ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМОЙ РЖИ В УСЛОВИЯХ ПРЕДУРАЛЬЯ

Заключение. Все изучаемые в проведенном полевом опыте дозы удобрений достоверно увеличивали урожайность яровой пшеницы относительно контроля, кроме фонового варианта - РбоКбо- При этом ведущая роль в повышении урожайности яровой пшеницы принадлежала азоту. Максимальный сбор зерна в среднем за 4 года исследований был получен в варианте Молок«, - 35,2 ц/га при урожайности в контрольном варианте (без удобрений) 24,9 ц/га. На втором месте по урожайности оказался вариант М90РбоКбо с урожаем 34,4 ц/га, отличающийся от первого по величине НСР05. равной 0,8 ц/га. Применение минеральных удобрений, особенно азотных на фоне фосфорно-калийных, положительно влияло и на хлебопекарные свойства зерна яровой пшеницы, в частности на содержание в нем сырой клейковины. Наибольшее ее содержание (28,9%) в зерне отмечено в варианте МоРбоКбо при содержании в контрольном варианте 23,5%. Во втором по величине урожайности варианте 1Ч9оРбоКбо содержание клейковины было существенно ниже - 28,0% при НСР05. равной 0,6%. Однако по экономической окупаемости лучшим оказался вариант ]Ч9оРбоКбо. в котором рентабельность

применения удобрений составила 25,2%, тогда как в лучшем по урожайности и качеству варианте МоРбоКбо она была существенно ниже - 17,1%, главным образом из-за большей стоимости минеральных удобрений. В итоге результаты проведенных исследований создают альтернативу системы применения минеральных удобрений в условиях рыночной экономики: сбор максимального урожая высокого качества, но при большей стоимости затрат на получаемую продукцию, или, наоборот, расчет на меньшие прибавки урожайности, но с наибольшей окупаемостью затрат на удобрения.

Литература

1. Сычев В.Г. Современное состояние плодородия почв и основные аспекты его регулирования. - М.: РАН, 2019. - 325 с. 2. Нормативы для определения потребности сельского хозяйства в минеральных удобрениях - М.: ВПНО «Союзсельхозхимия», 1980. - 243 с. 3. Абрамов. Н.В., Еремина Д.В., Еремин Д.II. Агроэкономическое обоснование применения минеральных удобрений под яровую пшеницу в Северном Зауралье // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. - 2010.-№ 5. - С. 11-18.

4.. Волкова, Л.В., Гиреева В.М. Оценка сортов яровой мягкой пшеницы по урожайности и адаптивным свойствам // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2017. -№ 4 (59). - С. 19-23.

INFLUENCE OF MINERAL FERTILIZERS ON THE PRODUCTIVITY OF SPRING WHEAT UNDER CONDITIONS OF

THE CENTRAL NON-CHERNOZEM REGION

V.A. Ivanchik, RA Afanasyev

PryanishnikovInstitute of Agrochemistry, Pryanishnikova ill 31A, 127434 Moscow, Russia, e-mail: rafail-afanasev(fynaiLru

The results of a four-year field experiment on the fertilization of spring wheat under conditions of sod-podzolic loamy soil in the Central of the Non-chemozem zone of the Russian Federation are presented. It M<as shown that when increasing doses of nitrogen, phosphorus and potassium fertilizers were applied in various combinations according to the 14-variant scheme, the maximum grain yield over an average of 4 years - 3.52 t/ha, was achieved in the NugP6oK6g variant while on the control variant (without fertilizer) yield M<as 2.49 t/ha. In the same variant was obtained grain with the highest gluten content - 28.9% compared with the control (23.5%). However, from an economic point of view, the highest profitability of fertilizer application (25.2%) M<as noted in the N90P60K60 variant with a yield of 3.44 t/ha and a gluten content in grain of 26.5%, while the NUgP'воКво fertilizer variant with a profitability index of 17.1% M<as on the second place. Thus, the NuoP6oK6g spring wheat fertilizer option M<as superior to the second most important N90P60K60 variant in terms of yield and product quality, but inferior to it in the cost-effectiveness of fertilizer application. Key words: climate, wheat, fertilizers, productivity, grain quality, profitability.

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМОЙ РЖИ В УСЛОВИЯХ ПРЕДУРАЛЬЯ

НЕ. Завьялова, д.б.н.,Д.Г. Шишков, О.В. Иванова, Пермский НИИСХ

Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН 614532, Пермский край, Пермский район, с. Лобаново, ул. Культуры, 12, email: nezavvalova(a)smail. com

Изучена динамика подвижных форм азота, фосфора и калия в дерново-подзолистой почве по фазам развития озимой ржи при внесении возрастающих доз КРК в условиях длительного стационарного опыта. Выявлено уменьшение содержания минерального азота к фазе полной спелости в 3-5 раз, относительно его содержания в почве перед посевом. Содержание Р2О5 и К20 по фазам развития озимой ржи изменялось незначительно. В условиях холодного и переувлажненного вегетационного периода 2019 г. была сформирована относительно невысокая урожайность озимой ржи (2,79-3,59 т/га), её величина практически не зависела от дозы вносимых удобрений. Очень высокая корреляционная связь установлена между дозами КРК и содержанием белка в зерне озимой ржи (г=0,97). Отмечена тенденция к увеличению крахмала с возрастанием дозы КРК от 48,01% на контроле до 54,02% в варианте (КРК)90, сахара - от 2,9 до 4,2% в варианте (КРК)12о.

Ключевые слова: дерново-подзолистая почва, длительный стационарный опыт, дозы КРК, озимая рожь, качественные показатели урожая.

БОР 10.25680/819948603.2020.113.07

Минеральное питание растений имеет принципиальное значение в оценке и управлении параметрами эффективного плодородия, функционирования и устойчи-Плодородие №2*2020

вого развития агроценозов. Высокая и стабильная продуктивность подзолистых почв, характеризующихся низким естественным плодородием, в условиях корот-

кого вегетационного периода и дефицита тепла возможна при систематическом научно обоснованном применении агрохимических средств [1]. Озимая рожь малотребовательна к условиям произрастания, поэтому она получила широкое распространение в Нечерноземной зоне на подзолистых почвах. Максимум потребления (до 70%) питательных веществ озимой рожью приходится на фазы кущение и выход в трубку [2-4].

Цель исследований - изучить влияние длительного применения различных доз NPK на динамику элементов питания в дерново-подзолистой почве длительного стационарного опыта, урожайность и качество зерна озимой ржи.

Методика. Полевой стационарный опыт заложен в 1978 г. на опытном поле Пермского НИИСХ ПФИЦ УрО РАН на дерново-подзолистой почве со следующей характеристикой (слой 0-20 см): pHKci 5,6, гидролитическая кислотность - 2,0, обменная - 0,025, сумма поглощенных оснований - 21,0 мг-экв/100 г почвы, содержание гумуса по Тюрину - 2,12%, подвижных форм фосфора в пахотном слое - 175, обменного калия - 203 мг/кг почвы (по Кирсанову). Варианты опыта включали пять уровней минерального питания: (NPK)0, (NPK)30, (NPK)60, (NPK)i2o, (NPK)i5o. Минеральные удобрения вносили под зерновые культуры и картофель, на клевере луговом первого и второго годов пользования изучали их последействие. В опыте использовали Naa, Рсд и Кх. Известь вносили перед закладкой опыта в 1978 г. по 1,0 г.к. Органические удобрения в опыте не применяли. Севооборот восьмипольный со следующим чередованием культур: 1 - чистый пар; 2 - озимая рожь; 3 - картофель; 4 - пшеница; 5 - клевер 1-го г. п.; 6 - клевер 2-го г. п.; 7 - ячмень; 8 - овес. Общая площадь делянки 120 м2, учетная - 76,4 м2.

Вегетационный период 2018-2019 г. характеризовался оптимальными условиями осеннего и весеннего периодов развития озимой ржи. Однако, в летний период отмечено снижение температуры воздуха (в среднем на 1,5°С относительно среднемноголетних значений). Июль и август были аномальными по количеству выпавших осадков (150 и 250% относительно среднемноголетних данных соответственно), что оказало существенное влияние на формирование урожайности озимой ржи.

Результаты и их обсуждение В длительном полевом опыте в течение пяти ротаций восьмипольного севооборота вносили возрастающие дозы полного минерального удобрения (NPK) под зерновые культуры и картофель. Агрохимические свойства верхнего (0-20 см) слоя дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы через 40 лет ведения опыта представлены в таблице 1. Наблюдаются тенденция к подкислению почвы в контрольном варианте, сдвиг pHKci на 0,5 ед. В варианте Ni5oPi5oKiso реакция среды изменилась с pHKci 5,6 при закладке опыта до pH 4,7. Выявлено наибольшее увеличение гидролитической кислотности в почве при внесении максимальной дозы NPK по сравнению с контролем.

Содержание органического углерода на контроле за 40 лет ведения опыта уменьшилось на 13,0 % от исходного. Содержание подвижного фосфора по Кирсанову в контрольном варианте снизилось незначительно по сравнению с исходным уровнем - на 15 мг/кг, калия -на 59 мг/кг. В вариантах с внесение минеральных удоб-

рений в дозах NPK от 60 до и 150 кг д.в/га наблюдалось сохранение исходного количества углерода в почве. Почва в вариантах с внесением удобрений характеризуется высоким и очень высоким содержанием подвижного фосфора и калия в пахотном горизонте. Содержание обменного кальция и магния характерно для пахотных дерново-подзолистых почв Предуралья.

1. Агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы _длительного стационарного опыта, (0-20 см)_

Вариант pHKci S Нг Ca Mg P2O5 к2о C-opг.? %

опыта МГ- экв/100 г мг/кг

(NPK)o 5Д 21,4 2,2 13,8 1,8 160 144 1,06

(NPK)30 5,0 23,8 1,9 14,7 2,1 248 151 1,10

(NPK)ÖO 4,9 22,6 2,6 13,8 1,8 267 185 1,28

(NPK)90 4,9 21,5 2,8 13,9 2,3 305 213 1,25

(NPK)120 4,9 21,2 2,4 14,9 2,0 370 284 1,25

(NPKbo 4,7 21,5 3,7 15,2 2,4 450 367 1,25

HCP 05 0,2 1,3 0,2 1,2 0,2 24 20 0,07

Анализ динамики агрохимических свойств исследуемой почвы показал, что содержание минерального азота, подвижных фосфора и калия было высоким и очень высоким перед посевом озимой ржи. Содержание органического углерода было низким, что характерно для дерново-подзолистых почв Предуралья. Реакция среды в зависимости от вариантов опыта изменялась от среднекислой до очень сильнокислой (табл. 2).

2. Изменение агрохимических свойств дерново-подзолистой _почвы в течение вегетационного периода_

Вариант опыта pH Nmhh. Р2О5 к2о Сорг., /О

мг/кг

Перед посевом

Без удобрений 4,7 47,0 200 Не опр. 1,06

(NPK)öo 4,6 38,5 268 - 1,28

(NPK)90 4,1 37,2 342 - 1,25

(NPKbo 3,9 40,4 506 - 1,25

НСР05 0,2 4,5 32 0,12

Без удобрений 5,0 26,2 148 136 1,10

(NPK)ÖO 4,6 28,9 210 176 1,17

(NPK)9„ 4,4 30,0 305 216 1,17

(NPKbo 4,3 42,0 419 278 1,23

НСР05 0,2 3,9 31 27 0,09

Колошение

Без удобрений 4,7 14,1 177 170 1,11

(NPK)ÖO 4,4 18,0 293 283 1,21

(NPK)9„ 4,0 30,6 410 307 1,19

(NPKbo 3,9 43,7 540 381 1,30

НСР05 0,2 4,1 39 36 0,07

Полная спелость

Без удобрений 4,5 8,5 185 180 1,10

(NPK)ÖO 4,6 12,9 276 241 1,24

(NPK)9„ 4,3 ИД 321 249 1,24

(NPKbo 4,2 11,6 479 294 1,29

НСР05 0,2 2,6 34 31 0,12

Выявлено уменьшение количества минерального азота в почве к фазе полной спелости зерна озимой ржи в 3-5 раз относительно его содержания перед посевом. Минеральный азот в фазы кущения и полной спелости представлен в большей степени аммиачной формой, процесс нитрификации протекал слабо. Примерно одинаковое количество нитратной и аммиачной форм азота в почве в фазе колошения. Содержание Р2О5 и К20 по фазам развития озимой ржи изменялось незначительно. Отмечена тесная корреляционная зависимость содержания минерального азота, подвижных форм фосфора и калия в фазы весеннего кущения и колошение озимой ржи от доз вносимых минеральных удобрений, г =0,92; 0,98; 0,99 соответственно. В фазе полной спелости со-

держание минерального азота практически не зависело от дозы ЫРК. а подвижных соединений фосфора и калия возрастало с ее увеличением.

В зависимости от сорта культуры и погодных условий урожайность озимой ржи по ротациям севооборота существенно варьировала (табл. 3). В первые три ротации возделывали рожь сорта Вятка 2, в IV-VI ротациях - Фаленская 4. Наиболее неблагоприятными по погодным условиям были 1987 (II ротация) и 2019 (VI ротация) годы, в которые получен минимальный урожай озимой ржи.

3. Урожайность озимой ржи по ротациям севооборота, т/га

Вариант опыта Ротация севообо рота

I II III IV V VI

(ОТК)0 3,10 1,51 3,38 3,51 4,75 2,79

(ОТК)30 3,31 2,85 4,46 3,31 4,71 3,59

(ОТК^о 3,46 3,35 3,98 3,34 4,51 3,07

(отк)90 3,80 2,60 4,06 2,60 4,46 3,20

(ОТКЬо 4,23 2,67 4,12 3,53 4,85 3,08

(ОТКЬо 4,42 3,01 3,46 3,10 4,61 2,82

НСР05 0,29 0,32 0,24 Бф< Бт Бф< Бт Бф< Бт

Формирование урожая озимой ржи зависело от обеспеченности растений элементами питания и погодных условий вегетационного периода. Перед посевом в 2018 г. почва характеризовалась высоким содержание минерального азота, подвижного фосфора и калия. Известно, что внесение высоких доз минерального азота в первой половине вегетации стимулирует образование большой вегетативной массы, вызывая ее полегание и раннее отмирание нижних листьев, приводящее к большому недобору зерна. Кроме того повышается влажность зерна, затягивается его созревание, что может инициировать скрытые процессы прорастания семян на корню.

В условиях холодного и переувлажненного вегетационного периода 2019 г. сформировался относительно невысокий урожай озимой ржи, его величина практически не зависела от дозы вносимых удобрений (см. табл. 3). Внесение минеральных удобрений способствовало полеганию посевов.

Зерновые культуры - важнейший источник пищевого и кормового белка, жиров и углеводов. Эти показатели определяют качество зерна (табл. 4). Синтез и накопление белка происходят в основном за счет оттока азотистых веществ из вегетативных органов, главным образом из листьев и меньше из стеблей [3].

4. Влияние возрастающих доз минеральных удобрения _на качество зерна озимой ржи_

Вариант опыта Белок Жир Содержание углеводов, %

О крахмал сахар клетчатка

Без удобрений 8,32 1,33 48.01 2,90 1,19

(ОТК)30 8,89 1,34 48.96 3,15 1,36

(ОТК^о 10,03 1,34 50.99 3,90 1,41

(ОТК)90 10,55 1,37 54.02 4,05 1,81

(ОТКЬо 10,80 1,37 53.12 4,20 1,57

(ОТКЬо 11,12 1,39 53.36 3,80 1,84

НСР05 0,28 0,06 5,39 0,20 0,36

Из данных таблицы 4 следует, что с возрастанием дозы ЫРК в зерне озимой ржи увеличивается содержание белка. Содержание белка в зерне имеет положительную сильную корреляционную зависимость от дозы вносимых удобрений, г =0,97.

Углеводы по количеству занимают первое место среди других веществ зерна и служат основным строительным и энергетическим материалом для клетки. Они

составляют наибольшую массу зерна. Основным запасным углеводом для зерна злаков является крахмал, его содержание подвержено очень сильным колебаниям в зависимости от метеорологических условий года, содержания питательных веществ в почве и других факторов [5, 6]. Наблюдалась тенденция к росту крахмала в зерне озимой ржи с увеличением дозы ЫРК.

Кроме крахмала в зерне накапливаются и другие углеводы, но в меньших количествах: сахара и клетчатка. Установлено, что содержание Сахаров в зерне ржи в зависимости от доз вносимых удобрений изменялось в сравнительно небольших пределах. Отмечена тенденция к увеличению легкорастворимых углеводов (Сахаров) с ростом дозы удобрения. Это связано, возможно, с прорастанием зерна в переувлажненный период его созревания в вариантах с высокими дозами удобрений. К прорастанию на корню особенно склонна рожь, зерно которой имеет небольшой период покоя. В период прорастания наблюдается процесс деградации крахмала, частичного его превращения в сахара. Гидротермический коэффициент увлажнения Селянинова за период от начала налива зерна до полной спелости озимой ржи (3-я декада июля - 3-я декада августа) составил 4,39, что характеризует период до уборки как избыточно влажный и является причиной прорастания зерна и разрушения части крахмала до Сахаров.

Содержание жира в зерне озимой ржи варьировало в зависимости от вариантов опыта. Влияние возрастающих доз удобрений на содержание жира в зерне математически не доказано.

Клетчатка представляет собой сложный углевод, служащий основным компонентом клеточных стенок. Оболочка зерна состоит из растительной клетчатки, которая играет роль скелета для растений. По результатам исследований, содержание клетчатки возрастало с увеличением дозы минерального удобрения от 1, 19 до 1,84%.

Выводы. Перед посевом озимой ржи и по фазам ее развития почва длительного стационарного опыта характеризовалась высоким содержание минерального азота, подвижного фосфора и калия. Выявлено уменьшение минерального азота в почве к фазе полной спелости в 3-5 раз относительно его содержания в почве перед посевом. Содержание Р205 и К20 по фазам развития озимой ржи изменялось незначительно. В вегетационный период 2019 г. сформировался урожай озимой ржи 2,79-3,59 т/га, его величина практически не зависела от дозы вносимых удобрений. Внесение минеральных удобрений и повышенная влажность почвы способствовали полеганию посевов и прорастанию зерна на корню.

С возрастанием дозы ЫРК в зерне озимой ржи увеличивается содержание белка с 8,32% на контроле до 11,12 % в варианте с максимальной дозой сложного удобрения, Сахаров с 2,90 до 4,20, клетчатки с 1,19 до 1,84 %.

Литература

1. Елькина Г.Я. Оптимизация минерального питания растений на подзолистых почвах. - Екатеринбург: УрО РАН, 2008. - 278 с.

2. Шмырева Н.Я. Использование азота удобрений озимой рожью при различных способах внесения азотных удобрений в условиях эрозионных ландшафтов // Агрохимия. - 2007. - № 10. - С. 44-49.

3. Минеев В.Г. Агрохимия. - М.: Наука, 2006. - 720 с.

4. Шарифуллин Л.Р., Кольцов А.Х., Марьин Г.С. Интенсивные технологии возделывания озимой ржи. - М.: Агропромиздат, 1989. - 125 с.

5. Кондратенко Е.П., Косолапова А.А., Соболева ОМ., Егушова Е.А., Сергеева И А. Изменчивость количества первичных метаболитов в

зерне разных по скороспелости сортов яровой мягкой пшеницы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. -2016.-№10.-С. 5-13.

6. Кондратенко Е.П., Константинова О.Б. Соболева О.М., Ижмулки-на Е.А. Накопление углеводов и жиров в зерне озимых культур в зависимости от сортовых особенностей // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2015. - №8(130). - С. 27-34.

INFLUENCE OF MINERAL NUTRITION ON YIELD AND QUALITY OF WINTER RYE GRAIN IN PRE-URALS

Y. li Zavyalova, D.G. Shishkov, O. V. Ivanova PFRC UB RAS, Kuttury uL 12, 614532 Lobanovo viL, Russia, e-mail': nezavyalova(a)gmaiLcom

We studied the dynamics of nitrogen, phosphorus, and potassium in sod-podzolic soil in accordance with the development phases of the winter rye under conditions of stationary experience.

Reduction of nitrogen content to the phase of full ripeness by 3-5 times relative to its content in the soil before sowing was found. The content of P205 and K20 in the phases of development of winter rye did not change significantly.

In the conditions of the cold and congested vegetation period of 2019, a not very high yield of winter wheat 2.79-3.59 t/ha was formed, its value practically did not depend on the application of fertilizers. A very high correlation was established between doses of NPK and protein content in winter rye grains (r = 0.97). There was a tendency for starch to increase with an NPK dose increase from 48.01% in the control to 54.02 in the fertilized (NPK)90, and sugar from 2.9% to 4.2% in the other fertilized (NPK)120 variants. Key words: sod-podzolic soil, long-term stationary experience, doses of NPK, winter rye, quality indicators of the crop.

КОМПЛЕКСНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В СЕВООБОРОТЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО НЕЧЕРНОЗЕМЬЯ

A.M. Алиев, д.с.-х.п., Е. Н. Старостина, Г.А. Ивашенков, ФГБНУ «ВНИИ агрохимии» Работа выполнена по госзаданию JVs 0572-2020-0011

Показаны результаты длительных (60 лет) исследований по повышению плодородия почвы и урожайности зерновых культур: озимой пшеницы сорта Московская 39, яровой пшеницы сорта Амир и ярового ячменя сорта Владимир, а также изменение основных показателей качества зерна в полевом зернотравяном севообороте Центрального Нечерноземья России. Разработанные комплексные приемы внесения удобрений и других средств химизации обеспечивают существенное повышение урожая зерна, в частности, озимой пшеницы до 5-8 т/га, улучшают его качество.

Ключевые слова: пшеница, яровой ячмень, урожайность зерна, окупаемость, качество зерна, севооборот, система удобрения, средства защиты растений, препараты нового поколения.

Б01: 10.25680/819948603.2020.113.08

Зерновые (пшеница, ячмень) являются основными культурами, обеспечивающими питание человека и животных, служат сырьем для промышленности и широко распространены повсеместно. Доказано, что достаточно высокие урожайность культур и качество продукции достигаются при комплексном применении средств химизации на фоне агротехнических мероприятий [2].

Многолетние исследования, проведенные в длительных стационарных опытах (СШ-2/60, СИ-11 и др.), показали перспективность этого направления для получения урожайности зерна пшеницы 60-80 ц/га, а ярового ячменя 50-60 ц/га.

Однако естественное плодородие почвы и фитосани-тарное состояние агроценозов не обеспечивают достаточного количества продукции: дерново-подзолистые почвы имеют кислую реакцию, слабо снабжены питательными элементами, на них широко распространены вредители, болезни и сорные растения. [1]

Интенсивные технологии возделывания зерновых культур призваны устранить отрицательную кислотность почвы, обеспечить благоприятные фитосанитар-ные условия для развития растений, их оптимального питания за счет органических и минеральных удобре-

ний. Поэтому химические методы защиты растений, внесение достаточного количества азотных удобрений, оптимизация питания фосфором и калием, а также использование современных препаратов для роста и развития растений в комплексе - важный фактор получения более высоких и качественных урожаев.

В современном мире наблюдается тенденция к экологизации сельского хозяйства, т.е. сокращение использования минеральных удобрений, средств защиты растений и даже отказ от них [7].

Многолетние исследования длительных стационарных опытов СШ -2/60 выявили, что химические средства защиты растений не оказывают негативного влияния на агрохимические свойства почвы, не отмечено также отрицательного действия агрохимикатов и других средств на качество и продуктивность зерновых культур. В опыте показано, что с помощью минеральных и органических удобрений можно не только улучшать плодородие почвы и получать достаточно высокие урожаи, но и повышать качество зерновых культур. [1, 4, 6-8].

Цель исследований - разработать комплексное применение средств химизации, обеспечивающее получение не только высокого урожая зерновых культур, но и