спелость).

Несмотря на то, что действие поздних азотных подкормок на накопление белка в зерне озимой пшеницы изучалось многими авторами, но как показали исследования это не всегда эффективно. Так, применение повышенных доз азота (Ы50 + N30) в условиях 2004 и 2005 гг. не обеспечивало получение зерна, отвечающего требовани-

ям сильной пшеницы. На содержание белка, количество и качество клейковины значительное влияние оказали гидротермические условия летнего периода.

Полученные данные свидетельствуют о том, что с повышением влагообеспеченности за счет атмосферных осадков снижается содержание белка, количество и качество клейковины, но при этом с увеличением уровня азотного питания значительно возрастает урожайность и белковость зерна. Внесение азотных подкормок в условиях засушливого 2006 г. оказалось менее эффективным. Так, в варианте Р25 + N50 (весной) + N30 (молочная спелость) содержание белка возросло до 14,5%, против 13,3% в контроле, а содержание клейковины - до 29,0%, при 27,0% в контроле.

Таким образом, несмотря на то, что азот поздней подкормки накапливается, главным образом, в зерне, путь его поступления в зерно идет обязательно через листья. Концентрация общего азота в листьях зависит от их физиологического состояния. Эффективность поздних подкормок выше тогда, когда верхние (1-2) листья по физиологическому состоянию способны активно поглощать внесенный азот. Исследования показали, что поздние подкормки необходимы для повышения качества зерна в условиях хорошей влаго-обеспеченности в период формирования - налив зерна.

ВЛИЯНИЕ НЕКОРНЕВЫХ ПОДКОРМОК НА ПРОЦЕССЫ ФОТОСИНТЕЗА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ О.А. Бархатова, Ф.В. Ерошенко, И.В. Нешин

Ставропольский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Метаболизм азота в растениях сопряжен с процессами фотосинтеза. Продукты фотохимических стадий используются растительным организмом для восстановления нитратов (Андреева, 1982). Считается, что N02 может выполнять роль акцептора в работе фотосистемы I (Науменко, Махнев, 1986). С другой стороны, гуминовые кислоты, в силу наличия электронно-донорных свойств у их молекул, могут усиливать электрон-транспортные потоки в цепи фотосинтеза (Смирнова, Виноградова, 2004). Поэтому большую актуальность приобретают исследования, направленные на изучение влияния азотных подкормок и их совместного применения с гуматом натрия на структурную организацию, активность и эффективность работы фото-синтетического аппарата. Так как основная часть азота при проведении некорневых подкормок усваивается растениями в первые несколько часов, то встает вопрос о роли освещенности в эффективности применяемых удобрений. Поэтому в наших исследованиях дан сравнительный анализ влияния некорневых азотных и совместных с гуматом натрия подкормок, в утренние и вечерние часы, на фото-синтетические процессы растений озимой пшеницы.

Опыты закладывали на экспериментальном участке отдела физиологии растений СНИИСХ. Исследования проводили на озимой пшенице сорта Русса. Активность первичных процессов фотосинтеза изучали методом замедленной флуоресценции - ЗФ (Тарусов, Веселовский, 1978). Содержание хлорофилла определяли по методике Я.И. Милаева и Н.П. Примак (1969). Отношение хлоро-

филла светособирающего комплекса (Хлсск) к хлорофиллу реакционных центров определялось расчетным методом (Рубин и др., 1982). В фазе колошения на посевах озимой пшеницы применяли мочевину (из расчета 30 кг на 1 га по д.в.) и гумат натрия (80 г на 1 га) путем опрыскивания. Лабораторные исследования проводили в фазе налива зерна. Урожайность зерна и его качественные показатели определяли в фазу полной спелости.

Наши исследования показали, что некорневые азотные подкормки и совместное применения азота с гума-том натрия существенно влияет как на структурную организацию фотосинтетического аппарата, так и на эффективность его функционирования. Подкормка мочевиной в утренние часы стимулировала синтез хлорофилла а и Ь, в то время как совместное применение мочевины с гуматом натрия вело к некоторому снижению хлорофилла а и увеличению хлорофилла Ь (табл. 1). Ночные обработки не оказывали существенного влияния на количество хлорофилла а, но увеличивали долю хлорофилла Ь. Следует отметить, что некорневые обработки снижают такой показатель как а/Ь, что говорит об изменениях в структурной организации фотосинтетического аппарата, которые способствует улучшению условий светосбора фотосинтетической единицы. Наличие изменений в структурной организации фотосинтетического аппарата подтверждается данными отношения хлорофилла светособирающего комплекса к хлорофиллу реакционных центров фотосистемы I и фотосистемы II.