Влияние длительного применения удобрений на продуктивность и качество ячменя и гороха

УДК 631.16:631.58.633.1

влияние длительного применения удобрений на продуктивность и качество ячменя и гороха

В.В. НИКИТИН, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник (e-mail: Valentin_1937@list.ru) В.В. НАБАЛЬНЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зам. директора

Белгородский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, ул. Октябрьская, 58, Белгород, 308001, Российская Федерация

Резюме. На черноземе типичном в течение 10 лет изучали влияние последействия минеральных и органических удобрений на продуктивность и качество зерна ячменя и гороха. Опыты проводили в пятипольном севообороте со следующим чередованием культур: сахарная свекла, ячмень кукуруза на силос, горох, озимая пшеница. Несмотря на то, что растения использовали последействие удобрений, содержание питательных веществ в почве перед началом вегетации в основном отражало удобренность предшествующих культур. Если под ячменем в контроле содержание нитратного азота составляло в метровом слое почвы 54 кг/га, то в удобренных вариантах - 64-91 кг/га; минерального азота в слое 0-30 см - соответственно 14,2 и 15-17,5 мг/кг, нитрифицирующая способность - 25,5 и 26,5-30,9 мг/кг, подвижного фосфора - 73 и 81-105 мг/кг, подвижного калия - 105 и 100-136 мг/кг. То же самое можно отметить и в отношении гороха. Продуктивность ячменя зависела не только от степени удобренности, но и от складывающихся в течение вегетации погодных условий. Так, в первой ротации обеспеченность атмосферными осадками была хуже, чем во второй. При этом урожай зерна в контроле составил соответственно 2,23 и 2,51 т/га, а прибавки урожаев во второй ротации были выше, чем в первой. Горох в силу своих биологических особенностей, слабо отзывается на улучшение условий минерального питания, во всяком случае на черноземных почвах. При урожае в контроле в первой ротации 1,63 т/га и во второй 2,14 т/га прибавки отпосле-действия удобрений составили 0,14-0,62 т/га. Последействие навоза оказало недостоверное влияние на обеих культурах. С увеличением доз удобрений уменьшается крупность зерна ячменя и экстрактивность солода, увеличивается твердость солода и цветность сусла. На качественные показатели семян гороха удобрения существенного воздействия не оказали. Ключевые слова: ячмень, горох, ротация, содержание белка, крупность зерна, экстрактивность солода, твердость солода, цветность сусла.

Для цитирования: Никитин Б.Б., Навальнев Б.Б. Влияние длительного применения удобрений на продуктивность и качество ячменя и гороха // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т.29. №11. С. 62-64.

Ячмень - несмотря на то, что в основном использует последействие удобрений, хорошо окупает затраты на их применение [1-3]. Особенно высока окупаемость на бедных дерново-подзолистых почвах, где прибавка урожая зерна от удобрений, внесенных в дозах 50-75 кг/га д.в., достигает 15-18 ц/га [4, 5].

Горох, в силу своих биологических особенностей, слабо реагирует на удобрения. При этом достоверные прибавки получают от фосфорного компонента или фосфорно-калийного сочетания [6, 7].

Цель исследований -выявить эффективность последействия навоза и возрастающих доз минеральных

удобрений, а также соотношений азота, фосфора и калия в полном удобрении на урожайность и качественные показатели ячменя и гороха.

Условия, материалы и методы. Работу проводили в стационарном полевом опыте, заложенном на черноземе типичном со следующей агрохимической характеристикой: содержание гумуса (по Тюрину) - 6,03%, рНКС| - 6,1, Нг (по Каппену) - 1,67 мг-экв/100 г почвы, N (по Корнфильду) - 145 мг/кг, Р2О5 (по Чирикову) -54 мг/кг, К2О (по Чирикову) - 116 мг/кг.

Севооборот - типичный для зоны, пятипольный со следующим чередованием культур: горох, озимая пшеница, сахарная свекла, ячмень, кукуруза на силос; сорта и гибриды - районированные для ЦЧЗ. Минеральные удобрения вносили под озимую пшеницу, сахарную свеклу и кукурузу, руководствуясь схемами ВИУА, разработанными для доз и соотношений элементов питания под культуры. Навоз в количестве 40 т/га применяли один раз в ротацию под сахарную свеклу с осени, как и минеральные удобрения, под плуг (под пшеницу удобрения вносили под предпосевную культивацию).

Схема опыта включала в себя два блока: безнавозный и с применением органических удобрений. Каждый блок логически разделяется на две части: первая включает возрастающий уровень минеральных удобрений при неизменном соотношении ^Р:К, вторая - изменение их сочетаний. Одинарная доза минеральных удобрений под сахарную свеклу, которая в севообороте предшествовала ячменю, составляла Ж20Р120К120, под кукурузу - предшественник гороха - N60P60K60.

Уровеньудобренности позволяет максимизировать продуктивность культур при сложившейся зональной обеспеченности региона. Удобрения вносили под сахарную свеклу и кукурузу, а ячмень и горох использовали их последействие.

результаты и обсуждение. Несмотря на то, что удобрения вносили под предшествующие культуры, различия по содержанию элементов минерального питания в почве под ячменем и горохом отражают предшествующие уровни удобренности за исключением показателей гидролизуе-мого азота ввиду консервативности его природы (табл. 1).

Урожай зерна ячменя на контрольных делянках в первой ротации составил 2,23 т/га, во второй - 2,51 т/га

Вариант N- NO3, кг/ га N мин. Ns Нитрифицирующая способность рА K2O

0-100 см 0-30 см, мг/кг

Ячмень

Без удобрений 54 14,2 148 25,5 73 105

^РК)120 64 15,0 148 26,5 81 110

^РК)240 72 16,7 149 28,3 101 127

Навоз 59 13,8 151 24,0 74 110

Навоз+^РК)120 75 15,3 151 26,4 89 126

Навоз+^РК)240 91 17,5 152 30,9 105 136

Горох

Без удобрений 69 12,3 142 22,6 70 97

^РК)60 71 12,4 146 24,0 82 109

^РК)120 74 13,1 149 25,8 99 123

Навоз 70 11,3 146 22,4 75 107

Навоз+^РК)60 81 12,1 150 25,0 85 116

Навоз+^РК)120 96 13,3 153 27,1 105 131

Таблица 2. влияние последействия удобрений на урожайность ячменя (1980-1989 гг.), т/га

Первая ротация Вторая ротация Среднее

Вариант урожай- прибав- урожай- прибав- урожай- прибав-

ность ка ность ка ность ка

Контроль (без удобрений) 2,23 - 2,51 - 2,37 -

^^120 2,68 0,45 3,13 0,62 2,91 0,54

^^180 2,90 0,67 3,48 0,97 3,19 0,82

^^240 3,15 0,92 3,65 1,14 3,40 1,03

^^300 3,31 1,08 3,75 1,24 3,53 1,16

N240P180K180 3,10 0,87 3,69 1,18 3,40 1,03

N180P120K180 2,94 0,71 3,47 0,96 3,21 0,84

N180P240K180 3,01 0,78 3,57 1,06 3,29 0,92

N180P180K120 3,03 0,80 3,59 1,08 3,31 0,94

Навоз, 40 т/га 2,52 0,29 2,64 0,13 2,58 0,21

Навоз + ^^120 2,85 0,62 3,29 0,78 3,07 0,70

Навоз + ^^180 3,03 0,80 3,69 1,18 3,36 0,99

Навоз + ^^240 3,23 1,00 3,68 1,17 3,46 1,09

Навоз + ^^300 3,40 1,17 3,75 1,24 3,58 1,21

Навоз + N240P180K180 3,22 0,99 3,68 1,17 3,45 1,08

Навоз + N180P120K180 3,14 0,91 3,60 1,09 3,37 1,00

Навоз + N180P240K180 3,31 1,08 3,70 1,19 3,51 1,14

Навоз + N180P180K120 3,17 0,94 3,55 1,04 3,36 0,99

НСР05 0,30 0,41 0,36

Соответственно во второй ротации отмечены более высокие урожаи и прибавки на удобренных делянках. Повышенную продуктивность ячменя во второй ротации можно объяснить следующими причинами. Наиболее важные месяцы для этой культуры в условиях юго-западной части ЦЧЗ - май и июнь. В это время формируются колосовые бугорки, определяется количество зерен в колосе, их масса. В первую ротацию среднемесячное количество осадков за май - июнь составило 94 мм, во вторую - 101 мм (при норме 103 мм). Кроме того, если в первой ротации среднесуточная температура воздуха за эти месяцы была равна 14,4°, то во вторую - 16,4°, что весьма существенно.

В первой ротации прибавка урожая зерна на безнавозном фоне от единичной дозы минеральных удобрений составила 0,45 т/га, от двойной - 0,92, на фоне навоза, внесенного под предшественник, - 0,62 и 1,0 т/га соответственно. Во второй ротации прибавки урожаев были выше, однако закономерность по обеим ротациям одинакова - с увеличением дозы удобрений кривая роста урожая стремиться выйти на «плато».

Следует отметить эффективность повышенного уровня (240 кг/га) азотного питания, которая наблюдается на безнавозном фоне в течение обеих ротаций. При использовании органических удобрений в первой ротации также отмечается прибавка урожая в этом варианте, но меньшая, чем без внесения навоза, а во второй ротации прироста урожая от ^40, по сравнению с ^80, на таком фоне не наблюдали.

В обе ротации урожаи зерна от единичных доз фосфора были несколько ниже, чем от двойных, как на безнавозном фоне, так и при внесении органических удобрений, но различия эти несущественны. Неэффективны и полуторные дозы калия, по сравнению с единичными. Невысокие прибавки урожая были получены и от навоза, внесенного под сахарную свеклу.

В среднем за годы двух ротаций ячмень проявил высокую отзывчивость на удобрения, внесенные под сахарную свеклу: с увеличением дозы продуктивность культуры возрастала. На обоих навозных фонах (нулевом и 40 т/га под свеклу) были эффективны двойные дозы азота и не имело смысла увеличивать дозу калия со 120 до 180 кг/га.

В связи с тем, что в опыте высевали пивоваренный сорт ячменя, были определены технологические показатели зерна. С увеличением дозы удобрений закономерно снижалась крупность зерна, причем довольно заметно по дозам, превышающим 180 кг/ га каждого элемента (табл. 3). В этом же направлении, но менее сильно, снижается экстрактив-ность солода. Изменение соотношений NPK мало повлияло на зкстрактивность солода.

Твердость солода по Брабендеру, напротив, увеличивается с ростом доз удобрений. Влияние соотношений элементов питания на величину этого важного показателя плохо поддается анализу, но можно утверждать, что снижение уровня калийного питания уменьшает твердость солода.

Цветность сусла - также важный показатель в пивоваренном производстве. По нашим данным, он возрастает с увеличением уровня удобренности с 3,6 единиц ЕВС до 4,1 на безнавозном фоне и с 3,7 до 4,1 ед. при внесении навоза. Однако судить о достоверности этих изменений не представляется возможным, поскольку из-за дороговизны анализов их проводили на смешанных образцах.

Урожай зерна гороха в среднем за годы второй ротации в контроле составил 2,14 т/га, за годы первой - 1,63 т/га (табл. 4). Во второй ротации сложился несколько более благоприятный тепловой режим для гороха, но главным образом большему урожаю способствовала лучшая вла-гообеспеченность. Так, за май - июнь во второй ротации выпало 148 мм осадков, а в первой - всего 89 мм.

Урожай на удобренных делянках был выше, чем в контроле, в обе ротации, однако прибавки от последействия

Таблица 3. влияние последействия удобрений на технологические показатели зерна ячменя

Вариант Крупность зерна, % Экстра-тивность солода, % Твердость солода, у.е. Цветность сусла, ед. ЕВС

Контроль (без удобрений) 87,8 77,6 75,2 3,8

^^120 88,0 77,2 78,4 3,6

^^180 85,8 76,5 83,0 3,9

^^240 83,0 75,7 82,6 4,0

^^300 80,2 75,8 85,4 4,1

N240P180K180 81,6 76,3 83,2 4,0

N180P120K180 85,8 76,7 80,0 3,8

N180P240K180 85,4 77,1 79,6 3,9

N180P180K120 85,8 76,7 81,8 3,9

Навоз, 40 т/га 88,8 77,4 76,0 3,7

Навоз + ^^120 87,4 77,6 74,5 3,9

Навоз + ^^180 84,8 76,6 78,4 4,0

Навоз + NPK)240 82,0 76,0 85,6 4,1

Навоз + ^^300 79,6 75,7 84,2 4,1

Навоз + N240P180K180 77,6 75,98 83,8 4,0

Навоз + N180P120K180 84,4 76,5 78,0 3,9

Навоз + N180P240K180 82,4 76,52 82,8 4,0

Навоз + N180P180K120 84,0 76,4 76,6 3,8

Таблица 4. влияние последействие удобрений на урожайность и качество гороха

Вариант Первая ротация Вторая ротация Среднее

урожайность, т/га содержание белка, % урожайность, т/га содержание белка, % урожайность, т/га содержание белка, %

Контроль (без удо-

брений) 1,63 20,1 2,14 21,4 1,89 20,8

1,94 19,9 2,35 21,4 2,15 20,7

2,02 20,5 2,38 21,1 2,20 20,8

^^120 2,05 20,0 2,48 21,4 2,27 20,7

^^150 2,06 20,2 2,53 21,8 2,30 21,0

N120P90K90 2,15 20,1 2,87 21,4 2,51 20,8

N90P60K60 2,00 20,2 2,50 21,4 2,25 20,8

N90P120K90 2,10 20,2 2,48 21,4 2,29 20,8

N90P90K60 1,98 20,7 2,45 21,5 2,22 21,1

Навоз, 40 т/га 1,77 20,6 2,30 21,9 2,04 21,3

Навоз+^^60 2,25 20,3 2,50 21,7 2,38 21,0

Навоз+^^90 2,13 20,1 2,55 21,6 2,34 20,9

Навоз+(NPK)120 2,16 20,4 2,60 21,5 2,38 21,0

Навоз+(NPK)150 2,21 20,2 2,50 21,1 2,36 20,7

Навоз+N120P90K90 2,10 20,2 2,68 21,6 2,39 20,9

Навоз+N90P60K60 1,99 20,2 2,50 21,5 2,25 20,9

Навоз+N90P120K90 2,08 20,2 2,47 22,2 2,28 21,2

Навоз+N90P90K60 2,12 20,4 2,40 21,8 2,26 21,1

НСР05 0,31 0,21 0,26

удобрений, внесенных под кукурузу, мало различались по вариантам и практически не зависели от соотношения NPK удобрений. Содержание белка в зерне находилось на уровне 20-21% во всех вариантах, и какой-либо зависимости величины этого показателя от обеспеченности тем или иным элементом установить не удалось.

Анализ результатов статистической обработки экспериментальных данных в аспекте силы влияния антропогенных и природных ресурсов на продуктивность ячменя и гороха показал, что в наших исследованиях влияние последействия удобрений на продуктивность ячменя и гороха колебалось в пределах 20-28%, а погодных условий - 75-80%.

выводы. Таким образом, за 2 ротации севооборота имело место увеличение урожайности ячменя с повышением доз минеральных удобрений, внесенных под свеклу, со 120 до 300 кг/га при соотношении 1:1:1 и в первой и во второй ротациях. При варьировании отдельных элементов питания имела место эффективность двойных доз азота (как на безнавозном фоне, так и при внесении под свеклу 40 т/га органического удобрения); повышение дозы калия со 120 до 180 кг нецелесообразно.

Горох в меньшей степени реагировал на увеличение доз минеральныхудобрений с 60 до 150 кг/га при неизменном соотношении элементов питания. В среднем за 2 ротации повышение дозы азота со 90 до 120 кг было эффективно независимо от применения органических удобрений в севообороте, увеличение дозы фосфора с 90 до 120 кг сопровождалось ростом урожайности гороха без применения навоза, а на фоне его использования наиболее высокий урожай отмечен при вненсении под кукурузу 90 кг Р2О5.

Минеральные удобрения в своем последействии ухудшали пивоваренные качества зерна ячменя по мере увеличения дозы, содержание белка в семенах гороха изменялось незначительно и, скорее всего, было связано с «ростовым разбавлением» в силу различной урожайности по вариантам.

Литература.

1. Бласенко А.Н., Шарков И.Н., Шоба Б.Н., Колбин С.А. Эффективность удобрения азотом яровой пшеницы и ячменя в лесостепи Западной Сибири // Земледелие. 2001. № 1. C. 25-27.

2. Ситдиков И.Г., Фомин Б.Н., Нафиков М.М. Блияние приемов основной обработки почвы, удобрений и средств защиты растений на продуктивность ячменя //Достижения науки и техники АПК. 2011. № 8. С. 36-38,

3. Никитишен Б.И., Личко Б.И. Бзаимосвязи в минеральном питании ячменя при длительном применении удобрений на серой лесной почве //Агрохимия. 2014. № 10. C. 45-52.

4. Безгодова И.О. Блияние минеральных удобрений и биопрепаратов на урожайность и качество ячменя и гороха в одно-видовых и смешанных посевах на дерново-подзолистой1 среднегумусной почве Северо-Запада Российской Федерации: Дисс. канд. с.-х. наук. Бологда, 2009. 121 с.

5. Боробьев Б.А., Гаврилова Г.Б. Эффективность систем удобрения в посевах ячменя //Аграрная наука. 2015. № 7. C 24-26.

6. Безгодова И.Л, Коновалова Н.Ю., Прянишникова Е.Н. Блияние минеральных удобрений на продуктивность гороха усатого морфотипа в чистых и смешанных посевах //Достижения науки и техники АПК. 2013. № 3. C. 21-27.

7. Рахимова О.Б., Храмой А.К. Блияние уровней минерального питания на продуктивность гороха полевого // Аграрная наука. 2010. № 2. C. 11-13.

influence of long application of fe rtilizers on productivity and quality

of barley and peas

V.V. Nikitin, V.V. Navalinev

Belgorod Research Institute of Agriculture, ul. Oktyabrskaya, 58, Belgorod, 308001, Russian Federation

Summary. On typical chernozem during ten years we studied the aftereffect of mineral and organic fertilizers on the productivity and grain quality of barley and peas. The experiments were carried out in a five-field crop rotation with the following crops: sugar beet, barley, corn for silage, peas, winter wheat. Despite the fact that the plants used the aftereffect of fertilizers, the nutrient content in the soil before the growing season mainly reflected the provision of preceding crops by fertilizers. For barley in the control variant the content of nitrate nitrogen was 54 kg/ha in 1 -meter layer, in the fertilized ones-64-91 kg/ha; the content of mineral nitrogen in the layer 0-30 cm was 14.2 and 15-17.5 mg/kg, respectively. The nitrification ability was 25.5 and 26.5-30.9 mg/kg, the content of mobile phosphorus-73 and 81-105 mg/kg, of mobile potassium-105 and 100-136 mg/kg. The same tendency can be noted in relation to peas. The barley productivity depended not only on the degree of fertilization, but also on weather conditions during the growing season. So, in the first rotation the provision with atmospheric precipitation was worst than in the second one. Accordingly, the grain yield in the control variants was 2.23 and 2.51 t/ha, and yield increases was higher in the second rotation, than in the first one. Pea, because of its biological characteristics, is poorly responsive to fertilizer, in any case, on chernozem soil. With the productivity 1.63 t/ha in the first rotation and 2.14 t/ha in the second one in the control variants, the increases due to the fertilizer aftereffect were 0.14-0.62 t/ha. The aftereffect of manure proved to be unreliable in both cultures. With increasing doses of fertilizers the size of barley grain and extractivity of malt decreases, malt hardness and wort color raises. Fertilizers do not significantly influence quality of pea grains. Keywords: barley, peas, rotation, protein content, grain size, malt extractivity, malt hardness, color of wort.

Author Details: V.V. Nikitin, D. Sc. (Agr.), chief research fellow (Valentine_1937@list.ru); V.V. Navaline, Cand. Sc. (Agr.), deputy director. For citation: Nikitin V.V., Navaline V.V. Influence of Long Application of Fertilizers on Productivity and Quality of Barley and Peas. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2015. V.29. No11. Pp. 62-64 (In Russ.).