ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗНЫХ ФОРМ АЗОТНОГО УДОБРЕНИЯ ПРИ РАННЕВЕСЕННЕЙ ПОДКОРМКЕ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ НЕУСТОЙЧИВОГО УВЛАЖНЕНИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

АГРОНОМИЯ

DOI 10.25930/2687-1254/001.1.14.2021 УДК 633.11«324»:631.84:631.5

ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗНЫХ ФОРМ АЗОТНОГО УДОБРЕНИЯ ПРИ РАННЕВЕСЕННЕЙ ПОДКОРМКЕ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ НЕУСТОЙЧИВОГО УВЛАЖНЕНИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

А.Г. Демидова, Д.А. Ахмедшина

Исследования по изучению влияния ранневесенней азотной подкормки на продуктивность и качество зерна озимой пшеницы проведены в условиях неустойчивого увлажнения Ставропольского края на экспериментальном поле лаборатории почвоведения и агрохимии ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр». На фоне основного внесения 1,0 ц/га аммофоса (N12P52) подкормка разными формами азотного удобрения способствовала достоверному увеличению урожайности культуры на 0,7-1,04 т/га. Установлена высокая эффективность использования в подкормку всех форм азотного удобрения, но наиболее высокая урожайность озимой пшеницы достигнута при внесении аммиачной селитры (4,02 т/га) и совместном использовании КАС-32 с тиосульфатом аммония (ATS) в соотношении 4:1 -4,10 т/га. В результате применения этих форм удобрений получены самые высокие экономические показатели производства зерна в опыте. Рентабельность составила 33%, прибыль - 12066-12326 руб./га, себестоимость 1 тонны зерна - 9119-9124 руб. Добавка водорастворимого удобрения NPK марок 13:40:13 и 20:20:20 при подкормке озимой пшеницы КАС-32 существенного влияния на урожайность культуры не оказала, но способствовала увеличению содержания сырой клейковины в зерне на 1,2% в сравнении с КАС-32.

Ключевые слова: озимая пшеница, ранневесенняя подкормка, КАС-32, тиосульфат аммония, карбамид UTEC, водорастворимые удобрения, нитроаммофоска, урожайность, экономическая эффективность.

THE EFFECTIVENESS OF DIFFERENT FORMS OF NITROGEN FERTILIZER IN THE EARLY-SPRING FERTILIZATION OF WINTER WHEAT IN

THE CONDITIONS OF UNSTABLE MOISTURE OF THE STAVROPOL

TERRITORY

A.G. Demidova, D.A. Akhmedshina

The studies on the impact of early-spring nitrogen fertilizer on the productivity and quality of winter wheat grain were conducted in the conditions of unstable moisture in the Stavropol Territory on the experimental field of the Laboratory of Soil Science and Agrochemistry of FSBSI "North Caucasus Federal Agricultural Research Center". Along with

the main application of 0.1 t/ha of ammophos (N12P52), fertilization with various forms of nitrogen fertilizer contributed to a significant increase in crop yield by 0.7-1.04 t / ha. It was established that using all forms of nitrogen fertilizer had a high efficiency, but the highest yield of winter wheat was achieved with the application of ammonium nitrate (4.02 t / ha) and the couse of UAN-32 with ammonium thiosulfate (ATS) in the ratio of 4:1 - 4.10 t/ha. As a result of the use of these forms of fertilizers, we obtained the highest economic indicators of grain production in the experiment. The profitability was 33%, the profit was 12066-12326 rubles/ha, the cost of 1 ton of grain - 9119-9124 rubles. The addition of water-soluble fertilizer NPK 13:40:13 and 20:20: 20 when fertilizing winter wheat with UAN-32 did not have a significant effect on crop yield, but contributed to an increase in the content of wet gluten in the grain in comparison with UAN-32 by 1.2%.

Key words: winter wheat, early-spring fertilization, UAN-32, ammonium thiosulfate, UTEC urea, water-soluble fertilizers, ammonium nitrate phosphate fertilizer, yield, economical efficiency

В системе удобрения озимой пшеницы для повышения урожайности и качества зерна значительная роль отводится ранневесенней азотной подкормке, которую целесообразно проводить в соответствии с результатами почвенной и растительной диагностики состояния посевов. Эффективность данного мероприятия в значительной степени зависит от погодных условий, определяющих обеспеченность растений влагой, а также от складывающегося азотного режима почвы. В условиях Ставропольского края подкормка азотными удобрениями считается высокоэффективной при небольших запасах нитратного азота в метровом профиле чернозёма (менее 75 кг/га) [6, 8, 9].

Необходимость проведения подкормки подтверждена многими исследованиями, выполненными в регионе, в которых отмечалось её положительное влияние на урожай и качество зерна [1, 2, 4, 7].

В зоне неустойчивого увлажнения в сравнении с засушливой зоной края азотная ранневесенняя подкормка обеспечивала более высокую прибавку урожайности зерна, но при этом существенных различий в эффективности разных форм азотного удобрения, используемых для её проведения, выявлено не было [4]. Установлена также высокая эффективность азотной подкормки, проводимой в фазу выхода растений в трубку, способствовавшей не только повышению урожайности озимой пшеницы, но и увеличению содержания белка и клейковины в зерне, а также натуры и стекловидности зерна [2].

В исследованиях, проведённых в Центральном Предкавказье в 2016-2019 гг., наилучшие результаты получены при двукратном применении в подкормку весной КАС в дозах по 70 кг азота на 1 га [5].

В настоящее время в связи с преимущественным возделыванием современных интенсивных сортов озимой пшеницы, более требовательных к условиям минерального питания, исследования, направленные на поиск путей повышения эффективности азотной подкормки, приобретают всё большую актуальность.

Цель исследований - изучить влияние подкормки разными формами азотного удобрения на продуктивность и качество зерна озимой пшеницы в условиях неустойчивого увлажнения Ставропольского края.

Материалы и методы исследования. Исследования проведены на экспериментальном поле лаборатории почвоведения и агрохимии ФГБНУ «СевероКавказский федеральный научный аграрный центр», расположенном в г. Михайловске Ставропольского края.

Климат зоны проведения исследований - среднеконтинентальный, со среднегодовой температурой воздуха +9,7 оС и годовым количеством осадков 558 мм. За вегетационный период выпадает около 410 мм. Почва опытного участка - чернозём обыкновенный мощный слабогумусированный тяжелосуглинистый на карбонатных лессовидных суглинках. В слое почвы 0-20 см содержится: гумуса - 3,92%; нитратного азота (N-N03) - 4,7 мг/кг; подвижного фосфора (Р2О5) - 23 мг/кг; подвижного калия (К2О) - 202 мг/кг, рН водной вытяжки - 7,03.

Вегетационный период развития озимой пшеницы в 2019-2020 с.-х. году характеризовался повышенным температурным режимом и недостатком атмосферной влаги. Среднегодовая температура воздуха превысила среднемноголетнее значение на 1,6 оС, а недобор годовой суммы осадков в сравнении со среднемноголетним значением составил 110 мм. Вместе с тем тёплая зима, раннее время возобновления весенней вегетации и выпадение осадков в наиболее ответственные периоды роста и развития озимой пшеницы (перед посевом в сентябре, повышенная влагозарядка почвы в январе и в период колошения-налива зерна в мае-июне) оказали положительное влияние на отзывчивость культуры на основное удобрение и эффективность ранневесенней азотной подкормки. В зимние месяцы распределение осадков было неравномерным: в январе выпало 142% осадков к среднемноголетнему значению, а в декабре и феврале их дефицит составил 33% и 66% к норме. В мае количество осадков почти соответствовало норме, а в июне превысило её на 20% при повышенном температурном режиме. В то же время засушливые условия с существенным недобором осадков в марте и апреле наряду с наблюдавшимися в апреле заморозками отрицательно повлияли на развитие растений.

Сев озимой пшеницы проведён в оптимальный срок - 3 октября 2019 г. Осадки, выпавшие в первой декаде октября (17,3 мм, или 115% к норме), сразу после проведения сева, обеспечили своевременное появление всходов. Во время возобновления весенней вегетации озимой пшеницы на 27 марта 2020 г. запасы влаги в метровом слое почвы составили 107 мм и характеризовались как недостаточные, но их количество не стало ограничивающим фактором для проведения азотной подкормки.

В опыте высевался сорт Багира по предшественнику кукуруза на зерно. Площадь опытных делянок - 100 м2, повторность - четырёхкратная, размещение вариантов -систематическое. На всех вариантах опыта в качестве основного удобрения применялся аммофос в количестве 1,0 ц/га (N^52). Подкормка в дозе 64-69 кг/га азота проводилась в период возобновления весенней вегетации растений и для её выполнения использовались следующие формы азотных удобрений: 1. Без подкормки (контроль); 2. Аммиачная селитра, 200 кг/га (N69); 3. Карбамид иТЕС, 150 кг/га (N69); 4. КАС-32, 200 кг/га (N64); 5. КАС-32 200 кг/га (N64) + тиосульфат аммония (АТS),50 кг/га (^12); 6. КАС-32, 200 кг/га (N64) + ВРУ №К (13:40:13), 4 кг/га. В 6-ом варианте растения в фазу выхода в трубку были дополнительно обработаны ВРУ №К (20:20:20) в дозе 4 кг/га. Расход воды - 150-200 л/га. Агротехника в опыте применялась общепринятая для данной сельскохозяйственной зоны Ставропольского края.

Отбор снопового материала для определения структуры урожая и учёт урожайности озимой пшеницы с помощью малогабаритного комбайна Сампо-130 проведены в фазу полной спелости зерна. Для анализа качества зерна в лаборатории определяли следующие показатели: массовую долю сырой клейковины, содержание белка, общую стекловидность и зольность. Математическая обработка результатов исследований проходила методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [3].

Результаты исследований и их обсуждение. В условиях 2019-2020 г. ранневесенняя азотная подкормка обеспечила существенное (на 0,70-1,04 т/га, или 23-34%) увеличение урожайности озимой пшеницы в сравнении с контролем (табл. 1).

Таблица 1 - Влияние ранневесенней подкормки разными формами азотных удобрений на урожайность озимой пшеницы, т/га

Варианты опыта Доза удобрения, кг/га д.в. Урожайность, Прибавка

т/га т/га %

1. Без подкормки (контроль) - 3,06 - -

2. Аммиачная селитра, 200 кг/га N69 4,02 0,96 31

3. Карбамид иТЕС, 150 кг/га N69 3,76 0,70 23

4. КАС-32, 200 кг/га N64 3,81 0,75 24

5. КАС-32, 200 кг/га + тиосульфат аммония (АТS),50 кг/га N70S12 4,10 1,04 34

6. КАС-32, 200 кг/га + ВРУ №К

(13:40:13) 4 кг/га + ВРУ №К N65,3P2,4K1,3 3,87 0,81 26

(20:20:20) 4 кг/га

НСР05 0,39

Наибольший прирост урожайности от подкормки - 4,10 т/га - достигнут при совместном внесении КАС-32 с тиосульфатом аммония (ATS) в соотношении 4:1 и при использовании аммиачной селитры (4,02 т/га). Эффективность составила 31-34%. При использовании других форм азотного удобрения прибавка урожайности варьировалась от 0,70 до 0,81 т/га или в пределах 23-26%. При этом значительных различий в урожайности в зависимости от формы применяемого азотного удобрения не выявлено. Минимальный эффект от подкормки получен при внесении карбамида UTEC, что, по-видимому, связано с действием ингибитора уреазной активности почвы, замедляющего процесс его разложения до легкоусвояемой формы - аммиака и с возможными его потерями при поверхностном внесении в условиях длительной весенней засухи. Использование водорастворимого удобрения NPK марок 13:40:13 и 20:20:20 в качестве добавки при подкормке озимой пшеницы КАС-32 существенного влияния на урожайность культуры не оказало.

Анализ структуры урожая озимой пшеницы, проведённый в фазу полной спелости показал, что увеличение урожайности зерна под влиянием подкормки обусловливалось увеличением таких показателей, как количество продуктивных стеблей на 1 м2, количество зёрен в колосе и абсолютной массы зерна (табл. 2).

Таблица 2 - Влияние ранневесенней подкормки

разными формами азотного удобрения

на элементы структуры урожая озимой пшеницы в фазу полной спелости зерна

Варианты опыта Количест во продукти вных стеблей на 1м2, шт. Обще е коли честв о стебл ей на 1м2, шт. Коли честв о колос ков в колос е, шт Коли честв о зёрен в колос е, шт Масса 1000 зерен, г Зерно :соло ма

1. Без подкормки (контроль) 356 356 13,2 31,8 37,8 1:1,5

2. Аммиачная селитра, 200 кг/га 428 428 12,7 35,5 39,4 1:1,0

3. Карбамид иТЕС, 150 кг/га 391 392 14,6 36,2 39,1 1:1,5

4. КАС-32, 200 кг/га 399 400 12,9 34,2 41,2 1:1,3

5. КАС-32, 200 кг/га + тиосульфат аммония (АТS),50 кг/га 466 474 12,4 33,9 39,2 1:1,0

6. КАС-32, 200 кг/га + ВРУ №К (13:40:13) 4 кг/га + ВРУ №К (20:20:20) 4 кг/га 389 392 14,3 37,4 39 1:1,0

Так, в вариантах с подкормкой количество продуктивных стеблей находилось в интервале от 389 до 466 шт./м2, что на 33 шт. и 110 шт. превысило контрольный вариант. При этом самое высокое значение показателя отмечено при внесении КАС-32 и тиосульфата аммония (N-7^12) - 466 шт./м2.

Важным показателем, определяющим величину урожая, является озернённость колоса. При проведении подкормки данный показатель в сравнении с контролем увеличился на 2,1 шт. и 5,6 шт. и составил 33,9-37,4 зёрен в одном колосе. Азотная подкормка способствовала также повышению массы 1000 зёрен (на 1,2-3,4 г) и доли зерна в общей биомассе урожая. При этом соотношение зерно:солома почти во всех вариантах с подкормкой возросло с 1:1,5 до 1:1,0-1,3.

Проведение ранневесенней азотной подкормки способствовало получению зерна с более высокими показателями качества (табл. 3).

Таблица 3 - Влияние ранневесенней подкормки разными формами азотных удобрений на качество зерна озимой пшеницы

Варианты опыта Массовая доля сырой клейковины , % Белок, % Стеклови ность общая, % Зольно сть, %

1. Без подкормки (контроль) 15,8 10,3 19,0 1,35

2. Аммиачная селитра, 200 кг/га 19,8 12,5 43,0 1,35

3. Карбамид иТЕС, 150 кг/га 22,3 13,2 44,0 1,37

4. КАС-32, 200 кг/га 18,3 11,6 43,5 1,35

5. КАС-32, 200 кг/га + тиосульфат аммония (АТS),50 кг/га 19,3 11,8 43,5 1,35

6. КАС-32,200 кг/га + ВРУ №К (13:40:13) 4 кг/га + ВРУ №К (20:20:20) 4 кг/га 19,5 11,7 39,5 1,36

Подкормка разными формами азотных удобрений способствовала увеличению массовой доли сырой клейковины в зерне озимой пшеницы на 2,5-6,5% относительно контроля. При этом самое высокое её содержание отмечено при внесении карбамида иТЕС в количестве 150 кг/га - 22,3%. Содержание белка в зерне в вариантах с подкормкой варьировало в пределах от 11,6 до 13,2%, что было выше контроля на 1,3-2,9%. При этом наибольшее значение этого показателя также, как и содержание сырой клейковины, наблюдалось при подкормке карбамидом иТЕС. Под влиянием подкормки независимо от формы азотного удобрения стекловидность зерна в сравнении с контролем возросла на 20,5-25,0% и составила 39,5-44,0%. Самые низкие показатели качества получены в контрольном варианте, в котором зерно соответствовало 5-му классу.

Применение удобрений считается экономически выгодным агроприёмом, если затраты на их внесение окупаются стоимостью дополнительного урожая (прибавки). Засушливые условия осенне-зимнего и весеннего периодов вегетации озимой пшеницы обусловили недобор урожая зерна и существенно снизили рентабельность его производства. Самые высокие экономические показатели в опыте получены при достижении наибольшей урожайности озимой пшеницы в вариантах с применением в качестве подкормки аммиачной селитры и КАС-32 с тиосульфатом аммония. При этом достигнут наибольший уровень рентабельности - 33%, прибыль на этих вариантах составила 12066-12326 руб./га, себестоимость 1 тонны зерна - 9119-9124 руб. Рентабельность производства зерна без проведения азотной подкормки оказалась очень низкой и составила 8% (рис. 1).

Рис. 1. Влияние азотной подкормки на рентабельность производства зерна озимой пшеницы (2020 г.), %

Для оценки целесообразности проведения подкормки важное значение имеет также прирост сбора зерна от 1 кг д.в. азотного удобрения. По результатам исследований подкормка оказалась эффективным приёмом независимо от формы используемого удобрения, так как окупаемость 1 кг азота в вариантах опыта варьировала в пределах от 10,1 до 14,9 кг зерна (мировой стандарт - 9 кг и более). Наиболее высокую прибавку урожайности от 1 кг д.в. азотного удобрения, внесённого в подкормку, обеспечило применение КАС-32 совместно с тиосульфатом аммония - 14,9 кг зерна.

Заключение. В условиях засушливого 2019-2020 г. подкормка озимой пшеницы, возделываемой после кукурузы на зерно, стала эффективным приёмом повышения урожайности культуры независимо от формы используемого азотного удобрения. Прирост урожайности варьировал в пределах от 0,70 до 1,04 т/га, или 23-34%. При этом на фоне основного внесения аммофоса в количестве 1,0 ц/га максимальный прирост урожайности озимой пшеницы от подкормки обеспечило применение аммиачной селитры и КАС-32 с тиосульфатом аммония. В результате внесения этих удобрений достигнута самая высокая рентабельность производства (33%) и получена наибольшая окупаемость 1 кг азота прибавкой урожая зерна - 13,9-14,9 кг. Наилучшие показатели качества зерна отмечены при подкормке карбамидом иТЕС, содержание белка и сырой клейковины в зерне составило 13,2% и 22,3% соответственно.

Литература

1. Бобрышев Ф.И., Войсковой А.И., Дубина В.В., Дорожко Г.Р., Полоус Г.П. Озимая пшеница в Ставропольском крае: монография - Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2003. 307 с.

2. Войсковой А.И. Агробиологические основы повышения урожайности озимой пшеницы в Ставропольском крае // автореф. дис. докт. с.-х. наук. - г. Нальчик.

2003 г. 50 с.

3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). Изд. 5-е доп. и перераб. - М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.

4. Есаулко А.Н., Агеев В.В., Донцов А.Ф., Попов Ю.Н., Гречишкина Ю.И., Сигида М.С., Голосной Е.В. // Вестник АПК Ставрополья. 2011. № 1 (1). С. 11-14.

5. Есаулко А.Н., Гарибджанян Г.А., Голосной Е.В., Громова Н.В.Эффективность применения жидких и твёрдых азотных минеральных удобрений в ранневесеннюю подкормку посевов озимой пшеницы // Земледелие. 2020. № 3. С. 38-40.

6. Система земледелия нового поколения Ставропольского края: монография / В.В. Кулинцев, Е.И. Годунова, Л.И. Желнакова и др. - Ставрополь: АГРУС Ставропольского гос. аграрного ун-та, 2013. 520 с.

7. Системы земледелия Ставрополья: монография / под общ. ред. акад. РАН, РАСХН А. А. Жученко; чл.-кор. РАСХН В. И. Трухачева. - Ставрополь: АГРУС, 2011. 844 с.

8. Шаповалова Н.Н., Годунова Е.И., Воропаева А.А. Эффективность азотной подкормки озимой пшеницы в технологии без обработки почвы в условиях неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 6 (80). С. 69-74.

9. Шаповалова Н.Н., Годунова Е.И., Менькина Е.А., Воропаева А.А. Эффективность минеральных удобрений на озимой пшенице при освоении технологии без обработки почвы в условиях Центрального Предкавказья // Новости науки в АПК. 2018. № 1 (10). С. 96-102.

Демидова Анна Геннадьевна, старший научный сотрудник ФГБНУ «СевероКавказский федеральный научный аграрный центр», Россия, 356241, Ставропольский край, г. Михайловск, ул. Никонова, 49, E-mail: ya.demidova-anya@Yandex.ru тел. 8 (988) 755-06-46.

Ахмедшина Дарья Андреевна, младший научный сотрудник ФГБНУ «СевероКавказский федеральный научный аграрный центр», Россия, 356241, Ставропольский край, г. Михайловск, ул. Никонова, 49, E-mail: dariaxmed@yandex.ru тел. 8 (918) 768-6566.

Demidova Anna Gennadyevna, Senior Researcher, FSBSI "North Caucasus Federal Agricultural Research Center", Russia, 356241, Stavropol Territory, Mikhaylovsk, Nikonova Str., 49, E-mail: ya.demidova-anya@Yandex.ru tel. 8 (988) 755-06-46.

Akhmedshina Darya Andreyevna, Junior Researcher of FSBSI "North Caucasus Federal Agricultural Research Center", Russia, 356241, Stavropol Territory, Mikhaylovsk, Nikonova Str., 49, E-mail: dariaxmed@yandex.ru tel. 8 (918) 768-65-66.