Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ROLE OFFERTILIZERSINPROGRAMMINGWINTER WHEAT CROPIN A BADMOISTENING OF STAVROPOL TERRITORY

Ustimenko E.A. 1 Esaulko A.N. 1 Podkolzin A.I. 1 Lysenko I.O. 1
1 FSBEI HPE «Stavropol state agrarian University»
Winter wheat - important crops in our country. By sowing areas it occupies the first place is the main food crop . Value is determined by wheat bread rich chemical composition of grain. In the wheat grains from 11 to 20 % protein , 63-74 % starch, about 2 % fat and 2% ash and mineral substances of vitamins (B1 , B2, PP, E, provitamin A, D ). The Department of agricultural chemistry and plant physiology FSBEI HPE «Stavropol state agrarian University " on leached chernozem Stavropol height in 2009-2012 , studies were conducted on the programming of winter wheat (cultivar Zustrich ) in the zone of moderate humidity based on the optimization of fertilizer application . The paper presents the three-year data on the effect of fertilization rates on the dynamics of mobile phosphorus and exchangeable potassium in the soil layer 0-20 cm, yield and quality of winter wheat cultivar Zustrich on leached chernozem zone of unstable moistening of the Stavropol Territory . According to the results of three years of data on leached chernozem Stavropol Upland programming accuracy 93% was obtained at a dose N126P80K72 Making a planned harvest of 6.0 t / ha according to the method of calculation of V.V Ageeva
winter wheat cultivar Zustrich quality of winter wheat
leached chernozem
fertilizers
weather conditions

Под программированием урожаев понимают разработку и осуществление научно-обоснованного комплекса взаимосвязанных мероприятий по возделыванию сельскохозяйственных культур, своевременное и качественное выполнение которых обеспечивает получение запрограммированных с определенным допуском колебания уровней урожая, при заданном качестве продукции, а также повышение почвенного плодородия и производительности труда [4].

Уровень программированного урожая определяется на основании почвенно-климатических ресурсов поля и реально сложившейся обстановки (окультуренность поля, уровень агротехники, ресурсные возможности хозяйства и т. д.) [1,5].

Величина действительно возможного урожая показывает, насколько почвы данного поля и сложившийся уровень агротехники позволяют реализовать возможности климатических условий хозяйства. Если разрыв между действительно возможной урожайностью и урожайностью, обеспеченной климатическими ресурсами, велик, то это свидетельствует о низком уровне агротехники, применяемой в хозяйстве, так как в процессе сельскохозяйственного производства человек может регулировать агротехническими приемами режим питания растений, агрофизические и физико-химические показатели почвы, водный режим и пр. [2].

Для получения программированного урожая в широких масштабах осуществляется производство растениеводческой продукции по заданным программам, которые дают возможность управлять продуктивностью культурных растений[3].

Заключается в оптимизации применения удобрений на основе балансовых методов расчета норм туков для достижения программируемого уровня урожайности озимой пшеницы в зоне умеренного увлажнения Ставропольского края.

Место проведения полевых исследований - землепользование опытной сельскохозяйственной станции Ставропольского государственного аграрного университета. Исследования были проведены в 2010-2012 гг. Объект исследований – озимая пшеница (сорт Зустрич – среднеспелый (273-282 дня), среднерослый и устойчивый к полеганию. Это сорт степного экотипа, обладающий высокой экологической пластичностью, засухоустойчивостью и морозостойкостью. По качеству он относится к сильным пшеницам (содержание белка – 12.0-13.5%, клейковины – 27-28%.).

Почва опытного участка представлена чернозем выщелоченный, мощный, тяжелосуглинистый. Имеет довольно плотное сложение 1,15-1,31 г/см3. Емкость поглощения пахотного слоя – 40 мг.экв. на 100 г почвы. Реакция почвенного раствора в среднем равна 6,7, что близко к нейтральной рН. Почва участка характеризуется средней обеспеченностью гумуса – 5,1-5,6%, средней обеспеченностью подвижным фосфором – 22 мг/кг почвы, и обменным калием почва относится к группе с высокой обеспеченностью – 240-260 мг/кг почвы. Среднегодовая многолетняя сумма осадков в зоне проведения опытов составляет 623мм, а среднегодовая температура воздуха равна 9,2 °С. Исходя из основных агроклиматических показателей, можно сделать вывод, что погодные условия опытной станции благоприятны для выращивания и получения стабильных урожаев озимой пшеницы

В качестве минеральных удобрений были использованы: Аф, Naa и Кх. Удобрения вносились до посева и под основную обработку почвы. Предшественник – горох. Размещение делянок по методу рендомизированных повторений, повторность опыта 3-х кратная. Ширина – 12, длинна 80м, общая S опыта – 960м2, учетная S опыта – 528м2.

Расчет доз минеральных удобрений на планируемую урожайность озимой пшеницы 4.0, 5.0 и 6.0 т/га проводился по двум методикам. В соответствии с первым подходом, разработанным В.В. Агеевым [1], дозы фосфорных и калийных удобрений рассчитывались следующим образом:

, где:

Д–доза Р2О5и К2О, кг/га;

В – вынос Р2О5 и К2О с планируемым урожаем зерна, кг/га;

Кn– коэффициент использования фосфора и калия из почвы от выноса с планируемым урожаем зерна (0.47-0.66 для фосфора и 0.58-0.70 для калия с учетом содержания в почвах подвижных форм фосфора и калия и планируемой урожайности);

Ку – коэффициент использования фосфора и калия из удобрений(40 и 70% соответственно).

Дозы азотных удобрений рассчитывались по преобразованной формуле:

, где:

К – отношение выноса N с планируемым урожаем зерна к выносу Р2О5 с планируемым урожаем зерна;

Ку – коэффициент использования азота из удобрений (70%).

Согласно второй методике, разработанной специалистами Ставропольского НИИСХ и ГЦАС «Ставропольский» [6], дозы удобрений были рассчитаны по формуле:

, где:

У – планируемая урожайность зерна, ц/га;

В – вынос N, Р2О5 и К2О с 1 ц планируемого урожая зерна, кг;

Кк– коэффициент компенсации выноса элементов питания за счет удобрений (0.49-0.52 для азота, 1.10-1.36 для фосфора и 0.30-0.43 для калия в зависимости от планируемого уровня урожайности).

Кроме того, был включен контрольный вариант (без удобрений) и вариант со средне-рекомендованными дозами удобрений для данной почвенно-климатической зоны. Хлористый калий вносили под вспашку, аммофос – при посеве, аммиачную селитру – в ранневесеннюю подкормку.

Погодные условия (таблица 1) в годы проведения исследований характеризовались неравномерным выпадением осадков, уступающим многолетней норме на 43-89 мм (за исключением 2009-2010 гг.) на фоне повышенного температурного режима (+1,1-1,4оС).

Таблица 1 - Распределение осадков в годы исследований по данным метеостанции г. Ставрополя, мм

Год

Сумма осадков

Сумма

месяцы

VIII

IX

X

XI

XII

I

II

III

IV

V

VI

VII

2009-2010

85

70

13

68

21

53

36

68

25

94

22

70

625

2010-2011

5

67

83

19

24

19

17

46

52

87

107

54

580

2011-2012

75

11

10

20

20

37

17

37

13

38

96

83

457

Среднемноголетние

54

43

46

41

32

27

34

53

70

90

80

53

623

Наиболее благоприятные агрометеорологические условия для формирования урожая культуры сложились 2010-2011 гг. Сумма осадков, выпавших за вегетацию культуры (580 мм), уступала норме 7%, однако их равномерное распределение способствовало оптимальной влагообеспеченности посевов и формированию наибольшей урожайности озимой пшеницы. Среднегодовая температура воздуха оказалась на 1,40С выше многолетних значений, достигнув 10,60С. Погодные условия в 2011-2012 гг., сложились крайне неблагоприятно для формирования урожая. Неравномерное распределение осадков в весенне-летний период оказало неблагоприятное влияние на формирование урожая озимой пшеницы. Количество осадков в 2011-12 гг. оказалось меньше многолетней годовой нормы на 27%.

Нами установлено, что наибольшее содержание подвижного фосфора и обменного калия отмечалось на всех вариантах в фазу стеблевания на подвижном фосфоре и перед посевом на обменном калии, по методике расчета В.В. Агеева которое уменьшалось с нарастанием вегетативной массы до фазы полной спелости (таблица 2 и 3).

Не все удобренные варианты в среднем за вегетацию превосходили контроль по содержанию подвижного фосфора в почве. Так, содержание подвижного фосфора в почве на вариантах с рекомендованной и N105P60K60 было несущественно ниже контроля во все исследуемые фазы вегетации. Другие изучаемые дозы удобрений в период вегетации увеличивали содержание подвижного фосфора в слое почвы 0-20 см, и разница с контролем составляла (мг/кг) перед посевом– 4,7-6,9; в фазу кущения – 4,0-5,6; в фазу колошение – 2,2-4,4 и в фазу полной спелости – 2,9-5,1. При этом существенное увеличение подвижного фосфора относительно контроля отмечалось на всех вариантах с рекомендованной системой удобрений и N126P80K72.

Наибольшее содержание подвижного фосфора в почве во все фазы развития растения отмечалось на варианте N126P80K72– 31,2, 31,0, 26,4, 25,3 мг/кг почвы.

Таблица 2 – Влияние оптимизации применение минеральных удобрений на динамику содержания (мг/кг) подвижного фосфора в 0-20 см слое чернозема выщелоченного, 2009-2012 гг.

Методика расчета

перед посевом

кущение

колошение

полная спелость

 
 

контроль

24,3

25,4

22,0

20,2

 

рекомендованная

N60P60K30

29,0

29,4

24,2

23,1

 

*N60P34K34

26,7

27,3

22,9

21,0

 

*N105P60K60

28,0

27,9

24,1

22,7

 

*N126P80K72

31,2

31,0

26,4

25,3

 

*методика расчета по В.В. Агееву

Не все удобренные варианты в среднем за вегетацию превосходили контроль по содержанию подвижного обменного калия в почве. Так, содержание обменного калия в почве на варианте с N60P34K34 было несущественно ниже контроля во все исследуемые фазы вегетации. При этом существенное увеличение обменного калия относительно контроля отмечалосьна всех варианте N126P80K72 - 262, 254, 240 и 237 мг/кг почвы и разница по сравнению с контролем составила 21 и 22 мг/кг почвы.

Таблица 3 -Влияние оптимизации применение минеральных удобрений на динамику содержания (мг/кг) обменного калия в 0-20 см слое чернозема выщелоченного, 2009-2012 гг.

Методика расчета

перед посевом

кущение

колошение

полная спелость

 
 

контроль

241

232

218

216

 

рекомендованная

N60P60K30

253

244

228

231

 

*N60P34K34

244

238

221

203

 

*N105P60K60

257

250

232

220

 

*N126P80K72

262

254

240

237

 

*методика расчета по В.В. Агееву

Из данных приведенных таблицы 4 видно, что все изучаемые дозы норм удобрений достоверно увеличивали урожайность озимой пшеницы, и разница относительно контроля в 2009-2010 гг составила 0,76-2,8 т/га, в 2010-2011 гг составила 1,03-2,9 т/га и в 2011-2012 гг составила 0,97-2,28 т/га.

Таблица 4 - Урожайность озимой пшеницы в зоне умеренного увлажнения на основе оптимизации применения минеральных удобрений за 2009-2012 гг.

Дозы удобрений

Методика расчета*

Планируемая урожайность

Урожайность, т/га

средняя

 

2009-2010

2010-2011

2011-2012

 

0

контроль

-

3,06

3,12

2,63

2,94

N60P60K30

рекомендованная

-

4,59

4,3

3,60

4,16

N60P34K34

1

 

4,0

3,82

4,15

3,72

3,9

N68P44K24

2

4,18

4,39

3,93

4,16

N105P60K60

1

 

5,0

5,22

4,63

4,34

4,73

N90P67K40

2

4,63

5,17

4,21

4,67

N126P80K72

1

 

6,0

5,86

6,02

4,91

5,6

N110P82K51

2

5,68

5,8

4,61

5,36

НСР05

-

-

3,7

2,7

3,2

3,9

Sх,%

-

-

4,3

3,6

4,6

4,6

* 1- Методика расчета по Агееву В.В.

* 2- Методика расчета ученых СНИИСХ и агрохимцентр «Ставропольский»

При оптимизации минерального питания на планируемый уровень урожайности озимой пшеницы 4,0 т/га, нами установлено, что все изучаемые расчетные методы определения доз минеральных удобрений показали довольно высокую точность программирования урожайности культуры, а отклонения от -2,5 до +4 %, являются незначительными. Отмечается более высокий уровень продуктивности культуры, при внесении N68P44K24 (4,16 т/га), рассчитанной по 2 методике, которая оказалась выше на 6 %, по сравнению с расчетом норм по методу В.В. Агеева.

При планировании урожайности на 5,0 т/га, наблюдались аналогичные результаты. Оба расчетных метода обеспечили несущественное отклонение от планируемой урожайности в сторону уменьшения – 5,4 и 7 %.

При внесении удобрений на планируемый уровень урожайности 6,0 т/га, рассчитанный методом В.В. Агеева, оказался выше метода расчета, рекомендованный учеными СНИИСХ и агрохимцентра «Ставропольский» на 4%. В свою очередь, при внесении N110P82K51 отмечалось существенное отклонение от планируемого уровня урожайности на 11 %, чего нельзя сказать при внесении N126P80K72, рассчитанной по методике В.В. Агеева, где отклонение находилось в пределах ошибки опыта. Мы не смогли получить программированный уровень урожайности озимой пшеницы 6,0 т/га не зависимо от метода расчета, но наибольший эффект от программирования был получен в 2010-2011 г, когда все варианты обеспечивали достоверную прибавку в урожайности культуры (отклонение составило +3 и -3%).

Таким образом, в ходе проведения исследований, все изучаемые дозы удобрений существенно увеличивали урожайность озимой пшеницы по сравнению с контролем. Сравнение изучаемых методик расчетных норм удобрений на программируемый уровень урожайности 4,0 и 6,0 т/га, показало, что существенной разницы в показателях урожайности озимой пшеницы не выявлено. В среднем за 3 года исследований оба метода расчета норм удобрений обеспечили программированный уровень урожайности озимой пшеницы 4 т/га N60P34K34 и N68P44K24. Программированный уровень 5,0 и 6,0 т/га достигнут не был, но наибольшая достоверность программирования 93% была получена при внесении дозы N126P80K72 на планируемый урожай 6,0 т/га по методике расчета В.В. Агеева.

Таблица 5 - Влияние минеральных удобрений на качество зерна озимой пшеницы на основе оптимизации применения минеральных удобрений за 2009-2012 гг.

Планируемая урожайность, т/га

Методика расчета

Дозы удобрений

Содержание клейковины, %

Показатель ИДК

Группа клейковины

Белок

контроль

контроль

0

17,1

80

V

10,49

рекомендованная

N60P60K30

22,3

73

III

11,34

4,0

1

N60P34K34

23,7

75

III

11,00

2

N68P44K24

24,3

72

III

11,34

5,0

1

N105P60K60

25,5

72

III

11,51

2

N90P67K40

24,9

73

III

11,12

6,0

1

N126P80K72

27,0

75

III

12,48

2

N110P82K51

26,3

73

III

12,71

Повышение качества зерна озимой пшеницы имеет исключительно важное значение. Представленные в таблице 5 результаты свидетельствуют о том, что применение всех изученных доз удобрений способствовало увеличению содержания клейковины в зерне – на 5,2-9,9% в среднем за 3 года исследований по сравнению с контрольным вариантом. При этом наибольшее содержание клейковины (27,0 и 26,3%) было получено в вариантах с внесением максимальных доз удобрений (соответственно N126P80K72 и N110P82K51). Применение всех изученных доз минеральных удобрений также способствовало получению клейковины хорошего качества– показания прибора ИДК составили 72-75 ед.Достоверное повышение содержания белка (на 2,0-2,2%) было получено только при внесении удобрений в максимальных дозах (N126P80K72 и N110P82 K51).

Таким образом, оптимизация минерального питания растений азотом, фосфором и калием – это мощный фактор повышения урожайности и качества зерна озимой пшеницы при возделывании на черноземах выщелоченных Ставропольского края. Изученные методы расчета доз удобрений обеспечили получение программируемого уровня урожайности озимой пшеницы 4 т/га. Исходя из средней урожайности за 3 года, планируемые уровни урожайности 5,0 и 6,0 т/га не были достигнуты, но наибольшая точность программирования урожайности 93% получена при расчете доз удобрений по методике В.В. Агеева.

Рецензенты:

Цховребов В.С., д.с.-х.н., профессор, заведующий кафедрой почвоведения имени В.И. Тюльпанова, ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», г.Ставрополь.

Дорожко Г.Р., д.с.-х.н., профессор кафедры общего и мелиоративного земледелия, ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», г.Ставрополь.