Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

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

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 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 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.

* 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.

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.