Формализация азотного питания в перспективных агротехнологиях возделывания озимой пшеницы

ФОРМАЛИЗАЦИЯ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ В ПЕРСПЕКТИВНЫХ АГРОТЕХНОЛОГИЯХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

И.И. Гуреев, Н.С. Климов

Аннотация. Динамика потребления озимой пшеницей азота по фазам развития культуры формализована полиномом шестой степени. Двойным дифференцированием полинома получены зависимости скорости и ускорения потребления азота. В результате анализа полученных зависимостей установлены основные этапы назначения азотных подкормок озимой пшеницы. Определены количественные значения подкормок в зависимости от программируемой урожайности культуры.

Ключевые слова: озимая пшеница, фаза развития, азотное удобрение, подкормка, программируемая урожайность.

Получение высоких урожаев качественного зерна озимой пшеницы возможно только на базе интенсивной агротехнологии, предусматривающей комплексный подход к использованию средств химизации, в том числе минеральных удобрений. Осенью в начальный период развития растения необходимо в полной мере обеспечить фосфорно-калийным питанием, что способствует формированию мощной корневой системы, накоплению в клетках сахаров и других пластических веществ, приобретению устойчивости к неблагоприятным погодным условиям и возбудителям болезней. Недостаток фосфора и калия на начальных этапах развития озимой пшеницы невозможно восполнить внесением их в более поздние фазы.

Что касается азота, то обильные его запасы в начале вегетации культуры не всегда приводят к желаемым последствиям. Насыщенное азотное питание активизирует прирост надземной массы, опережающей развитие корневой системы, вследствие чего формируется крупноклеточная структура ткани, образуется большое число непродуктивных стеблей, через которые свет плохо проникает в нижние ярусы посевов. Вследствие этого неэффективно расходуется влага и питательные вещества, развиваются болезни.

Вот почему всю дозу фосфорно-калийного удобрения нужно вносить до посева озимой пшеницы, а азот -в период весенне-летней вегетации. Азотное удобрение является особым фактором, определяющим урожайность культуры. Сроки и дозы азотных подкормок должны способствовать росту корневой системы в глубину и не вызывать избыточной густоты растений культуры.

На всех плодородных и окультуренных почвах осенью озимая пшеница в достаточном количестве обеспечена азотом [2. - С.254]. Возможное осеннее внесение азотного удобрения в дозе 20...40 кг/га под озимую пшеницу целесообразно в следующих случаях:

- на лёгких почвах с низким содержанием гумуса,

- при отсутствии в хозяйстве органических удобрений,

- при разрушенной структуре пахотного слоя,

- на изреженных посевах,

- при заделке в почву соломы предшественника без азотного удобрения,

- при запоздании с посевом на 2.3 недели после оптимального срока,

- в условиях влажной и холодной осени.

Весенне-летние подкормки азотом тесно увязывают

с текущими потребностями культуры в азотном питании. Дату подкормок определяют не календарные сроки, а фазы развития культуры. Только тогда внесённый азот используется наиболее эффективно. По известным рекомендациям [1. - С.58-62] подкормки азотом озимой

пшеницы производят в соответствии с «пиками» его потребления (рисунок 1).

Однако «пики» на кривой потребления азота выражены недостаточно, размыты, что затрудняет объективное установление регламента подкормок. С целью повышения информативности кривую потребления азота формализуют, аппроксимируя её с высокой точностью (0,999) полиномом шестой степени:

N = -0,79П6+4,П8Г3-7,46(4+5,47Г3-1,2б12+0,375Г;

где N - потребление азота озимой пшеницей;

/ - фазы развития культуры (время).

Дважды дифференцируя полученную зависимость по времени, получают вначале скорость:

ёШ^=-4,75^+20,56^-29,8бГ3+16,41^-2,52Г+0,3 7, а затем ускорение:

^N/^=-23,74^+82,24Г3-8

\58t2+32,81t-2,52

потребления азота озимой пшеницей по фазам развития.

Рисунок 1 - Потребление азота озимой пшеницей

Формулы скорости и ускорения потребления азота представлены графически на рисунок 2. Величину азота, усвояемого культурой в единицу времени, определяют по кривой скорости dN/dt, а темпы нарастания скорости усвоения азота - по кривой ускорения dN/dt2.

Рисунок 2 - Динамика потребления азота озимой пшеницей

Количественное значение подкормок азотом озимой пшеницей зависит от программируемой урожайности. На 1 тонну зерна культура выносит 26 кг азота [2. -С.246]. При урожайности зерна 6 т/га общий вынос азота составит 156 кг/га, в том числе по этапам вегетации: 1 этап - 5 кг/га, 2 этап - 31 кг/га, 3 этап - 34 кг/га, 4 этап - 53 кг/га и 5 этап - 33 кг/га. Аналогично можно определить параметры подкормок при других значениях программируемой урожайности культуры.

Список использованных источников

1. Евсеева Р.П. Как выращивать озимые зерновые // Журнал по современному ведению сельского хозяйства «Су-перагро»: Специальный выпуск. - 1992. - 87 с.

2. Зерновые культуры (Выращивание, уборка, доработка и использование) / Под общей ред. Д. Шпаара. - М.: ИД ООО "DLV АГРОДЕЛО», 2008. - 656 с.

Информация об авторах Гуреев Иван Иванович, доктор технических наук, профессор, Заслуженный изобретатель РФ, заведующий лабораторией механизации почвозащитного земледелия ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии, E-mail: gureev06@mail.ru, тел. 8-910-310-39-08, е-mail: gureev06@mail.ru

Климов Николай Семёнович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Процессы и машины в агро-инженерии» ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», е-mail: klimns46@mail.ru

По характеру кривой ёЫ/ё процесс вегетации озимой пшеницы можно подразделить на пять чётко выделяющихся этапов, являющихся определяющими при назначении подкормок. Из них два этапа соответствуют нарастанию скорости потребления азота (положительное значение ускорения) и три этапа, когда скорость потребления азота снижается (ускорение отрицательно).

Этап 1. Фотосинтез отсутствует. Внутренние ресурсы семени, за счёт которых первоначально осуществляется жизнедеятельность ростка, от начала прорастания постепенно расходуются и скорость потребления азота замедляется.

Этап 2. После того, как кончик колеоптиле выйдет на поверхность поля (фаза 07), активизируется процесс фотосинтеза, и величина ёЫ/ё начинает нарастать, достигая своего первого максимума в фазах 21...25 (появление боковых побегов - основное кущение).

Этап 3. Затем наблюдается плавный спад скорости потребления азота, достигая абсолютного минимума в фазах 31.32 (от появления над поверхностью поля первого узла до прощупывания второго узла).

Этап 4. Скорость потребления азота интенсивно нарастает до абсолютного максимума в фазах 49.51 (первые ости - видимые колоски соцветия).

Этап 5. После прохождения 51-ой фазы процесс вегетации растений завершается и скорость потребления азота резко падает до нулевого значения.

Обратный возврат к интегральной кривой (верхняя кривая - рисунок 2) позволяет установить количественные показатели потребления азота. За время прохождения первого этапа культура потребляет лишь 3 % азота. Дальнейшее развитие растений на втором, третьем и четвёртом этапах сопряжено с возрастающим потреблением, соответственно, 20, 22 и 34 % азота. Завершающему вегетацию пятому этапу соответствует потребление 21 % азота.

Максимальное ускорение (темпы нарастания скорости потребления азота) соответствует фазам 10.13 и 39.