Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Азотное питание и продуктивность озимой ржи

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Азотное питание и продуктивность озимой ржи"

РГВ Ой I в №№ «98

На правах рукописи

Новоселов Сергей Иванович

АЗОТНОЕ ПИТАНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ОЗИМОЙ РЖИ

Специальность 06.01.04 -"Агрохимия"

Автореферат Диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Москва 1998

Работа выполнена в Марийском государственном университете и во Всероссийском научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения имени Д.Н.Прянишникова в 1984-1998 годах.

Научный консультант доктор сельскохозяйственных наук,

профессор ЗАВАЛИН А.А.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных

наук ВАУЛИН А.В.; доктор сельскохозяйственных наук ШАФРАН С.А.; доктор сельскохозяйственных наук, профессор КУЗНЕЦОВ НЛ.

Ведущее предприятие Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева.

Защита состоится " " _1998 года на засе-

дании диссертационного совета Д 020.09.01 Всероссийского научно-исследовательского института удобрений и агропочвоведения им. Д.Н.Прянишникова по адресу: 127550, г.Москва, ул. Д.Н.Прянишникова, д.31, ВИУА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИУА.

Aвтopeфepiaт разослан " 4- " Х^&Я •__1998 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, ■доктор сельскохозяйственных наук,

профессор ^ ^ , -^^Воллейдт Л.П.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Увеличение производства зерна озимой ржи может быть решено только за счет дальнейшей интенсификации земледелия. Сравнительный анализ фактической урожайности данной- культуры в хозяйствах республики Марий-Эл (11,0 - 26,1 ц/га) с потенциальными возможностями сортов и почвенно-климатическими условиями показывает, что мы еще далеки от максимального использования возможностей, этой культуры (60-70ц/га). Выращивание озимой ржи по научно-обоснованным технологиям в полном соответствии с биологическими особенностями роста и развития растений приводит к увеличению продуктивности в несколько раз (Саранин, Беляков, 1991).

Важная роль в технологии возделывания озимой ржи отводится оптимизации минерального и особенно азотного питания (Шафран, 1995). С одной стороны это связано с низкой обеспеченностью дерново-подзолистых почв минеральным азотом, а с другой - высокой отзывчивостью озимой ржи на внесение азота. Для эффективного использования азотных удобрений необходимо знание закономерностей действия агротехнических факторов на азотный режим почвы, влияние азотных удобрений на формирование величины и качества урожая озимой ржи, на биологическую активность и плодородие почвы. Для установления оптимальных доз основного азотного удобрения особенно при возделыванииозимойржи по поздно убираемым предшественникам и оперативного определения оптимальных доз подкормок необходима разработка новых, современных диагностических методов определения обеспеченности почвы и растений азотом.

' Важной практической задачей является увеличение применения органических удобрений. При существующем в настоящее время в Республике значительном дефиците навоза большой научный и практический интерес представляет установление наиболее оптимальных соотношений компонентов при приготовлении торфо-навозных компостов и наиболее эффективных способов использования отходов гидролизной промышленности в качестве органических удобрений.

Результаты исследований по изучению этих актуальных в настоящее время вопросов и составляют содержание данной работы.

Цель и задачи исследований. Цель-разработать научно-обоснованную систему применения азотных удобрений под озимую рожь с учетом биологических особенностей культуры,

обеспечивающую получение 50-60ц/га зерна хорошего качества, эффективное использование азота удобрений и не оказывающую отрицательного влияния на микробиологическую активность почвы. В связи с этим предусматривалось решение следующих задач:

1. Разработать научные основы системы удобрения озимой ржи, обеспечивающие получение 50-60ц/га зерна в условиях дерново-подзолистой суглинистой почвы северо-востока Нечерноземной зоны РФ.

2. Установить связь и количественную зависимость урожайности и качества зерна озимой ржи с содержанием минерального азота в почве и общим азотом в растениях.

3. Изучить влияние агротехнических факторов на азотный режим дерново-подзолистой почвы и урожайность озимой ржи.

4. Выявить влияние предшественников озимой ржи на азотминераглизующую способность почвы.

5. Установить воздействие погодных условий на урожайность озимой ржи и эффективность минеральных удобрений.

6.. Определить влияние азотных удобрений на показатели выноса и баланс элементов питания в почве.

7.-. Разработать методики определения нитратного азота в почве и растениях, позволяющие проведение диагностики в полевых условиях.

8. Изучить влияние азотных удобрений на микробиологическую активность почвы.

9. Дать биоэнергетическую оценку агротехническим приемам возделывания озимой ржи.

Научная новизна. Разработаны научные основы системы удобрения озимой ржи, обеспечивающие урожай зерна 50-60ц/га. Для дерново-подзолистой суглинистой почвы северо-востока Нечерноземной зоны РФ экспериментально подтверждена и научно обоснована концепция большей эффективности дробного внесения азота в формировании урожайности озимой ржи. Установлены и выражены в виде математических зависимостей закономерности, обуславливающие возможность прогнозировать по содержанию элементов питания в почве и растениях в течении вегетации величину и качество урожая озимой ржи. Предложен полевой метод определения азотминерали-зующей способности почвы. Разработаны методики потенцио-метрического определения нитратного азота в почве и растениях в полевых условиях, позволяющие осуществлять оперативный контроль за азотным питанием в процессе вегетации рас-

тений. Выявлена возможность использования скоростных инфракрасных анализаторов качества кормов типа ИК - 4250 для оперативной диагностики азотного питания растений. Для озимой ржи установлены уровни обеспеченности и дозы основного азотного удобрения и в подкормку в фазу весеннего кущения в зависимости от содержания нитратного азота в почве. Впервые для условий Республики Марий Эл разработаны оптимальные показатели содержания и соотношения элементов питания в растениях по фазам развития озимой ржи. Изучено влияние агротехнических приемов на изменение азотного режима почвы. С экологической точки зрения обоснованы предельные дозы азотных удобрений не снижающие микробиологическую активность почвы. Исследовано состояние баланса элементов питания в почве в зависимости от предшественника, доз и сроков внесения азотных удобрений под озимую рожь. Разработана схема комплексной диагностики азотного питания озимой ржи, возделываемой по поздно убираемым предшественникам. Предложен способ получения органоминерального удобрения на основе гидролизного лигнина.

Практическая значимость работы. Установленные зависимости влияния агротехнических факторов на азотный режим почвы, доз и сроков внесения минеральных удобрений, действия и последействия органических удобрений на урожайность, нормативные показатели выноса и коэффициенты использования элементов питания из почвы и удобрений являются научной основой для разработки оптимальной системы удобрений озимой ржи, обеспечивающей получение 50- 60 ц/га зерна. Предложенные экспресс-методы определения нитратного азота в почве и растениях менее трудоемки, в 3-5 раз сокращают сроки проведения анализов и по точности не уступают традиционным. Это обеспечивает более оперативный контроль условий азотного питания растений и прогнозирования величины и качества урожая. Использование на практике комплексного метода почвенной и растительной диагностики обеспечивает более оптимальные условия минерального питания, лучшую окупаемость азотных удобрений и получение. большей урожайности озимой ржи.' Результаты исследований использовались при разработке программного продукта для ПЭВ "Автоматизированное рабочее место агронома". За разработку и внедрение программного обеспечения в хозяйствах Республики Марий Эл в 1993 году творческий коллектив, под руководством автора был удостоен Государственной премии Республики Марий Эл имени В.П.Мосолова.

Апробация работы. Материалы докладывались на Международной конференции учреждений географической сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами по проблеме : " Повышение плодородия почв в современном земледелии с использованием экологически безопасных удобрений нового поколения и ресурсосберегающих технологий, Москва, 1996, на Всероссийской научно - практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика В.П. Мосолова, 19 - 20 октября 1991 года, на Всесоюзном- совещании-семинаре "Роль калийных удобрений в повышении плодородия почв в Волго-Вятском крае", Йошкар-Ола, 3-5 февраля, 1993 г, на Всероссийском совещании "Физико-химические матоды исследования структуры и динамики молекулярных систем", Йошкар-Ола, 27 июня - 2 июля 1994 года, на постоянно действующей междисциплинарной научной конференции Йошкар-Ола, 1996, на вторых Вавиловских чтениях " Диалог науки на рубеже XX-XXI веков и проблемы современного общественного развития", Йошкар-Ола, 1997, на Всероссийском семинаре" Экология и генетика популяций", Йошкар-Ола, 1997, на научно-техническом семинаре по использованию лигнина и его, производных в сельском хозяйстве (Ленинград-Пушкин, 1989). Результаты исследований ежегодно докладывались на научных конференциях Марийского госуниверситета и производственных конференциях, совещаниях специалистов сельского хозяйства по линии министерства сельского хозяйства Республики Марий Эл.

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 34 работы, из них 2 патента РФ N° 2039030 и № 2045067.

Объем и структура работы. Экспериментальные данные получены в стационарном 4-х факторном полевом. опы-те(3х3х4х2), 5-и краткосрочных полевых опытах, одном вегета-ционно-полевом опыте, двух мелкоделяночных опытах и лабораторных исследованиях. Диссертационная работа выполнялась в 1984 - 1998 годах в Марийском государственном университете и Всероссийском институте удобрений и агропочвоведения им. ДЛ.Прянишникова.

Диссертация изложена на 365 страницах машинописного текста, состоит из введения, 9 глав, выводов и предложений производству, содержит 130 таблиц, 7 рисунков, 55 приложений. Список цитируемой литературы включает 232 работы отечественных и зарубежных авторов.

При выполнении настоящей работы большую помощь оказали сотрудники проблемной лаборатории "Методов и средств повышения урожайности сельскохозяйственных культур" -Гордеева Т.Х., Закамский В.А., Ямщиков Ю.В., Торопов В.Л., за что всем выражаю глубокую признательность.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Методика и условия проведения исследований

Исследования проводились на опытном поле Марийского университета и непосредственно в хозяйствах республики Марий Эл. Влияние обработки почвы, средств защиты растений, применения минеральных и органических удобрений на условия питания и продуктивность озимой ржи изучалось в четырехфак-торном полевом опыте заложенном на опытном поле Маргоо^ университета по принципу полного факториального эксперимента (3x3x4x2), включающем 72 варианта. А-обработка почвы: АО-дискование, А1-вспашка, А2-безотвальное рыхление. В-фон органических удобрений: ВО-без навоза, В1-на фоне 80 т/га навоза, В2-на фоне 160 т/га навоза. С-дозы минеральных удобрений, СО-без удобрений, С1-ЫРК на 40 ц/га, С2-ЫРК на 60 ц/га, СЗ-РК на 60 ц/га + N исходя из почвенной и растительной диагностики. Д- пестициды: ДО-без пестицидов, Д1- с пестицидами.

Исследования проводились в звене севооборота: вико-овсяная смесь, озимая рожь, картофель, ячмень. Опыт развернут во времени и в пространстве. Предшественником озимой ржи в 1990-1992 гг. был сидеральный пар, в 1993-1995 гг. - занятый пар. С 1993 года из обработки почвы изучались вспашка и дискование. Безотвальное рыхление было заменено дискованием. На этом фоне для выявления эффективности азотных удобрений на варианте РК на 60 ц/га + N по диагностике вносились только фосфор и калий из расчета на 60 ц/га. Последействие органических удобрений на озимой ржи изучалось в 1994-96 годах. Повторность опыта - четырехкратная. Площадь делянки 84 кв.м (6 х 14), учетной 52-56 кв.м. Органические удобрения вносились в севообороте под картофель в виде полуперепревшего навоза КРС. Минеральные удобрения применялись в виде аммиачной селитры, двойного суперфосфата, хлористого калия, нитроаммофоски.

Уборка проводилась прямым комбайнированием переоборудованным комбайном "Нива". Урожайные данные пересчитыва-

лись на стандартные показатели при 14 % влажности и 100 % чистоте.

Перед уборкой урожая с каждой делянки 1 и 3 повторности были отобраны образцы растений на структуру и химический состав урожая.

Влияние возрастающих доз минеральных удобрений на азотное питание и продуктивность озимой ржи изучали в 19951997 годах в опыте N2. Исследования проводили по двум предшественникам: вико-овсяной смеси и ячменю по следующей схеме. По вико-овсяной смеси: 1. без удобрений; 2. Ы60Р60; а N60X60; 4. Р60К60; 5. Ы60Р60К60; 6. №ОР60К60; 7. Ы120Р60К60; 8. ШОРЭОКбО; 9. Ш0Р120К60; 10. Ш0Р60К90; И. ШОРбОКШ; 12. Ш0Р90К90; 13. Ш20Р120К120. По ячменю: 1. без удобрений; 2. Ш0Р60; 3. N60X60; 4. Р60К60; 5. ШОРбОКбО; 6. ШОРбОКбО; 7. Ш20Р60К60. Повторность опыта по ячменю трехкратная, по вико-овсяной смеси 2-х кратная. Общая площадь делянки 78-84 кв.м, учетная 52-56 кв.м.

Влияние сроков внесения азота на условия азотного питания и. урожайность озимой ржи изучалось в 1995-1997 годах в опыте N3 на опытном поле университета по следующей схеме: Р90К90 - фон; 2.Фон + N30 до посева + N60 весной в кущение; З.Фон + N60 до посева + N30 весной в кущение; 4.Фон + N90 до посева; 5.Фон + N90 весной в кущение; б.Фон + N30 до посева + N30 весной в кущение + N30 в трубкование.

Повторность опыта трехкратная. Общая площадь делянки 78 кв.м., учетная - 52 кв.м.

Изучение доз и сроков внесения азотной подкормки проводили в 1995-1996 годах в опыте № 4 по схеме: 1. Фон - Р60К60; 2.Фон + N30 в весеннее кущение; З.Фон + N60 в весеннее кущение; 4.Фон + N90 в весеннее кущение;5.Фон + N30 в начале выхода в трубку; б.Фон + N60 в начале выхода в трубку; 7.Фон + N90 в начале выхода в трубку; 8.Фон + N20 в начале колошения; Э.Фон + N40 в начале колошения. Повторность опыта трехкратная. Учетная площадь делянки 56 кв.м. В качестве основного удобрения использовались двойной суперфосфат и хлористый калий. .Азотные подкормки в фазе кущения и выхода в трубку проводились аммиачной селитрой, а в фазу колошения мочевиной.Эффективность азотных подкормок в фазу весеннего кущения изучалась в 1989-1991 годах по следующей схеме: 1. РбОКбО-фон; 2. фон+Ш5; 3. фон+Ш0; 4.фон+№5; 5. фон-Ш60; 6. фон+Ш5; 7.фон+Ш0. Повторность опытов трехкратная. Общая площадь делянки 78-84 кв.м., учетная 52-56 кв.м.

Эффективность расчетных доз удобрений в1985-1986 годах изучалась в опытах проводимых под руководством Шорина В.М., на которых автор был ответственным исполнителем. В работе представлены результаты по двум вариантам: 1.Без удобрений; 2.NPK на 40 ц/га.

Повторность опыта четырехкратная, площадь делянок об-щая-90кв.м., учетная- 52кв.м.

Эффективность органических удобрений изучалась в веге-тационно-полевом опыте N 1 по схеме: 1.Без удобрений; 2.Навоз 30 т/га; З.Торф 30 т/га ; 4.Торфо-навозный компост 1:1 30 т/га; б.Торфо-навозный компост 2:1 30 т/га; б.Торфо-навозный компост 3:1 30 т/га; 7.Торфо-навозный компост 4:1 30 т/га; 8,Органо-минеральное удобрение на основе гидролизного лигнина ЗОт/га; 9.Лигнин 30 т/га; 10.N140P54K105 эквивалентно содержанию питательных веществ в 30 т/га навоза.

Площадь опытной делянки 0.25 кв.м, повторность трехкратная. В опыте использовались сосуды из полиэтиленовой пленки в два слоя без дна размером 50x50x20 см. Почва перед закладкой была тщательно перемешана и просеяна через сито. В каждый сосуд почва бралась по весу в количестве 70кг. Дозы органических удобрений пересчитывались на 0.25 кв.м. и вносились при набивке сосудов. Для сравнения эффективности органоминерального удобрения с торфо-навозным компостом в работе дополнительно приведены результаты исследований по картофелю за 1987-1990 годы. Размер сосудов, дозы органичен ских удобрений и методика закладки опыта были аналогичные.

Кроме перечисленных опытов для изучения отдельных вопросов проводились краткосрочные опыты.

Опыты с 15N проводили согласно методике работы с меченым азотом (Кореньков и др.1990).

Азотминерализующая способность почвы изучалась по разработанной- нами методике на вариантах без удобрений опыта N2 по обоим предшественникам.

Результаты исследований обрабатывали статистически дисперсионным, корреляционно-регрессионным методами и по Т-критерию Стьюдента.. >

Анализы почв и растений проводили общепринятыми химическими методами (Агрохимические методы исследования почв, 1975, Панников, 1983, Ягодин, 1987). Анализы проводились при 2-х кратной полевой и 2-4 кратной лабораторной по-вторностях с использованием стандартных образцов СБМТ -0.1; СБМП - 0.1 (Шафринский, 1978).

Почва стационарного полевого опыта дерново-среднеподзолистая среднесуглинистая малогумусная на опес-чаненном покровном суглинке перед закладкой опыта имела следующие агрохимические показатели: рНсол.5.8-6.0, Нг(по Каппену) 1.88, S(no Каппену-Гильковицу) 10.0 мэкв/100г,У-84.1%, гумус(по Тюрину) 1.85-2.0 Кпг(по Корнфилду) 70-90, (в вытяжке по Кирсанову) Р205 150-250, К20 130-200 мг/1000г. Краткосрочные опыты проводились на дерново-подзолистой среднесуглинистой малогумусной почве с реакцией среды близкой к нейтральной с высоким и повышенным содержанием доступного фосфора и обменного калия.

Глава 2. Влияние агротехнических приемов на азотный режим дерново-подзолистой почвы

Исследование фракционного состава азота дерново-среднеподзолистой среднесуглинистой почвы опытного участка показало, что содержание общего азота в пахотном слое было невысоким 0,14 %, или 4994 кг/га, что составляло 38,8 % от общего запаса азота в метровом слое. Вниз по профилю содержание его снижалось до 0,05 % в слое 80-100 см. Основная часть азотного фонда представлена органическим азотом. На долю минерального азота приходилось 0,9-1,2 %. Из органических форм наибольшее содержание приходилось на негидроли-зуемый азот 58,4 - 64,1 %■ В пахотном слое доля негидролизуе-мого азота была несколько выше, чем в нижележащих слоях. Содержание фракции трудногидролизуемого азота в слое почвы 0-25 и 25-40 см (18,9 и 19,1 %) было несколько выше содержания фракции легкогидролизуемого азота (16,1 и 19 %). В нижележащих слоях содержание трудногидролизуемого азота было почти в 2 раза выше, чем легкогидролизуемого. Минеральный азот в пахотном и подпахотном слоях представлен нитратной и аммонийной формой (7,0; 6,1 и 6,8; 4,5 мг/кг), а с глубины 40 см и более- преимущественно аммиачной формой.

Пятилетнее сельскохозяйственное использование почвы с чередованием культур: озимая рожь, картофель, ячмень, вико-овсяная смесь на "зеленый корм, озимая рожь привело к изменению запасов азота в почве (табл. 1).

Несмотря на то, что под первую культуру звена севооборота озимую рожь применялось сидеральное удобрение (вико-овсяная смесь) содержание общего азота в почве на вариантах без удобрений снизилось. При отвальной обработке (вспашка

под каждую культуру) снижение составило 148, при комбинированной обработке (вспашка только под картофель, под остальные культуры дискование в два следа) соответственно 114 кг/га. Применение минеральных удобрений приводило к дополнительному потреблению азота почвы и снижению запасов общего азота.

Таблица 1. Изменение запасов азота в пахотном слое почвы в результате пятилетнего сельскохозяйственного использования (с 1991 по 1996 годы), кг/га.

Вариант Лобщий Кмине- Млегко- 1*Ггрудно- Шегидро-

ралькый гидроли-зуемый гидроли-зуемый лкзуемый

Отвальная

обработка

Вез удобрений - 148 - 21 - 44 - 9 - 74

ОТК на 40ц/га - 207 - 16 - 69 - 31 - 90

Навоз 80 т/га + 199 - 10 + 51 + 97 + 61

Комбинирован-

ная обработка

Без удобрений - 114 - 27 - 63 - 15 - 8

1\ТРК на 40ц/га - 186 - 19 -94 - 57 - 16

Навоз 80 т/га + 258 - 14 + 31 + 128 + 88

При комбинированной обработке почвы наблюдалась тенденция меньшего снижение запасов азота по сравнению со вспашкой. Применение под картофель навоза в дозе 80 т/га привело к значительному накоплению азота в пахотном слое почвы. При отвальной обработке ■ запасы азота увеличились на 199 кг/га, а при комбинированной на 258 кг/га. Как снижение, так и увеличение запасов азота происходило в основном за счет органических форм. Содержание минерального азота в пахотном слое почвы зависело от предшественника, способа обработки почвы, фазы развития озимой ржи, применения минеральных и органических удобрений. При возделывании озимой ржи по ячменю в среднем за годы исследований запас азота в слое 0-60 см. в начале весенней вегетации составил 69,4, по вико-овсяной смеси 93,1, а по сидеральному удобрению 131,8 кг/га. Для слоя 0-25 см соответственно 23,7, 34,7 и 51,4 кг/га. Применяемые в опыте приемы обработки почвы по-разному влияли на обеспеченность почвы азотом. В 1990-1993 годах при заделке БДТ-3,0 (в два следа) измельченной сидеральной массы она распределялась в верхней части пахотного слоя (0-12 см). Это активизировало процессы разложения и увеличивало

содержание минерального азота в почве в начальные фазы развития по сравнению со вспашкой. При запашке измельченной сидеральной массы плугом с отвалом она распределялась в нижней части пахотного слоя. Её минерализация проходила в начальные фазы развития озимой ржи менее активно, что отразилось на снижении содержания минерального азота в почве. К фазе колошения содержание азота в почве на обоих обработках выравнивалось, а к полной спелости на вспашке было несколько выше. В 1993-1996 годах влияние изучаемых приемов обработки почвы на динамику минерального азота в почве при возделывании озимой ржи по вико-овсяной смеси на зеленый корм было иным. Вспашка, создавая более рыхлую структуру пахотного слоя, обеспечивала большее накопление минерального азота по сравнению с дискованием на протяжении всего периода вегетации.

Изучение последействия органических удобрений на динамику минерального азота в почве показало, что на 4-й год после внесения навоза обеспеченность почвы азотом на этих вариантах была выше по сравнению-с контролем на протяжении всего периода вегетации. Запасы азота в фазу весеннего кущения на варианте без навоза для слоев 0-25, 0-60 и 0-100 см соответственно составили 34.8, 77.1 и 118.5 кг/га. На вариантах где вносился навоз они возросли соответственно до 43.8, 104,9, 145.7 при дозе 80 т/га и до 48.1, 118.0 и 162.6 кг/га при дозе 160 т/га.

Различные органические удобрения по разному влияли и на обеспеченность дерново-подзолистой почвы минеральным азотом в условиях вегетационно-полевого опыта. В фазу выхода в трубку на неудобренном варианте содержание минерального азота составило 4.9 мг/кг. Применение торфа в дозе 30 т/га несколько снизило содержание минерального азота до 3.3, а лигнина до 2.0 мг/кг. При применении 30 т/га навоза содержание минерального азота в почве возросло до 16.1 мг/кг. При применении торфо-навозных компостов содержание азота в почве снижалось до 4.2 мг/кг при соотношении торф-навоз 4 : 1. Применение органоминерального удобрения на основе гидролизного лигнина ^Новоселов и др. Патент РФ N2039030) повышало содержание минерального азота до 19.3 мг/кг вследствии высокого содержания азота в удобрении и благоприятным соотношением в нем углерода и азота (13:1). Максимальное содержание минерального азота в почве 23.4 мг/кг было при применении минеральных удобрений в дозе N150P90K180, что эквивалентно 30. т навоза.

Одним из самых эффективных приемов повышения содержания в почве минерального азота являлось применение азотных удобрений. В опыте N1 в среднем за три года (1994-1996гг.) содержание его в пахотном слое почвы на удобренных вариантах возросло в фазу кущения с- 27.6 до 57.4 кг/га при N 80 и до 92.1 кг/га при N 150 кг/га. На фоне последействия навоза обеспеченность увеличилась соответственно до 63.0 и 104.7 кг/га (рис. 1). К фазе колошения озимой ржи вследствие выноса азота растениями, биологической и физико-химической фиксации азота в почве, газообразных потерь содержание минерального азота в почве снизилось. К фазе полной спелости его количество на всех вариантах возросло, что связано с преобладанием в этот период процессов минерализации азота над его выносом растениями.

~ без удобрений

- ■ N80Р30К 70

—А—N150P120K140

—М—N80PS0K 70Н 80т/г* '

—N 150Р 120 К 140Н80т/га

кусцение выход в трубку колошение полк&ц спелость

Рис.1. Влияние удобрений на динамику содержания минерального азота в пахотном слое почвы, кг/га, (опьггШ, 1994 - 1996 г.г.).

В течение 'вегетации озимой ржи азотминерализующая способность почвы в зависимости от предшественника была различной (табл. 2). По вико-овсу количество минерализованного азота в 1996 году было 69.8, а в 1997году 81.8 кг/га. По ячменному предшественнику эти показатели были несколько ниже 43.4 и 55.7 кг/га. В среднем за два года при возделывании озимой ржи по вико-овсяной смеси минерализованного азота было на 23.2 кг/га больше, чем по ячменю. Сравнивая эти результаты с показателями графического метода Херлихи и Шихана видно, что получаемые величины одного порядка и различаются в среднем на 15.6-22 кг. В среднем за два года наибольшие потери азота 40.8 кг были в парующей почве по вико-овсяной смеси. В почве с растениями они были значительно меньше и составили 20.5 кг. При возделывании озимой ржи по

Таблица 2. Азотный режим почвы при возделывании озимой ржи по разным предшественникам, кг/га.

Показатель Предшественник

Вико-овес Ячмень

1996г. 1997г. Ср. 1996г. 1997г. Ср.

Запасы минерального азота 79.1 70.7 74.9 46.1 52.7 49.4

в почве при посеве (0-60 см)

Запасы минерального азота 50.1 . 61.2 55.6 46.6 53.7 50.2

з почве при уборке (0-60 см)

Запасы минерального азота 110.9 108.8 109.9 76.0 86.0 81.0

з паровой почве при уборке

(ОгбО см)

Количество минерализован- 69.6 81.8 75.8 49.4 55.7 52.6

ного азота

Количество минерализованного 78.9 103.9 91.4 64.2 85.0 74.6

азота, расчитанного .

по методу Херлихи-Шихана

Вынос азота урожаем 75.8 72.1 73.9 38.4 44.4 41.4

Потери азота за вегетацию 37.8 43.7 40.8 19.5 22.4 21.0

при паровании

Потери азота за вегетацию на 22.8 19.2 20.5 10.5 10.3 10.4

почве растениями

ячменю потери азота соответственно составили 21.0 и 10.4 кг. Этот метод не дает расшифровок потерь азота, а показывает лишь разницу в балансе, которая может быть за счет газообразных потерь, за счет вымывания, либо за счет иммобилизации азота. Зная количество минерализованного азота за каждую фазу и продолжительность межфазного периода можно рассчитать интенсивность минерализации азота за сутки. Наибольшее количество минерализованного за сутки азота было в период от начала весенней вегетации до начала фазы выхода в трубку. В среднем за два года по ячменному предшественнику она составила 0.74, а по вико-овсяному 1.17 кг/сути. В последующие фазы интенсивность минерализации снижалась. Несколько большая интенсивность минерализации по вико-овсяной смеси была и в последующие фазы вегетации. Сопоставление количества минерализованного и вынесенного урожаем азота показало, что в фазе весеннего кущения суточный вынос превышал поступление азота от минерализации. Это приводило к снижению содержания минерального азота в почве.

. В фазы колошения и молочной спелости, наоборот, за сутки выносилось меньше азота, чем поступало от минерализации.

В эти фазы присходило увеличение содержания минерального азота в почве (рис.1).

Глава 3. Влияние азотных удобрений на формирование продуктивности посевов озимой ржи

Применение азотных удобрений увеличивало полевую всхожесть, коэффициент кущения, обеспечивало лучшую выживаемость растений за осенне-зимний период, формировало большую густоту стеблестоя, облиственность, урожайность надземной и корневой массы, лучшие показатели структуры урожая. При дробном внесении азота создавались оптимальные условия для формирования урожайности озимой ржи. Разовое внесение азота в дозе 90 кг/га до посева приводило к чрезмерному кущению и последующему сильному отмиранию боковых стеблей (табл.3).

Таблица 3. Влияние сроков внесения азотного удобрения на густоту стеблестоя, ШТ./КВ.М (1995-1997 г.г.).

Вариант Выход в трубку Полная спелость.

Всего продуктивных непродуктивых

Р90К90 - фон 820 437 365 72

Фон + N30 до 1041 562 512 50

ПОССВЭ+

N60 вес.кущ. 1273 571 425 146

Фон + N90 до

посева

При разовом внесении N90 до посева количество стеблей в фазу выхода в трубку было на 231 больше по сравнению с дробным внесением азота в два приема. К фазе полной спелости на контрольном варианте осталось 437 стеблей, из них 365 продуктивных. На варианте с дробным внесением соответственно 562 и 512, на варианте с разовым внесением 571 и 425. Как показали наши расчеты с непродуктивными стеблями могут отчуждаться значительные количества азота. В фазу колошения на удобренных вариантах в непродуктивных стеблях содержалось 15.4 кг/га азота, что составило 9.5 % общего выноса N растениями или 5.1 % внесенного азота удобрений. На контрольном варианте вынос азота непродуктивными стеблями составил 7.7 кг/га, что составило 14.5 % общего выноса растениями. Проведение дополнительных исследований, в том числе с 15N, показали, что азот из непродуктивных стеблей поступа-

ет в зерно лишь в ничтожных количествах, размеры которых не оказывают влияние на формирование урожая зерна. Поэтому азот, содержащийся в непродуктивных стеблях, можно считать, как "скрытно" потерянным для формирования урожайности зерна озимой ржи. На основании проведенных исследований выявлено, что основным источником азота при формировании зерна является азот реутилизируемый из междоузлий соломины. Его доля в азоте зерна составляет 32.7-38.2 %. Доля азота колоса в азоте зерна составляет 22.7-28.2%, а реутилизи-рованного из листьев 16-21%. При применении удобрений доля реутилизированного азота из междоузлий снижается до 23.631.5%, колоса до 19.5-22.8% и листьев до 11-18%. В то же время доля азота поступившего из почвы после фазы колошения возрастает с 13.9-15.4 до 24.1-38.5%.

Глава 4. Диагностика минерального питания озимой ржи

Исследования, проведенные с 1988 по 1995 годы показали, что на дерново-подзолистой суглинистой почве зависимость урожайности озимой ржи от количества в почве (кг/га) аммонийного' азота (г=0.52-0.81), гидролизуемого азота (г=0.65-0.75), общего органического вещества (г=0.48-0.73), гумуса (г=0.6-0.82) изменялась от средней до сильной. Стабильная сильная корреляционная связь была с содержанием минерального азота (г~ 0.73 - 0.90), нитратного азота (г=0.74-0.98) и нитрификаци-онной способности почвы (г=0.79-0.94). В зависимости от глубины взятия образца тесная корреляционная связь с запасами нитратного азота была для слоев почвы 0-25 и 0-100 см, минерального азота для слоев почвы 0-25 и 0-60 см (табл. 4).

Таблица 4. Коэффициенты корреляционной зависимости урожайности озимой ржи от запасов азота в почве (1988-1995гг.).

Слой N-N03 N - N114 N минеральный №идролизуемый

0-25 0.74 - 0.9] 0.52 - 0.81 0.76 - 0.97 0.43 - 0.9

0-40 0.65 - 0.83 " 0.45 - 0.87 0.5 - 0.88 0.6 - 0.75

0 - 60 0.56 - 0.81 0.45 - 0.20 0.89 - 0.88 0.65 - 0.8

0 - 100 0.85 - 0.82 0.45 - 0.78 0.64 - 0.84 0.6 - 0.88

Высокие коэффициенты корреляции между количеством нитратного азота в пахотном слое почвы и урожайностью по-

зволяют использовать его в качестве показателя диагностики азотного питания для установления доз азотного удобрения.

Все современные методики определения Нитратного азота в почве расчитаны для проведения анализов в лабораторных условиях, а это значительно удлиняет сроки исследований и снижает ценность результатов. Для повышения производительности определения и большей оперативности нами разработан потенциометрический экспресс-метод определения нитратного азота в почве в полевых условиях.

При определении количества нитратного азота в почве в кг/га может быть несколько методических подходов. Можно определить содержание элемента в 1 кг почвы и умножить на вес почвенного слоя (в кг). Можно определить содержание в 1 куб.дм (литре) и умножить на объем почвенного слоя (в куб. дм). В первом случае вес пахотного слоя зависит от объемной массы и объема почвы. Во втором случае определение объемной массы не требуется. Поскольку почвенная влага входит в вес навески почвы, то в первом случае результаты необходимо пересчитывать на абсолютно сухую почву. Во втором случае в определении влажности нет необходимости, что значительно сокращает сроки проведения анализов. Кроме того, измерение объемов почвы можно проводить в полевых условиях. Поэтому в основу метода было положено взятие образца по объему.

Проведение сравнительных исследований по определению содержания нитратного азота в почве предлагаемым методом и стандартным (ГОСТ 26488-85) и статистическая обработка данных показали, что оба метода дают, практически одинаковые результаты 46.8 и 45.6 кг/га. (табл. 5).

Таблица 5. Статистические показатели методов определения нитратного азота в пахотном слое почвы

Метод Число Среднее Ошибка Стандарт- Коэффи-

исследования элементов значение среднего ное откло- циет ва-

выборки кг/га нение риации^

Стандартный 15 46.8 0.4 1.59 3.4

(через массу

пахотного слоя)

Предлагаемый 15 45.6 0.6 2.51 5.6

(через объем

пахотного слоя)

Низкий коэффициент вариации 5.6% свидетельствует о незначительной изменчивости определяемой величины и хорошей сходимости результатов исследований, что позволяет рекомендовать данный метод к применению на практике.

Разработан и предложен к внедрению на практике потен-циометрический экспресс-метод определения нитратного азота в растениях, позволйкяций проведение исследований непосредственно в полевых условиях- (Новоселов С.И., патент РФ N2045067). Метод основан на определении нитратного азота в соке растений, содержание которого расчитывается в мг/л сока. Результаты полевых определений содержания нитратного азота в растениях по предлагаемому методу и стандартному (ГОСТ 13496.19-86) и статистическая обработка экспериментальных данных показывают, что предложенный способ снижает варьирование результатов измерений, а по точности не уступает традиционному (табл.6). Корреляционная связь между сравниваемыми методами - сильная (г= 0.79).

С целью установления индикаторного органа для определения нитратного азота в соке растений в фазу колошения на контрольном варианте отбирали образцы типичных растений, затем в десятикратной повторности проводили определение N-N03 мг/л в листьях, (2-3 лист сверху), стеблях и целых растениях. Как показали результаты анализов и статистическая обработка данных, содержание N-N03 во всех органах было одного порядка.

Таблица 6. Результаты сравнительных исследований предложенного и стандартного методов определения нитратного азота в растениях

Статистические характеристики Вика Озимая рожь

мг/кг мг/л мг/кг мг/л

Число элементов выборки 15 15 15 15

Среднее арифметическое 79.83 107.49 205.96 '275.61

Ошибка ср.арифметической 3.4 2.57 8.71 8.74

Среднее квадратичное 13.2 9.96 , 33.76 33.88

отклонение - ■

Ошибка ср. квадратичного 2.41 1.82 6.16 6.18

отклонения

Дисперсия 174.24 99.38 1140.35 1147.90

Ошибка дисперсии 31.81 18.14 208.19 209.57

Коэффициент вариации 16.53 9.27 16.39 12.29

Ошибка коэффициента 3.21 1.76 3.18 2.55

вариации

При определении нитратного азота в соке листьев значительно меньше была ошибка среднего арифметического, стандартное отклонение и меньший коэффициент вариации. Поэтому в качестве индикаторного органа при определении нитратного азота в соке в фазу колошения следует использовать 2-й и 3-й лист сверху.

Исследования, проведенные в 1991-1995 годах показали, что наиболее объективные данные по обеспеченности озимой ржи в течении вегетации элементами минерального питания были получены по валовому содержанию ЫРК в растениях. Экспресс-метод по В.В.Церлинг давал удовлетворительную сходимость по азоту и значительно худшие результаты по фосфору и калию. У традиционных методов анализа валового состава растительных образцов имеется ряд недостатков : длительность подготовки образцов и проведения анализов, значительные материальные затраты, связанные с оборудованием и реактивами, экологические вопросы, возникающие с утилизацией отработанных химических реактивов и другие. Появление в настоящее время скоростных инфракрасных анализаторов открывает новые перспективы их использования в том числе и в вопросах диагностики.

Нами, начиная с 1994 года,проводились сравнительные исследования химических методов анализа растений с методом инфракрасной спектроскопии. Определение общего N в растениях показало, что оба метода дают близкие результаты (табл.7). Статистическая обработка данных по Т-критерию Стьюдента выявила, что в фазу выхода в трубку во все годы исследований различия между методами были не существенными (Тф<Тт). Аналогичные результаты были получены при определении азота в фазу колошения в 1995 и 1997 годах. В 1996 году химический метод дал более высокое содержание азота (1.65 %), чем метод инфракрасной спектроскопии (1.24 %). Различия по Т-критерию Стьюдента были существенными. Данные по фосфору и особенно по калию по годам были не стабильными и нуждаются в дальнейшей проверке.

На основании проведенных исследований выявлена возможность использования метода инфракрасной спектроскопии для определения содержания общего азота в растениях. В связи со значительным сокращением сроков проведения анализов, результаты могут быть оперативно использованы для определения доз азота подкормки.

Таблица 7. Сравнение химического и ИК-спектрофотометрического методов определения общего азота в растениях по Т-критерию Стьюдента.

Год Выход в трубку Колошение

хим. % ИК, % Т* хим.,% ; ИК, % Т*

1994 3.88 ■ 3.76 Тф<Тт - -

1995 2.49 .2.67 Тф<Тт 0.95 1.0 . Тф<Тт

1996 3.13 3.45 Тф<Тт 1.64 1.24 Тф>Тт

1997 3.49 3.51 Тф<Тт 2.56 2.71 Тф<Тт

Для установления оптимального содержания и соотношения элементов питания в растениях озимой ржи, обеспечивающих получение конкретных уровней урожая, были обобщены данные по урожайности и динамике химического состава за 1988 -1995 годы (табл.8). С увеличением обеспеченности растений элементами питания в течении вегетации формировалась и большая урожайность зерна. Согласно методике "высокопродуктивной популяции" за оптимальные содержания и соотношения принимаются показатели вариантов с наибольшей урожайностью. Наибольшая урожайность озимой ржи была сформирована при содержании азота, фосфора и калия в растениях в фазу кущения соответственно 4.49, 1.31, 3.18% в фазу выхода в трубку соответственно 3.39, 1.1, 2.86%, в фазу колошения соответственно 1.86, 0.98, 2.69% (табл. 8). Данные показатели и их соотношения использовались при оценке сбалансированности питания озимой ржи методом индексов. В результате проведенных расчетов выявлено, что показатели соотношений элементов и индексы обеспеченности растений питательными веществами дают более наглядную и объективную информацию о состоянии питания, чем просто величины содержания элементов в растении.

Использование корреляционно-регрессионного анализа позволило установить зависимости содержания минерального азота в почве от доз основного азотного удобрения. Каждый килограмм азота основного удобрения увеличивал количество минерального азота в пахотном слое почвы в кущение на 0.59, в фазу выхода в трубку на 0.26 и в фазу колошения на 0.1 кг/га. Для увеличения содержания азота на 1 мг/кг почвы в фазе кущения до посева необходимо было внести 5.9, для увеличения в фазе трубкования - 13.2 и в фазе колошения 35 кг/га азота удобрений. Средние нормативы затрат фосфорных и калийных удобрений для увеличения в пахотном слое в фазу

Таблица 8. Зависимость уровня урожайности озимой ржи от содержания и соотношения элементов питания в растениях (среднее за 1988-1995 г.)

Фаза развития Показатель Урожайность, ц/га

30+5 40±5 50±5

Кущение N% 3.47 3.97 449

Р205% 1.19 1.25 1.31

К20% 2.94 2.98 3.18

Выход в трубку Nft 2.60 3.26 3.39

Р205% 1.06 1.03 1.10

К20% 2.45 2.72 2.86

Колошение N% 1.70 1.79 1.86

Р205% 0.86 0.92 0.98

К20% 2.32 2.43 2.39

Кущение N/P 2.94 3.25 3.48

N/K 1.24 1.37 1.44

К/Р 2.54 2.50 2.47

Выход в трубку N/P 2.44 2.99 3.10

N/K 1.06 1.21 1.21

К/Р 2.38 2.52 2.59

Колошение N/P 2.03 2.04 1.89

N/K 0.73 0.74 0.78

К/Р 2.84 2.79 2.46

кущения содержания элементов на 1 мг/кг составили соответственно 5.4 и 4.4 кг/га.

Содержание общего азота в растениях озимой ржи зависело от содержания минерального азота в почве и доз азотного удобрения. Зависимости между содержанием минерального азота в почве в фазу весеннего кущения и содержанием общего азота в растениях в фазы кущения, выхода в трубку и колошения описывались квадратичными уравнениями. Для фазы кущения зависимость описывалась уравнением: М%=1.78+0.168Х-0.0031Х2,11=0.92 -

Для фазы трубкования: М%=0.56+0.211Х-0.0038Х2,11=0.91 Для фазы колошения: Що=0.30+0.144Х-0.0021Х2, К=0.89 Каждый килограмм азота, внесенный в подкормку в фазе кущения, увеличивал содержание азота в растениях озимой ржи в фазе трубкования на 0.017%, а внесенный в подкормку в фазу трубкования увеличивал содержание азота в растениях в фазе колошения на 0.012%. Для увеличения содержания общего

азота в растениях озимой ржи в фазу выхода в трубку на 0.1% требовалось в фазу кущения внести 5.88кг/га, а для увеличения на 0.1% в фазу колошения требовалось в фазу выхода в трубку внести 8.13кг/га азота удобрений.

Установленные тесные корреляционные связи урожайности с содержанием нитратного азота в почве позволяют использовать этот показатель как для установления доз основного внесения азота, так и весенней подкормки. Наиболее ценным является использование данного показателя при возделывании озимой ржи по поздно убираемым предшественникам, когда сроки от уборки предшественника до посева сжаты и применение других методов невыполнимо. На основании проведенных исследований разработаны уровни обеспеченности и установлены дозы азота, вносимого до посева в зависимости от содержания нитратного азота и фосфора в почве и в подкормку весной в фазу кущения на урожайность зерна 50-60 ц/га (табл. 9, 10).

Таблица 9. Дозы основного внесения азота под озимую рожь в зависимости

от содержания нитратного -азота и фосфора в пахотном слое дерново-подзолистой суглинистой почвы па урожайность зерна 50-60 ц/га

N -N03 Обеспеченность азотом Потребность в азоте Доза азота кг/га

мг/кг кг/га Р205 100-200 мг/кг Р205>200 мг/кг

< 10 <35 низкая высокая 60 90

10-20 35-70 средняя средняя 30 45

> 20 >70 высокая отсутствует 0 0

Таблица 10. Дозы азотной подкормки озимой ржи в весеннее кущение в зависимости от содержания нитратного азота и фосфора в пахотном слое дерново-подзолистой суглинистой почвы на урожайность зерна 50-60 ц/га

N- N03 Обеспеченность Потребность Доза азота кг/га

мг/кг кг/га азотом в азоте Р205 100-200 Р205>200

• мг/кг мг/кг

< 5 < 20 очень низкая очень сильная 60 • 60 + 30

5.1 - 10 20-35 низкая сильная 45 60

10.1 - 15 35-50 средняя средняя 30 45

15.1 - 20 50-70 повышенная слабая 15 30

> 20 > 70 высокая отсутствует 0 0

В делом схема комплексной диагностики азотного питания озимой ржи, возделываемой по поздно убираемым предшественникам представлена в таблице 11. При осеннем обследовании определяется нитратный азот в пахотном слое почвы и доза основного азотного удобрения устанавливается по данным таблицы 9.

Таблица 11. Схема комплексной диагностики азотного питания озимой ржи возделываемой по поздно убираемым предшественникам.

Срок обследования Метод диагностики Анализируемый слой почвы, орган растения Определяемая форма азота

До посева Весеннее кущение Выход в трубку Колошение Почвенная Почвенная Растительная Растительная пахотный 0-100 или 0-60 0-30 или пахотный целое растение целое растение, листья(2-3 сверху) N - N03 N мин. Кмин. или N-N03 N061«. или N-N03 N0614. или N-N03 N06111, или N-N03

Для определения доз первой азотной подкормки в фазу весеннего кущения рекомендуется пользоваться результатами почвенной диагностики, поскольку в фазу кущения между содержанием минерального азота в почве и урожайностью существует более тесная связь, чем с содержанием азота в растениях. В зависимости от складывающихся условий в данную фазу определяют минеральный азот в слое 0-100 или 0-60, либо минеральный или нитратный азот в слое 0-30, либо нитратный в пахотном слое почвы. По результатам диагностики дозы подкормки устанавливают в соответствии с методическими указаниями по. комплексной диагностике азотного питания озимых зерновых культур (М."Колос",1984), либо по нормативным затратам азота на формирование единицы урожая (Шафран, 1996), либо по таблице 10. Контроль за азотным Питанием в последующие фазы развития озимой ржи проводится используя растительную диагностику по содержанию общего или нитратного азота в растениях. В фазу выхода в трубку анализируются целые растения на содержание общего или нитратного азота. В фазу колошения общий или нитратный азот определяется в целых растениях или в листьях (2-3 лист сверху). Для выявления сбалансированности питания озимой ржи предпочтительнее является определение общего азота в

растениях. В зависимости от содержания нитратного азота в соке растений доза азотной подкормки в фазу трубкования определяется по таблице 12.

Таблица 12. Дозы азотной подкормки озимой ржи в фазу выхода в трубку в

зависимости

от содержания нитратного азота в соке растений (мг/л).

Содержание Обеспеченность Потребность Доза азота,

N-N03 мг/л азотом в азоте кг/га

.50 - 100 низкая высокая . 45

100 - 250 средняя средняя . 30

250 - 500 высокая отсутствует 0

Глава 5. Влияние агротехнических факторов и погодных условий на урожайность озимой ржи.

Исследования, проведенные с 1985 по 1996 годы выявили значительное воздействие погодных условий на урожайность озимой ржи и эффективность минеральных удобрений (табл.13, 14). В период от начала возобновления весенней вегетации до колошения количество выпавших осадков оказывало большее влияние на формирование урожайности, чем сумма температур. Методом корреляционного анализа виявлена сильная положительная связь урожайности зерна озимой ржи с количеством выпавших осадков и среднюю отрицательную связь с суммой температур (табл.14). С увеличением количества выпавших осадков при умеренных температурах урожайность возрастала (1992,1994 г.г.), при недостатке осадков она снижалась (1986,1995,1996 г.г.). Подтверждается это и высокой корреляционной зависимостью урожайности озимой ржи с гидротермическим коэффициентом, рассчитанным для данного периода.

Во второй половине вегетации после колошения метеорологические факторы оказывали меньшее'влияние на формирование урожайности озимой ржи. Корреляционная зависимость между ними была на уровне слабой и средней. Слабой была связь и с ГТК. В данный период положительное влияние на урожайность оказывала продолжительность вегетации от колошения до полной спелости. С увеличением продолжительности этого периода урожайность возрастала (1992,1994гл\), а с сокращением снижалась (1995,1996 г.г.). Избыток выпавших

осадков в этот период приводил к снижению урожайности (1985, ГТК=2.44).

Таблица 13. Зависимость урожайпости озимой ржи от гидротермического коэффициента (ГТК)

Год Вариант Значение ГТК

1 2 3

Без удобрений . КРК на 40 ц/га

1985 18.7 37.4 1.23 2.44 2.11

1986 17.6 32.5 0.71 1.30 1.14

1992 33.9 46.1 1.88 1.22 1.40

1994 25.1 39.1 1.68 1.50 1.55

1905 19.4 35.1 0.84 0.69 0.74

1996 19.1 30.7 0.63 1.31 1.12

Р60К60 К'бОРбОКбО

1989 22.9 . 32.7 1.58 1.52 1.54

1990 25.6 34.9 1.52 1.18 1.27

1991 31.3 37.4 1.53 1.02 1.21 .

1995 21.6 29.6 0.84 0.69 0.74

1996 18.9 27.8 0.63 1.31 1.12

Примечание:

К* - азот внесен в весеннее кущение

1 - весеннее отрастание-колошение

2 - колошение-полная спелость

3 - весеннее отрастание-полная спелость.

Таблица 14. Коэффициенты корреляционной зависимости урожайности озимой ржи от метеорологических условий

Вариант Осадки, мм Сумма Т* Значение ГТК

1 2 1 2 1 2 3

1985 - 1996г.г.

Без удобрений 0.88 - 0.24 - 0.37 - 0.42 0.87 - 0.15 0.13

ИРК на 40 ц/га . 0.95 - 0.02 - 0.44 -0.53 0.94 0.09 0.38

1989 - 1996г.г.

Р60К60 0.69 - 0.17 - 0.24 -0.28 0.60 - 0.17 0.11

ШОРбОКбО 0.81 0.06 - 0.23 0.18 0.68 - 0.01 0.27

Примечание:

1- весеннее отрастание-колошение

2 - колошение-полная спелость

3 - весеннее отрастание - полная спелость.

Аналогичные закономерности были и на удобренных вариантах. Наибольшая урожайность 46.1 ц/га при применении расчетных доз удобрений на 40 ц/га была получена, когда ГТК

в период от начала весенней вегетации до колошения был-1.88, после колошения-1.22, в опытах с азотными подкормками соответственно - 1.53 и 1.02. Снижение значений ГТК в начале вегетации ниже единицы приводило к уменьшению урожайности озимой ржи (1986,1995,1996 г.г.). Во влажные годы азотные подкормки обеспечивали большую урожайность (1989,1990,1991, г.г.),чем в сухие (199В, 1996 г.г.).

В целом анализ полученных результатов по влиянию агроклиматических условий на урожайность озимой ржи выявил, что наиболее благоприятные условия для формирования урожайности зерна и эффективности удобрений складываются тогда, когда в период от начала весенней вегетации до фазы колошения ГТК составляет 1.5 - 1.9, в период от колошения до полной спелости - 1.0 - 1.2.

Изучение влияния приемов обработки почвы, доз минеральных удобрений на урожайность озимой ржи, возделываемой по сидеральному пару выявило их сравнительную эффективность и позволило рассчитать долю влияния изучаемых факторов в формировании прибавки урожайности (табл.15). В среднем за три года на контрольных вариантах по дискованию и вспашке получены примерно одинаковые урожаи зерна 26.3 и

26.4 ц/га. Применение средств защиты растений увеличило урожайность соответственно до 30.6 и 30.1 ц/га. Применение расчетных доз удобрений на 40 ц/га обеспечило получение урожайности озимой ржи по дискованию 36.7, и 35.0 ц/га по вспашке. Применение полного комплекса средств защиты растений увеличило урожайность соответственно до 41.1 и 40.0 ц/га. При внесении расчетных доз удобрений на 60 .ц/га было получено соответственно 39.8 и 40.3 ц/га без пестицидов и по

49.5 ц/га при их применении. На вариантах с внесением азота по данным почвенной и растительной диагностики урожайности составили соответственно 40.7, 40.5 и 48.5, 49.5 ц/га. Эффективность средств защиты в зависимости от удобренности вариантов была различной. На контрольном варианте по дискованию прибавка от пестицидов составила 4.3 ц/га, по вспашке 3.7 ц/га, при внеоении ЫРК на 40 ц/га прибавки составили соответственно 4.4 и 5.0 ц/га, а на 60 ц/га- 9.7, 9.2 ц/га. На варианте с внесением азота по диагностике прибавки составили соответственно?.8 и 9.0 ц/га. Следовательно с увеличением удобренности эффективность средств защиты возрастала. В среднем за три года дискование и вспашка обеспечили одинаковую урожайность 39.0 - 38.9 ц/га.

Таблица 15. Влияние средств химизации и обработки почвы на урожайность озимой ржи, возделываемой по сидеральному пару, ц/га

Вариант 1991г. 1992г. 1993г. Среднее

Дискование

Вез удобрений - 31.9 29.9 17.1 26.3

+ 34.4 ' 37.3 20.0 30.6

ЬТ55РОК20 на 40 ц/га - 36.8 42.4 31.0 36.7

+ 40.9 46.4 36.1 41.1

Ш25Р60К100 на бОц/га - ■ 39.3 47.9 32.1 39.8

+ 48.6 58.3 41.6 49.5

Ш10Р60К100 - 37.0 51.8 33.2 40.7

(И по диагностике) + 48.1 58.2 33.1 48.5

Вспашка

Без удобрений - 30.9 30.9 17.4 26.4

+ 32.1 35.6 22.5 30.1

К55Р0К20 на 40 ц/га - 36.4 42.5 26.0 35.0

+ 38.4 48.4 33.2 40.0

Ш25Р60К100 на бОц/га - 3&1 49.6 33.2 40.3

+ 47.0 60.6 40.8 49.5

МИОРбОКЮО - 37.8 51.3 32.5 40.5

(Ы по диагностике) + 46.7 61.3 40.4 43.5

НСР 05 по обработке ц/га 2.2 Тф<Тт Тф<Тт

НСР 05 по удобрениям ц/га 3.5 4.6 2.3

НСР 05 по пестицидам ц/га 2.1 4.2 3.4

Примечание: без пестицидов ; "+" - с пестицидами.

Прибавка от удобрений была 9.8-16.5 ц/га, от пестицидов -6.7 ц/га. Долевое участие факторов в формировании прибавки урожая равнялось: обработка почвы 0.1- 1.4 %; удобрения - 5576.7%; пестициды - 13.4-27 %.

' С увеличением доз минеральных удобрений окупаемость их прибавкой урожая снижалась. При внесении удобрений из расчета на получение 40 ц/га окупаемость 1 кг ЫРК по дискованию составила 13.8, по вспашке 11.4 кг зерна. При внесении удобрений из расчета на урожайность 60 ц/га окупаемость их соответственно снизилась до 4.7 и 4.8 кг, а при использовании результатов диагностики она возросла до 5.3, 5.2 кг. Применение средств защиты растений увеличивало окупаемость удобрений на 0.2 - 2.0 кг зерна.

При возделывании озимой ржи в течении 1994-1996 годов по занятому пару в среднем за 3 года без удобрений получено по дискованию 21.2, по вспашке 23.6 ц/га зерна, пестициды увеличивали урожайность на 1.2 ц/га. На фоне последействия

80 т/га навоза урожайность составила соответственно 24.0 и 25.8 ц/га зерна и прибавки от пестицидов составили 2.1 и 2.2 ц/га. По последействию 160 т/га навоза продуктивность возросла до 26.0 и 27.2, при применении пестицидов до 28.1 и 29.2 ц/га. При внесении удобрений из расчета на получение 40 ц/га без применения средств защиты собрано 35.0 - 39.4 ц/га зерна, с применением-39.0"-43.2 ц/га, а при использовании удобрений на урожайность 60 ц/га фактически получено 41.5 - 44.3 и 48.1 - 49.1 ц/га. На вариантах с внесением азота по результатам почвенной и растительной диагностики получены урожаи на уровне вариантов с расчетными дозами на 60 ц/га 41.3 - 44.6 и 47.8 - 50.3 ц/га (табл. 16).

Установлено, что с увеличением доз удобрений увеличивалась прибавка урожая, но окупаемость удобрений снижалась. На фонах с последействием органических удобрений прибавки урожая уменьшались и окупаемость минеральных удобрений несколько снижалась. Прослеживалась некоторая тенденция большей окупаемости минеральных удобрений на дисковании по сравнению со вспашкой. При применении удобрений по результатам диагностики как по дискованию, так и по вспашке окупаемость ИРК была выше, по сравнению с расчетными дозами на 60 ц/га. Применение пестицидов увеличивало окупаемость 1 кг ЫРК минеральных удобрений на 0.1 - 1.2 на вспашке и 0.3 - 1.4 кг зерна на дисковании. Окупаемость 1 кг азота удобрений прибавкой урожая зерна в среднем за три года в зависимости от метода определения дозы была различной. При расчетных дозах азота на 60 ц/га зерна с увеличением фона органического удобрения окупаемость азота снижалась с 15.3 до 13.0 кг. При внесении азотных удобрений по результатам почвенной и растительной диагностике окупаемость была выше и по фонам органического удобрения примерно одинаковой 15.8-16.6 кг зерна на 1 кг азота.

При возделывании озимой ржи по ячменному предшественнику в среднем за 1995 - 1997 годы наименьшая прибавка зерна 2.8 ц/га получена при внесении' фосфорно-калийных удобрений. При возрастающих дозах азота на фоне Р60К60 прибавки возрастали только до N90, при увеличении до N120 существенной прибавки урожая не получено, а окупаемость удобрений снизилась (табл. 17).

Расчет коэффициентов парных корреляций показал, что связь урожайности с дозами фосфорных и калийных удобрений была средняя (г=0.55, г=0.58), а азотных- сильная (г=0.94).

Таблица 16. Влияние средств химизации и обработки почвы иа урожайность озимой ржи, возделываемой по занятому пару(ц/га).

Вариант 1994г. 1995г. 1996г. Ср. 1994г. 1995г. 1996г. Ср

Ао А1

Без навоза

Без удобрений - 25.1' 19.4 19.1 21.2 29.1 20.1 21.6 23.6

+ 27.2 19.7 20.3 22.4 30.5 20.9 23.1 24.8

МОРЗСШО - 39.1 . 35.1 30.7 35.0 41.4 36.6 33.9 37.3

на 40 ц/га + 45.6 37.0 34.3 39.0 44.8 38.9 36.2 40.0

Ш50Р120К140 - 4&2 40.9 35.4 41.5 51.0 41.2 37.5 43.2

на 60 ц/га + 63.4 43.5 37.2 48.1 62.4 43.7 41.1 49.1

Ш40Р120К140 - 46.8 41.7 35.5 41.3 49.9 41.3 37.3 42.8

№ю диагностике + 61.7 43.2 38.5 47.8 60.6 43.4 42.2 48.7

На фоне 80 т/га

навоза

Без удобрений - 29.6 20.6 21.8 24.0 32.5 22.5 22.4 25.8

+ 33.6 20.9 23.7 26.1 37.8 22.4 23.8 28.0

Ш0РЗОК70 - 43.1 36.3 34.1 37.8 44.1 36.0 36.2 38.8

на 40 ц/га + 46.4 38.0 37.2 40.5 45.7 39.2 38.7 41.2

Ш50Р100К140 - 49.2 41.4 39.0 43.2 46.6 40.1 40.6 42.4

на 60 ц/га + 61.6 43.4 42.4 49.1 60.9 42.5 43.9 49.1

Ш30РЮ0К140 - 47.2 41.4 40.1 42.9 46.1 38.4 41.5 42.0

№то диагностике + 62.8 43.2 43.0 49.7 61.4 40.5 44.9 48.9

На фоне 160 т/га

навоза

Без удобрений - 33.8 20.4 23.7 26.0 34.8 22.3 24.4 27.2

+ 37.6 21.6 25.2 28.1 37.7 23.6 26.2 29.2

т0Р30К70 - 44.0 36.2 35.8 38.7 42.1 38.6 37.1 39.4

на 40 ц/га + 46.8. 39.6 38.1 41.5 48.0 42.6 39.0 43.2

Ш40Р100К130 - 46.0 43.4 39.4 42.9 45.9 44.6 42.3 44.3

на 60 ц/га + 55.0 46.4 44.5 48.6 53.4 46.6 45.8 48.6

К120Р100К130 - 46.3 43.9 39.6 43.3 47.4 43.8 42.7 44.6

№то диагностике + 61.2 45.9 43.9 50.3 59.2 45.6 45.7 50.2

НСР 05 ц/га для

частных различий :

по обработке Тф<Тт 2.0 1.8

по фону навоза зя 2.4 3.0

по ЭТЧС 3.0 2.4 2.2

по пестицидам 2.8 1.7 1.6

Примечание:

"-" - без пестицидов, "+"- с пестицидами. Ло- дискование, А1- вспашка.

Таблица 17. Влияние предшественника и минеральных удобрений на урожайность озимой ржи, (ц/га).

Вариант 1995г. 1996г. 1997г. Ср. Прибавка кг зерна

. на 1кг ОТК на 1кг N

По ячменю

Без удобрений 21.7 18.5 19.8 20.0 - - -

ИбОРбО 2а5 25.0 28.1 27.2 7.2 6.0 -

ШОКбО 29.0 25.3 28.5 27.6 7.6 6.3 -

Р60К60 23.4 20.1 25.0 22.8 2.8 2.3 -

ШОРбОКбО 34.1 28.0 32.0 32.2 12.2 6.8 15.6

№ОР60К60 36.5 30.9 35.8 34.4 14.4 6.9 12.9

Ш20Р60К60 38.0 32.5 36.7 35.7 15.7 6.5 10.8

НСР 05 ц/га 1.5 2.0 2.2

По вико-овсяной

смеси

Без удобрений 23.8 20.1 22.0 22.0 - - -

ШОРбО 32.6 26.2 28.8 29.2. 7.2 6.0 -

ШОКбО 33.0 27.0 29.1 29.7 7.7 6.4 -

Р60К60:. ' 26.1 22.0 27.2 25.1 3.1 2.6 -

Ь'60Р60К60 38.3 31.4 38.9 36.2 14.2 7.9 18.5

К90Р60К60 41.1 33.1 39.6 37.9 15.9 7.6 17.2

Ш20Р60К60 42.2 33.2 40.1 38.5 16.5 6.9 11.1

ШОРЭОКбО 39.1 31.9 37.9 36.3 14.3 6.8 -

ШОРШКбО 38.9 31.7 37.4 36.0 14.0 5.8 -

ШОРбОКЭО 38.5 32.1 38.6 36.4 14.4 6.8 -

N60P60K120 39.9 32.1 зао 36.7 14.7 6.1 . -

1\90Р90К90 42.3 33.4 40.7 38.8 16.8 6.2 -

Ш20Р120К120 43.0 34.0 41.8 39.6 17.6 4.8 -

Методом множественной регрессии выявлена зависимость урожайности озимой ржи от применяемых доз (кг/га д.в.) азотных, фосфорных, и калийных удобрений:,

в 1995 году у= 20.66 + 0.118Ы + О.ОЗР + 0.0386К,11=0.97 в 1996 году у=* 18.04 + О.ЮЗЫ + 0.021Р + 0.026К^=0.98 в 1997 году у= 19.54. + О.Ш + 0.046Р + 0.053К, 11=0.98 В среднем за 1995 - 1997 годы у= 19.37 + О.ЮбЫ + 0.035Р + 0.042К, 11=0.98

Наибольший вклад в формирование урожайности вносили азотные удобрения, менее значимый вклад был от калийных и фосфорных удобрений.

При возделывании озимой ржи по вико-овсяному предшественнику урожайность в среднем за три года на всех вариантах была выше, чем по ячменю. Прибавки составили от 2-х на контроле, до 4-х ц/га на варианте ШОРбОКбО. Влияния минеральных удобрений на урожайность озимой ржи, возделываемой по этому предшественнику было следующим. Минимальная. прибавка 3.1 ц/га была получена на варианте Р60К60, максимальная 17.6 ц/га - на варианте N120? 120К120. Прибавки от возрастающих доз азотных удобрений носили затухающий характер и сопровождались снижением окупаемости 1кг ЫРК с 7.9 до 6.9 и азота с 18.5 до 11.1 кг. Увеличение дозы фосфора и калия до 90 и 120 кг/га существенно не отразилось на урожайности озимой ржи, вследствии достаточного исходного содержания доступного фосфора и обменного калия в почве. В тоже время увеличение доз всех трех элементов приводило к дальнейшему росту урожайности зерна. При внесении Ш0Р90К90 получено 38.8, а при Ш20Р120К120 39.6 ц/га. Но при этом значительно снизилась, окупаемость удобрений до 6.2 и 4.8 кг.

Зависимость урожайности от применяемых доз (кг/га д.в.) минеральных удобрений описывалась уравнением множественной регрессии:

в 1995 году у= 24.6 + 0.115Ы + 0.032Р + 0.041К,Н=0.94 в 1996 году у= 20.95 + 0.078Ы + 0.025Р + 0.035К,11=0.92 в 1997 году у= 22.78 + 0.089Ы + 0.048Р + 0.058К, 11=0.92 в среднем за 1995-1997 годы у=22.81 + 0.094К + 0.035Р + 0.045К, 11=0.93

Как и при возделывании озимой ржи по ячменю наибольший вклад в формирование урожая зерна вносили азотные и значительно меньший фосфорные и калийные удобрения. Из последних некоторое преимущество имел калий перед фосфором.

Анализ результатов исследований выявил наиболее рациональные дозы удобрений, которые обеспечивали получение высоких урожаев зерна с максимальной окупаемостью. При возделывании озимой ржи по ячменю оптимальнным было внесение Ы90Р60К60, где получено 34.4 ц/га зерна и была самая высокая окупаемость 1кг КРК 6.9 кг зерна. При возделывании озимой ржи по вико-овсяной смеси, наибольшая окупаемость 1кг ЫРК 7.9 кг зерна и азота 18.5 кг была при ЫбОРбОКбО, и урожайности зерна 36.2 ц/га.

В вегетационно-полевом опыте установлено влияние органических удобрений на урожайность озимой ржи. В среднем за два года применение торфа не оказало существенного влияния

на урожайность озимой ржи. Прибавка от навоза составила 20.1 г/дел. При использовании компостов с различным соотношением она снижалась с 16.9 при соотношении 1:1 до 1.9 г/дел при соотношении торф-навоз 4:1. Органо-минеральное удобрение увеличило урожайность на 22.2 г/дел.- Высокая эффективность этого удобрения проявилась и в исследованиях на картофеле в 1987-1990 годах. Применение чистого лигнина снизило урожайность озимой ржи на 8.7 г/дел. Максимальная прибавка зерна 33.0 г/дел. была получена при применении минеральных удобрений в дозе эквивалентной по азоту, фосфору и калию ЗОт/га навоза (табл.18).

Таблица 18. Влияние органических удобрений па урожайность озимой ржи и картофеля (г/ на сосуд).

Картофель Озимая рожь

Вариант* 1987-1990Г. 1996г. 1997г. Ср. +

1.Без удобрений 661 46.1 48.3 47.2 -

2.Торф - 48.1 48.9 48.5 + 1.3

З.Навоз . - 64.1 70.6 67.3 + 20.1

4.ТНК 1:1* 975 62.6 65.5 64.1 + 16.9

5.ТНК 2:1 839 60.2 ' 60.5 60,4 + 13.2

6.ТНК 3:1 - 52.6 - 51.9 52.5 + 5.3

7.ТНК 4:1 - 48.0 50.1 49.1 + 1.9

8-ОМУ* на основе 1247 61.7 77.0 69.4 + 22.2

гидролизного лигнина.

9.Лигнин - 34.1 42.4 38.5 - 8.7

Ю.т40Р54К105 эквива- - 74.5 86.0 80.2 + 33.0

лентно 30 т/га навоза

НСР 05 г/дел. 74 - 205 3.8 5.6

Примечание:

* Доза органических удобрений на 30 т/га

♦ТНК 1:1- торфо-навозный компост с соотношением 1:1.

*ОМУ-Органоминеральное удобрение.

Сопоставление полученных данных с результатами расчетов индексов сбалансированности выявило значительную зависимость урожайности озимой ржи от обеспеченности растений азотом. При улучшении азотного питания урожайность возрастала, с ухудшением - снижалась. При приготовлении компостов под озимую рожь наиболее эффективными были соотношения торфа к навозу 1:1 и 2:1.

Исследования, проведенные в 1995-1997 годах по изучению влияния сроков внесения азота на урожайность озимой ржи показали, что одна и таже доза азотного удобрения, внесенная в разные сроки обеспечивает получение разной урожайности. В среднем за 3 года внесение N90 до посева увеличило урожайность с 21 (на контроле) до 30.1 ц/га Применение этой же дозы в подкормку в весеннее кущение обеспечило получение 33.9 ц/га. При дробном внесении азота до посева и в подкормку урожайность возросла до 3511 - 36.5 ц/га. Внесение N90 в три приема. N30 до посева + N30 в весеннее кущение + N30 в трубкование не имело преимуществ перед внесением азота в два приема (до посева +- подкормка в фазу весеннего кущения) (табл.19).

Таблица 19. Влияние срока внесения азота на урожайность озимой ржи, ц/га

Варианты 1995г. 1996г. 1997г. Ср.

1.Р90К90 - фон 20.1 18.5 24.5 21.0

аФон+ШО до посева+М0 в 35.7 32.2 41.5 36.5

весеннее кущение

З.Фон+К60 до посева + N30 в 33.1 32.0 40.3 35.1

весеннее кущение

4.Фон + N90 до посева 29.4 26.8 34.0 30.1

5.Фон+ОТ0 в весеннее кущение 32.2 30.5 38.9 33.9

6.Фон+Ш0 до посева +N30 34.8 31.0 41.1 35.6

в весеннее кущение+КЗО в

трубкование

НСР 05 ц/га 1.5 2.1 1.8

Наименьшая окупаемость 1 кг N 10.1 кг зерна была при внесении N 90 до посева. При внесении N90 в весеннее кущение она возрасла до 14.3, при дробном внесении азота до 15.7 -17.2 кг зерна. Сравнение окупаемости азота варианта ШОРбОКбО опыта N2 - 12.9 кг зерна и вариантов с дробным внесением азота ШОРЭОКЭО опыта N3 -15.7-17.2 кг зерна (оба опьгга проводились в одно время и на одном поле), показало, что несмотря на высокое содержание в почве фосфора и калия с увеличением дозы фосфорных и калийных удобрений окупаемость азота возрастала.

В целом выявлено, что внесение N90 в два срока 1/3 до посева и 2/3 в весеннее кущение является более эффективным, чем разовое.

Проведенные исследования выявили высокую эффективность азотных подкормок. С увеличением доз урожайноста озимой ржи возрастала. При этом прибавки носили затухающий характер, что приводило к снижению окупаемости удобрений. В среднем за три года (1989-1991 г.г;) внесение N3C обеспечило прибавку 5.7 ц/га, N 60 - 8.4 ц'/ra и N90 - 8.7 ц/га Окупаемость прибавки урожая соответственно составила 18.9 14.0 и 9.6 кг зерна на. 1 кг азота. В 1995 и 1996 годах при доз« N30 урожайность возросла с 21.6 до 26.6 и с 18.9 до 24.3 ц/га При внесении N60 урожаи возросли до 29.6 и 27.8, а при N9C соответственно до 33.1 и 30.5 ц/га. В среднем за два года от N30 получена прибавка 5.2 ц/га, от N60 - 8.4, и от N90 - 11.S ц/га (табл.20).

Каждый килограмм азота удобрений увеличивал урожайность на 0.126 ц.

Или для увеличения урожая на 1 ц требовалось в фаз> кущения внести 7.9 кг азота. Проведение азотной подкормки е фазу выхода в трубку теми же дозами показало, что она была менее эффективной, чем в кущение. Прибавки урожайноста составили при Дозе N30 2.7-2.9 ц/га, при N60 3.9-5.6, при N90 3.1-7.5. В среднем за 2 года прибавки составили от N30 - 2.8, от N60 - 4.7, от N90 5.3 ц/га (табл.20).

Таблица 20. Влияпие доз и сроков азотной подкормки на урожайность озимой ржи, ц/га.

1989г. 1990г. 1991г. Ср. 1995г. 1996г. Ср.

Р60К60 - фон 22.9 25.6 31.3 26.6 21.6 18.9 20.3

Фон + N30 в кущение 29.4 32.1 35.3 32.3 26.6 • 24.3 25.5

Фон + N60 в кущение 32.7 34.9 37.4 35.0 29.6 27.8 28.7

Фон + N90 в кущение 34.4 36.1 - 35.2 33.1 30.5 31.8

Фон + N30 в трубкование - - - - 24.3 21.8 : 23.1

Фон + N60 в трубкование - - - - 25.5 24.5 25.0

Фон + N90 в трубкование - - - - 24.7 26.4 25.6

Фон + N20 в колошение - - - - 22.2 18.9 20.6

Фон + N40 в колошение - - - - 24.4 21.3 22.9

НСР 05 ц/га Д.б 2.3 2.9 2.3 2.4

Для увеличения урожайности на 1 ц требовалось внести 9.2 кг азота. Наименее эффективными были подкормки в фазу колошения. Опрыскивание посевов мочевиной в дозе 20 кг/га

азота не привело к росту урожайности, а при дозе 40 кг/га урожайность возросла в среднем по двум полям на 2.6 ц/га.

Наибольшая окупаемость азота удобрений была при подкормке в фазу кущения. При дозе N30 она составила 17.3, при N60 - 14.0 и при N90 - 12.8 кг зерна на 1 кг азота удобрений. То есть с увеличением дозы окупаемость удобрений снижалась. Окупаемость этих же доз внесенных в фазу трубкования была значительно ниже, соответственно 9.3, 7.8 и 5.9 кг зерна на 1 кг азота. Наименьшая окупаемость азота 1.5 - 6.5 кг зерна была при внесении его в фазу колошения.

Глава 6. Влияние агротехнических факторов на качество зерна

Приемы обработки почвы и применяемые пестициды не влияли на содержание в зерне озимой ржи фосфора, калия, зольности, жира. От последействия органических удобрений увеличивалось содержание в зерне фосфора и калия. При применении минеральных удобрений увеличивалось содержание азота, белка, фосфора, калия, жира и зольности, но несколько снижалась натурная масса зерна. Остаточных количеств применяемых пестицидов в зерне не обнаружено. При возделывании озимой ржи по ячменному предшественнику в среднем за три года с увеличением дозы азота увеличивалось содержание общего азота в зерне с 1.42 до 1.75 и сырого протеина с 8.1 до 10.0 %. При этом натурная масса несколько снижалась с 670 до 667 г/л, а масса 1000 зерен практически не изменялась.

При возделывании озимой ржи по вико-овсяному предшественнику при применении азотных удобрений содержание общего азота возрастало с 1.54 до 1.74 %, а сырого белка с 8.8 до 9.9 % Содержание общего азота (N0614.) и сырого белка (СБ.) в зерне в зависимости от применяемых удобрений (кг/га д.в.) описывалось уравнением множественной регрессии.

Ыобщ.% = 1.42 + 0.001Ю* + 0.00064Р + 0.00075К (И = 0.96) СБ. 8.09 + 0.0Ж + 0.0036Р + 0.0043К (И = 0.96) Содержание фосфора в зерне в основном зависело от внесения фосфорных удобрений (кг/га), а калия от внесения калийных удобрений (кг/га).

Р% = 0.78 + 0.0011Р (1^=0.91) К% = 0.53 4- 0.0009К (11=0.91) Проведение азотной подкормки в фазу трубкования в большей степени влияло на увеличение содержания азота

в зерне, чем в кущение. Каждый килограмм азота удобрений, внесенный в фазу кущения увеличивал содержание азота в зерне на 0.0021 %, а в фазу трубкования на 0.0074%, белка соответственно на 0.0063 и 0.0187 %.

Глава 7. Влияние азотных удобрений на биологическую активность почвы

Исследования показали, что дозы N30 - N120 активизировали почвенную микрофлору, усиливая процессы минерализации органического вещества. Достоверно возрастала численность аммонифицирующих и олиготрофых бактерий, актино-мицетов и грибов. Дальнейшее увеличение дозы азота приводило к снижению их численности. При дозе N180 количество актиномицетов, грибов, олиготрофов снизилось до уровня контроля, а аммонификаторов - ниже контроля в два раза. Численность автотрофных нитрификаторов увеличивалась при возрастании дозы до N150, при дальнейшем увеличении дозы азота их количество значительно снижалось.

Чувствительным к увеличению дозы азота оказался азотобактер. Его активность возрастала при внесении N30-60, при N90 встречаемость азотобактера оставалсь на уровне контроля и достоверно снижалась при дозе N120.

Следовательно под влиянием повышенных и высоких доз азота снижается биологическая активность почвы. При внесении азота под основную обработку на дерново-подзолистых суглинистых почвах его доза, не ухудшающая состояния мик-робоценоза почвы, не должна превышать 90 кг/га.

Глава 8. Баланс элементов питания в почве

Обобщение полученных результатов и их статистическая обработка позволили выявить закономерности изменения показателей выноса элементов питания на 1т зерна озимой ржи от уровня урожайности и содержания элементов в почве. С увеличением обеспеченности почвы элементами питания и уровнем урожайности озимой ржи показатели выноса увеличивались. При урожайности 20-30 ц/га в зависимости от содержания элементов питания в почве вынос азота на 1 т зерна изменялся с 24.2 до 27.1, фосфора с 11.0 до 13.6, калия с 25.9 до 32.8 кг. При урожайности 30.1 - 40 ц/га показатели выноса увеличились соответственно с 28.2 до 31.6, с 12 до 14 и с 31.0 до 34.4 кг, при 40.1 - 50 ц/га соответственно с 31.6 до 33.1, с 13.1 до 14.9

л с 32.3 до 36.5 кг и при 50.1-60 ц/га вынос был максимальным л изменялся с 32.9 до 33.8, с 13.3 до 16.3 и с 33.4 до 36.4 кг.

При возделывании озимой ржи . по сидеральной вико-эвсяной смеси без применения удобрений хозяйственный Заланс азота был отрицательным; по дискованию - 5.2, а по вспашке - 2.0 кг/га, а при применении удобрений положительным. С увеличением доз удобрений накопление его в почве возрастало до 23.2 - 25.5 кг/га.

Основным источником поступления фосфора и калия в поч-' ву были минеральные удобрения, а расход определялся в основном выносом фосфора и калия с урожаем. По всем вариантам баланс фосфора был отрицательным. При применении фосфорных удобрений его дефицит снижался до -26.3 и -25.8 кг/га. Еще более дефицитным был баланс калия. Без калийных удобрений он составил -101.9 и -99.6 кг/га. При применении калийных удобрений дефицит калия снизился до -63.8 и -66.9 кг/га.

Применение азотных удобрений снижало дефицит азота в почве, но увеличивало дефицит фосфора и калия.

ВЫВОДЫ

1. На дерново-подзолистой суглинистой почве с высоким и повышенным содержанием подвижных форм фосфора и калия ведущая роль в повышении урожайности озимой ржи принадлежит азотным удобрениям.

2. Разработанная система азотного удобрения озимой ржи обеспечивает получение 50-60 ц/га зерна.

3. Установлены зависимости величины и качества урожая озимой ржи от содержания минерального и нитратного азота в почве, общего и нитратного азота в растениях в фазы кущения, трубкования, колошения и доз азотных удобрений.

4. В результате сельскохозяйственной деятельности происходит изменение азотного режима дерново-подзолистой почвы. При систематическом в течении 5 лет применении расчетных, доз минеральных удобрений происходило снижение, содержания валового азота в почве на 115-207 кг/га. Применение в звене севооборота под картофель 80 т/га навоза увеличило запасы общего азота в почве на 200-258 кг/га.

5. При возделывании озимой ржи по вико-овсяной смеси количество минерализованного азота почвы составило 75.8 кг/га, по ячменю 52.6 кг/га. Наибольшая интенсивность минерализации почвенного азота и наибольший вынос азота озимой

рожью за сутки присходили в фазу весеннего кущения, в последующие фазы они имели тенденцию к снижению.

6. Применение азотных удобрений увеличивало полевую всхожесть, коэффициент кущения, обеспечивало лучшую выживаемость растений за осенне-зимний период, формировало большую густоту стеблестоя, облиственность, урожайность надземной и корневой массы, лучшие показатели структуры урожая. Оптимальной плотностью продуктивного стеблестоя озимой ржи сорта Волхова является 450-550 стеблей на 1кв.м. При количестве стеблей более 600 увеличивается склонность к полеганию и снижается масса зерна с колоса.

7. Дробное внесение азота обеспечивало более оптимальные условия для формирования урожайности озимой ржи. Разовое внесение азота в дозе 90 кг/га до посева или в подкормку приводило к чрезмерному кущению и последующему сильному отмиранию боковых стеблей. В фазу колошения в непродуктивных стеблях содержалось 7.7 - 15,4 кг/га азота, что составляло 9.5 - 14.5 % от общего выноса азота растениями.

8. Азот зерна озимой ржи формировался на 32.7-38.2 % за счет азота междоузлий соломины, на 22.7-28.2 % за счет азота колоса и на 16-21 % за счет азота листьев. При применении азотных удобрений доля реутилизированного азота снижалась, а доля азота почвы возрастала с 13.9 - 15.4 до 24.1 - 38.5 %.

9. Выявлена возможность использования скоростных инфракрасных анализаторов качества кормов типа ИК - 4250 в оперативной диагностике азотного питания растений.

10. Разработанные методики потенциометрического экспресс-определения нитратного азота в почве и растениях менее трудоемки, значительно сокращают сроки проведения анализов, позволяют проведение исследований непосредственно в полевых условиях и по точности не уступают стандартным.

11. Для дерново-подзолистых суглинистых почв с высоким и повышенным содержанием фосфора и калия оптимальным содержанием в растениях озимой ржи является в фазу кущения азота (4.49% N), фосфора (1.31% Р205) и калия (3.18 % К20), в фазу выхода в трубку соответственно 3.39, 1.1, 2.86 % и колошения 1:86, 0.98, 2.39 При этом оптимальные соотношения элементов питания составляют в фазу кущения N/P-3.48, N/K1.44 и К/Р - 2.47, в трубкование соответственно 3.1, 1.21, 2.59, в колошение 1.89, 0.78, 2.46.

12. Метеорологические условия оказывают существенное влияние на урожайность озимой ржи. В период от начала ве-

сенней вегетации до колошения количество выпавших осадков оказывает большее влияние на формирование урожайности, чем сумма температур. В период от колошения до полной спелости большее влияние на урожайность оказывает продолжительность вегетации,чем метеорологические факторы.

13. Наиболее благоприятные условия для формирования урожая зерна и эффективности удобрений складываются, когда в период от начала весенней вегетации до фазы колошения ГТК составляет 1.5 - 1.9, в период от колошения до полной спелости 1.0 - 1.2.

14. Без применения удобрений наибольшая урожайность озимой ржи была получена по сидеральному пару 26.3 ц/га, ниже по занятому пару 21.2 ц/га и по ячменю 20.0 ц/га. При возделывании озимой ржи по сидеральному пару дискование и вспашка обеспечили примерно равноценную продуктивность озимой ржи. По занятому пару вспашка обеспечила возрастание урожайности на 1.1 - 2.4 ц/га по сравнению с дискованием. Применение средств защиты растений увеличивало урожайность на 1.2 - 9.7 ц/га. С увеличением доз минеральных удобрений прибавки от применения средств защиты растений возрастали. Последействие на четвертый год внесения 80 т/га навоза увеличивало урожайность на 2.2 - 3.7 ц/га, 160 т/га на 3.6 - 5.7 ц/га, применение расчетных доз минеральных удобрений на 8.6 - 25.6-ц/га.

15. Использование при возделывании озимой ржи комплексного метода почвенной и растительной диагностики по урожайности не уступало расчетному методу на плановую урожайность, а по окупаемости минеральных удобрений и азота- превосходило его.

16. Наибольший вклад в формирование урожая зерна озимой ржи вносили азотные и значительно меньшей фосфорные и калийные удобрения. Внесение азота в два приема - до посева и в весеннее кущение было более эффективным, чем разовое за один прием. При применении азотных подкормок наибольшая урожайность зерна, окупаемость азота и энергетическая эффективность были при внесении удобрений в фазу кущения.

17. С увеличением обеспеченности почвы азотом, фосфором, калием показатели выноса на одну тонну зерна по всем элементам увеличивались, а коэффициенты использования питательных веществ из почвы снижались. Применение азотных удобрений увеличивало вынос растениями азота, фосфора,

калия. При этом в почве дифицит азота снижался, а фосфора и калия возрастал.

18. Из органических удобрений наибольшую урожайность озимой ржи обеспечило органо-минеральное удобрение. Из применяемых компостов - компосты с соотношением торф-навоз 1:1,2: 1.

19. Разовая доза азота не снижающая микробиологической активности дерново-подзолистой суглинистой почвы, не должна превышать 90 кг/га.

20. Из обработок почвы наиболее энергозатратной была вспашка, из минеральных удобрений применение азотных удобрений, из применяемых средств защиты -использование ретардантов.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

При возделывании озимой ржи в занятом пару и непаровым предшественникам, когда сроки от уборки предшественника до посева сокращены определение доз основного азотного удобрения рекомендуем проводить по содержанию нитратного азота" в пахотном слое почы. Дозы азотной подкормки в фазу весеннего кущения устанавливать по результатам почвенной диагностики, в фазу выхода в трубку по результатам растительной диагностики. Контроль за сбалансированностью питания проводить методом индексов используя установленные оптимальные содержания и соотношения элементов питания в растениях. При расчетных методах определения доз удобрений использовать показатели выноса на 1 т зерна с учетом обеспеченности почвы элементами питания, коэффициенты использования из навоза в 1-й год N 22.1 фосфора- 24.6 %, калия 48.5 %. При содержании легкогидролизуемого азота в почве 75 - 80 мг/кг учитывать коэффициент использования азота из почвы 20 %, при содержании более 80 мг/кг - 18 %,из удобрений 64 при содержании достуцного фосфора в почве 150 - 210 - коэффициент использования из почвы- 5 %, из удобрений 16 %, при содержании обменного калия в почве 110151 мг/кг сответственно 10%. и 40 %. При приготовлении тор-фо-навозных компостов выдерживать соотношения компонентов 1:1, 2:1.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Иванова Е.И., Казаринова Г.И., Новоселов С.И. Групповй и фракционный состав гумуса дерново-подзолистых почв Ма-. рийской АССР.- В сб.: География и плодородие почв. Вып.2, Саранск, 1979, с.132-138.

2. Новоселов С.И., Шорин В,М., Собачкина Л.Ц. Окупаемость минеральных удобрений в севообороте в зависимости от известкования. - Тезисы докладов Всесоюзного совещания участников географической сети опытов с удобрениями. Горький. Часть 1. - М.: 1984, с. 88 - 89.

3. Шорин В.М., Иванова Е.И., Новоселов С.И. Влияние извести на баланс в использовании азота, фосфора и калия почвы и удобрений в севообороте.-В кн.: Продуктивность почв Нечерноземья- Й-Ола, 1985, с.19 - 29.

4. Рудницкая Т.П., Новоселов С.И., Кондратенко Б.В. Методы расчета доз удобрений и урожайность озимой ржи "Чулпан". - Тезисы докладов первой городской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов,-Йошкар-Ола, 1986, с. 32 - 34.

5. Шорин ВЖ, Трухан Л.Г., Новоселов С.И. Рациональные методы и способы применения удобрений при интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур. - В кн.: Интенсивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в МАССР, Й-Ола, 1986, с. 22 -74.

6. Шорин В.М., Новоселов С.И. Урожайность культур в севообороте при расчетных нормах удобрений. - Тезисы третьей научно-практической конференции по программированию урожайности, 16 - 20 июня, 1987 г.- М.: ТСХА, с. 148-149.

7. Шорин В.М., Новоселов С.И., Зыкова Г.А. Продуктивность севооборота при внесении расчетных доз удобрений. - В кн.: Программирование урожаев в интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственныхкультур. Волгоград, 1988, с. 99 - 104.

8. Новоселов С.И., Марьин Г.С. Влияние жидких и твердых органо-минеральных удобрений на основе гидролизного лигнина на свойства почвы и урожайность сельскохозяйственных культур,- В кн.: Научно-технический семинар по использованию лигнина и его производных в сельском хозяйстве. Ленин-. град - Пушкин, 1989 г., с. 67-68.

9. Новоселов С.И., Зыкова Г.А.,Шорин В.М. Ионометриче-ский экспресс-метод определения нитратного азота в почвах и растениях.-Методические указания. Йшкар-Ола, 1989, - 23с.

10. Шорин В.М., Зыкова Г.А., Новоселов С.И. Влияние систем применения удобрений в севообороте на экологическую сбалансированность пищевого режима и продуктивность почвы.- Тезисы докладов на научно-производственной конференции, Калинин, 2989, с. 95-97

11. Интенсификация земледелия Марийской АССР. -Справочник, Йошкар-Ола, 1990 г., -244 с.(группа авторов).

12. Шорин В.М., Зыкова Г. А., Блинова Л Л..Новоселов С.И. Влияние известкования кислой почвы на условия азотного питания культур и эффективность азотных удобрений в севообороте. - В кн.: Проблема азота в интенсивном земледелии. Тезисы доклада всесоюзного совещания. Новосибирск, 1990 г., с. 100-101.

13. Шорин В.М., Новоселов С.И., Зыкова Г.А., Блинова Л.И. Система применения удобрений, свойства почвы и продуктивность севооборота- В кн.: Проблемы повышения плодородия дерново-подзолистых почв и внедрения в производство интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. ЙЮла : Мар. кн. изд-во, 1991 г., с. 187 - 189.

14. Новоселов С.И., Гордеева Т.Х., Ямщиков Ю.В. Иономет-рическое определение нитрифицирующей способности почвы. -В сб.: Физико-химические методы анализа вещества. Й-Ола, 1994 г., с. 58 - 59.

15. Закамский В.А.,Новоселов С.И. Использование ИК -анализаторов для оценки химического состава биологических объектов. - В сб.: Физико-химические методы анализа вещества. Й-Ола, 1994 г., с. 73 - 75.

16. Новоселов С.И., Гордеева Т.Х., Зыкова Ю.К. Влияние азотных удобрений на биологическую активность дерново-подзолистой почвы,- Физико-химические методы исследования структуры и динамики молекулярных систем,- Материалы Всероссийского совещания. И-Ола, 1994, с.76 - 79.

17. Новоселов С.И., Гордеева Т.Х., Ямщиков Ю.В. Способ получения органо-минерального удобрения. - Патент РФ № 2039030, 9 июля 1995 г.

18. Новоселов С.И. Экспресс-метод определения нитратного азота в растениях. - Патент РФ № 2045067, 27 сент., 1995 г.

19. Новоселов С.И., Закамский В.А. Использование инфракрасных анализаторов для диагностики обеспеченности растений элементами питания. - Структура и молекулярная динамика полимерных систем. Сб. статей, Й-Ола, 1995 часть 2, с.106 - 108.

20. Гордеева Т.Х., Круглов Ю.В., Новоселов С.И. К вопросу взаимосвязи агрохимических и микробиологических исследова-

ний в системе мониторинга почв агроэкосистем. - Структура и молекулярная динамика полимерных систем. Сб. статей, Й-Ола, 1995, часть 2, с. 109 - 112.

21. Гордеева Т.Х., Новоселов С.И. Почвенный микробиоценоз в условиях интенсивного возделывания сельскохозяйственных культур.- Вавиловские чтения. Материалы постоянно действующей научной конференции. Й-Ола, 1996, с. 381 - 382. '

22. Шорин В.М.,Зыкова Г.А.,Новоселов С.И. Агрохимия. Учебное пособие к полевой практике,- Йошкар Ола, 1996 г., - 64с.

23. Новоселов С.И., Завалин A.A. Экспресс-метод определения нитратного азота в почве. Агрохимия, 1996, № 6, с. 96 - 102.

24. Гордеева Т.Х., Новоселов С.И. Сопряженность агрохимических и биологических факторов в азотном питании озимой ржи. - Тезисы докладов XXXI конференции "Эффективность применения средств химизации и продуктивность сельскохозяйственных культур", 26 - 28 марта, ВИУА, Москва, 1996,- с. 19.

25. Новоселов С.И., Алметов Н.С. Сохранение почвенного плодородия и повышение урожайности сельскохозяйственных культур. АПК : проблемы, поиски, решения. Йощкар-Ола, 1996, с. 65 - 70.

26. Новоселов С.И. Эффективность обработки ризоагрином посевов озимой ржи на дерново-подзолистой суглинистой почве. Бюллетень ВИУА № 110. , Биологические основы интенсификации земледелия. М., 1997,с. 11-12.

27. Новоселов С.И. Методические подходы к диагностике минерального питания озимой ржи. Бюллетень ВИУА, № 110. Биологические основы интенсификации земледелия. М.,1997 г., с.53 - 54.

28. Новоселов С.И. Влияние обработки почвы, удобрений и. средств защиты на урожайность озимой ржи. Системы земледелия Нечерноземной зоны Российской Федерации и пути их совершенствования. Тезисы докладов научной конференции.-Н.Новгород, 1997, с. 156 - 157.

29. Новоселов С.И. Влияние обработки почвы, удобрений и средств защиты на урожайность и качество озимой ржи. Совершенствование технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства, Й-Ола, 1997, с.114 - 115.

30. Новоселов С.И., Гордеева Т.Х., Денисова Е.А., Зыкова Г.А. Влияние органо-минеральных удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур и повышение плодородия почвы. Совершенствование производства и переработки продукции сельского хозяйства.-Й-Ола,1997,с.127-128

31. Новоселов С.И., Завалин A.A., Гордеева Т.Х., Круглов Ю.В. Влияние средств химизации и обработки почвы на урожайность озимой ржи и микробоценоз дерново-подзолистой суглинистой почвы.- Агрохимия, 1997, № 8, с. 31 - 36.

32. Новоселов С.И. Влияние предшественников на азотми-нерализующую способность почвы. Вторые Вавиловские чтения, материалы постоянно действующей Всероссийской междисциплинарной научной конференции.-Й-Ола, 1997, часть 2, с. 207 - 209.

33. Гордеева Т.Х., Новоселов С.И. Влияние доз азотного удобрения на ризоценоз озимой ржи. Экология и генетика популяций. Сборник научных материалов. - Й-Ола, 1998, с. 210-212.

34. Новоселов С.И., Завалин A.A. Энергетическая эффективность агротехнических приемов возделывания озимой ржи. Повышение плодородия почв в современном земледелии с использованием удобрений и ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур. (Первая Международная конференция географической сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами)-М.,1996, с.104-109.

Формат 60x84/16. Усл. печ л. 2,63. УЧ.-ИЗД.Л. 2,44. Тираж 100.

Марийский государственный университет

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Новоселов, Сергей Иванович, Москва



\

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ УДОБРЕНИЙ И АГРОПОЧВОВЕДЕНИЯ ИМ. Д.Н.ПРЯНИШНИКОВА МАРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

НОВОСЕЛОВ Сергей Иванович

АЗОТНОЕ ПИТАНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ОЗИМОЙ РЖИ

Специальность 06.01.04 - агрохимия

Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных, наук

Научный консультант

профессор Завалин А А.

Млгтта I ЭДЙ -г

I. V А *Ь/ МДЬММЦ & .Г А »

- 2 -СОДЕРЖАНИЕ»

ГЛАВА 1. Методика и условия проведения исследований...................11

1.1. Агроклиматические и почвенные условия Республики Марий Эл.1 1 1 „2. Схема опьггов и методика проведения исследований..................... 12

1 в-Зн Онвняввияяяяяяввиавяиовминявнваивавяяивияяаяапяияивяяяняяинваиимяивпяиинииявяни 2г I

1.4. Погодные условия в годы проведения исследований......................25

ГЛАВА 2. Влияние агротехнических факторов на азотный режим

Д&рН0В0"'П0Д^031ИСГ0Й Г10Ч[Й1з1яавииввпвявинпвввнвнвяяявявяявявн«янвняпвияиявв«анв

2.1. Влияние удобрений и приемов обработки на азотный режим почвы............

ввпапаанавпввяаваапяиапвнямвнавапвя&няааняияпяяввяпяаянвпвяанаяввянеяввваапвав 45

2.2. Влияние предшественников и приемов обработки на динамику

М И И ИОРО ЗлЗОТГЭ. В ПОЧНёввввавпяппяапяпвпваяяаавввнаввпвовапвквввпвввтвяппвяащявиявйп«

2.3. Влияние органических удобрений на обеспеченность почвы минеральным азотом

ввпвивпвпававвввивавпвввавй8в8авп8явваявавпяя8пвпяав&вявнявявааяпеа8в&ввявпа 53

2.4. Влияние азотных удобрений на обеспеченность почвы

МИI' 1 уРИЛЬИЫМ З.ЗОТОМвапапапнпяввпввва|йввввпввяяваавпввкпвпаявй«авпввввввв»вввпвв11Бвпвпвпвввввпв 5 /

2.5. Изучение азотминерализующей способности почвы......„................61

ГЛАВА 3. Влияние азотных удобрений на формирование

продуктивности посевов озимой ржи.......................................67

3.1. Влияние азотных удобрений на показатели роста в осенне

И^И?! Об^^йО^ХвявавкяяаввивияавивяваяяввиавяяявпваяявавиваяивнвяваввяняяпяяяяяааяававввввяваяпвкаияивиТО

3.2 .Влияние азотных удобрений на формирование густоты

3.3. Влияние азота непродуктивных стеблей в формировании

У^ЗЛЕСЗ.МНОСТМ ввви&явяаяамяяяыанвйямаийнцвяявяЕпвявивмамааавяяянаявмямпяяцвпякявянаваяяяяввп

3.4. Влияние азотных удобрений на показатели структуры урожая.„..76

3.5, Зависимость продуктивности колоса от площади листовой

поверхности.... яя«вявя«вв»«ввввввв8вяяв«ввв«вивввв«вввняяявянввявввввввяввеявнвнапвпвмвпвпввввввяяввв 81

3.6. Влияние азотных удобрений на величину реутилизации азота

в растениях озимои ржи.. ваввпввввававававвавапааамапвпвввпяавваавяяпвввввввввввввпвнаавввовв 83

ГЛАВА 4. Диагностика минерального питания озимой ржи................. 91

4я 1 в ГТ3^1 ДХ^ОЛ>£'Ю0>Х^£Х1СЭ.яяя«вявваввв«вняаявваяявявпяпяяаяяввпвяпввяяяапваапвпвввкаавпя||пявыввяп ¿Р 1

4.12. Экспресс- метод определения нитратного азота в почве в

полевых условиях................ впвияяянваанавяввпаевавваавввнаяааапвявваяапаваааввяаваааввяявааа 95

и

1^Э.СТИТСЛЬК1 0*3

4в2П 1 в ^[^{{ЭДПЕ'^^^С'^Ь^Е^'Ч.З.вяявяявяяявяяяняявввияяняввявввавваянвяяяяпваяняяясяяяяяваявявявявввввя 1 05

4.2.2. Выявление индикаторного органа при потенциометрическом

определении нитратного азота в соке растений...........................107

4.2.4. Использование инфракрасных анализаторов для диагностики

ООбСОё^СМНОСТМ ^З-СХ^ЫМИ З.ЗО'ХО^яяывяяяаияаяияияавиаививнвявиаявявяакввяияянняввявявввя 1 10

4.3. Оптимизация минерального питания озимой ржи..........................112

4.3 Л. Влияние агротехнических факторов на динамику поступления

элементов питания в растения озимой ржи...................................... 112

4.3.2. Определение сбалансированности питания методом индексов. 124

4.3.3. Растительная и почвенная диагностика формирования величины и качества урожая озимой ржи........................................136

4.4. Оптимизация доз азотного удобрения при возделывании озимой ржи по поздно убираемым предшественникам................................ 148

ГЛАВА 5. Влияние агротехнических факторов и погодных

условий на урожайность озимой ржи.................................................................Л 52

5.1. Влияние средств химизации и обработки почвы на урожайность озимой ржи, возделываемой по сидеральному пару.......................157

5.2. Влияние средств химизации и обработки почвы на урожайность озимой ржи, возделываемой по занятому пару..............................165

5.3. Влияние минеральных удобрений на урожайность озимой ржи..Л 74

5.4. Влияние органических удобрений на урожайность озимой ржи..Л 80 5.5,. Влияние срока внесения азота на урожайность озимой ржи.........Л 83

5.6. Влияние азотных подкормок на урожайность озимой ржи............187

5.7. Влияние погодных условий на урожайность озимой ржи и

эффективность удобрений щвваяаа&яйваввщакпйвйапяввйаеппапвавпсаяааввввиавяивнвияпвоанявапяп 191 ГЛАВА 6. Влияние агротехнических факторов на качественные

показатели зерна веаввввввяввввмаяяяяяяяяяяявяваввввваввавявяввваяааяявявяявявяняаяняп 195

6.1. Влияние средств химизации и обработки почвы на качественные

показатели зерна.. ВВВ»ЙЙВВВВВВЯВВВВВ8ВВЯВВВВЯВВиЯ8ВВВвЯВВаВаВаВйВЯЯВ8ЯВЯЯЯВ1ВВВВВЙ8ЙВПВЯВЯВНЯЯВВВ« 196

6.2» Влияние азотных удобрений на качество зерна озимой ржи........Л 99

ГЛАВА 7. Влияние азотных удобрений на биологическую

äK!!j!.,]i1'iÜ3НÖСТ1з Г^^^^^&^якяпвикивнявяянпяввяппваяпяваннипвяпвявнапаввйяпаяяваивнястна вникая ни2/03

7.1. Сопряженность агрохимических факторов в азотном питании

ЯЙ^Л^¡УIii ваЕпиввмвииицививиаивваиивввииаиоииеиииввнвмпийааиеи n205

ГЛАВА 8. Баланс элементов питания.....................................................209

8.1. Вынос элементов питания с урожаем............................................... 209

8.2. Затраты элементов питания на получение единицы урожая.........»214

8.3. Коэффициенты использования озимой рожью питательных

«^ЗХСг&^б^ГЗГСХЕ^ ПС^ЧЗЗЫ И ^У^Об^рёИММвввввпяавввввввдяяяяввввяаввпввкявзваввввввввявпвпввкявяяпв^ 1 Й

8.4. Баланс элементов питания в почве при возделывании озимой ржи по сидеральной вгасо-овсяной смеси.................................................223

8.5. Влияние азотных удобрений на баланс элементов питания

Б ОС^^^Б6впввввваивйвяввпБввяпявпввиявпяаяявявпппвпвпяввввявпвпяпппяпвчапяпяявв8вяпввяваявавпяпвпввявкввпвяяяя»ввв22^

ГЛАВА 9. Энергетическая -эффективность агротехнических приемов

ВОЗДбЛЬШIIИЯ ОЗИМОИ рЖИвявяавпвававтппйппвайявпяйщвпшвкпппппапвпдпщяпв я

9Л.Энергетическая эффективность средств химизации и обработки

почвы при возделывании озимой ржи по сидеральному пару.....234 9.2,, Энергетическая эффективность применения минеральных

^УДО&Р&ИИМаавЕПвпвввввпвввнвпвавяйввввввпвпвввпвпвпввввапйввпввввввввяввввпяпввяпвйввввявв

9.3. Энергетическая эффективность применения азотных удобрений.,246 Основные выводы.......................................................................................250

^МТ€|р^Ху||}Я1вв(!П1!ЯЯвявввввввявпввпп«ввй8аяввввяяпвп«авпяпвювпвпвйяяв

П ^МЗЮ/^Ъ^ММЯйвввавявпййаввввввввйвввйвйаваавпйаавввйквиввййвявияваияплйпавпвнвввявввввнввинйпвпвивпвпвавнвивм Л^/Т

¿¿¿'г ¿Д£ х"]! 1В.< к

Аетуадьноеть проблемы. Увеличение производства зерна озимой ржи может быггь решено только за счет дальнейшей интенсификации земледелия.

_____ -Ы1 Ы М м __ ___ ««* ........

сравнительный анализ фактической урожайности данном культуры в хозяйствах республики Марий -Эл ( 11,0 - 26,1 ц/га ) с потенциальными возможностями сортов и почвенно-климатическими условиями показывает, что мы еще далеки от максимального использования возможностей этой купыуры (60-70цЛпа). Выращивание озимой ржи по научно-оиоснованным технологиям в полном соответствии с биологическими особенностями роста и развития растений приводит к увеличению продуктивности в несколько раз (Саранин, Беляков, 1991).

Важная роль в технологии воздельшания озимой ржи отводится оптимизации минерального .и особенно азотного питания (Шафран, 1995). С одной стороны это связано с низкой обеспеченностью дерново-подзолистых почв минеральным азотом, а с другой - высокой отзывчивостью озимой ржи на внесение азота. Для эффективного использования азотных удобрений необходимо знание закономерностей действия агротехнических факторов на азотный режим почвы, влияние азотных удобрений на формирование величины и качества урожая озимой ржи, на биологическую активность и плодородие почвы. Для установления оптимальных доз основного азотного удобрения, особенно при возделывании озимой ржи по поздно убираемым предшественникам, и оперативного определения оптимальных доз подкормок необходима разработка новых, современных диагностических методов определения обеспеченности почвы и растений азотом .

Важной практической задачей является увеличение применения оргаии ческих удобрений. При <дш|ествующем в настоящее время в Республике значительном дефиците навоза оольшои научный и практическим интерес

представляет установление наиболее оптимальных соотношений компонентов при гфиютовлении торфо навозных компостов и наиболее зффек-тивных способов использования отходов гидролизной промышленности Е качестве органических удобрений»

Результаты исследований по изучению этих актуальных в настоящее время вопросов и составляют содержание данной работы. Цель и задачи исследований. Цель-разработать научно- обоснованную систему применения азотных удобрений под озимую рожь с учетом биологических особенностей культуры, обеспечивающую получение 50-60ц/га зерна хорошего качества., эффективное использование азота удобрений и не оказывающую отрицательного влияния на микробиологическую активность почвы. В связи с этим гфедусматривалось решение следующих задач:

1. Разработать научные основы системы удобрения озимой ржи, обеспечивающие получение 50-60ц/га зерна в условиях дерново подзолистой су глинистой почвы северо-востока Нечерноземной зоны РФ.

2. Установить связь и количественную зависимость урожайности и качества зерна озимой ржи с содержанием минерального азота в почве и общим азотом в растениях.

3. Изучигь влияние агротехнических факторов на азотный режим дерново-подзолистой почвы и урожайность озимой ржи.

4* Выявить влияние предшественников озимой ржи на йзотмишша-

шщ у Ш и {«Лии! Кл* I 0 1IV шш «

5. Установил» воздействие погодных условий на урожайность озимой ржи и эффективность минеральных удобрений.

6. Определил» влияние азотных удобрений на показатели выноса и баланс элементов питания в почве,

7. Разработать методики определения нитратного азота в почве и растениях, позволяющие проведение диагностики в полевых условиях.

8. Изучить влияние азотных удобрений на микробиологическую активность

почвы,

9. Дать биоэнергетическую оценку агротехническим приемам возделывания

озимой ржи»

Научиаа ношзна. Разработаны научные основы системы удобрения озимой ржи, обеспечивающие урожай зерна 50-б0ц/га. Для дерново подзолистой сугаинистой почвы северо-востока Нечерноземной зоны РФ экспериментально подтверждена и научно обоснована концепция большей эффективности дробного внесения азота в формировании урожайности озимой ржи. Установлены и выражены в виде математических зависимостей закономерности, обуславливающие возможность прогнозировать по содержанию элементов питания в почве и растениях в течение вегетации величину и качество урожая озимой ржи. Предложен полевой метод определения азотаинераш!зующей способности почвы. Разработаны методики по -тенциометрического определения нитратного азота в почве и растениях в полевых условиях,, позволяющие осуществлять оперативный контроль за азотным питанием в процессе вегетации растений. Выявлена возможность использования скоростных инфракрасных анализаторов качества кормов типа И К - 4250 .идя оперативной .диагностики азотного питания растений. Для озимой ржи установлены уровни обеспеченности и дозы основного азотного удобрения и в под кормку в фазу весеннего кущения в зависимости от содержания нитратного азота в почве. Впервые шш условий Республики Марий З.п разработаны оптимальные показатели содержании и соотношения элементов питания в растениях по фазам развития озимой ржи. Изучено влияние агротехнических приемов на изменение азотного режима почвы. С экологической точки зрения обоснованы предельные дозы азотных удобрений не снижающие мшфобиологическую активность почвы. Исследовано состояние баланса элементов питания в почве в зависимое-

ти от предшественника,, доз и сроков внесения азотных удобрений под озимую рожь. Разработана схема комплексной диагностики азотного питания озимой ржи, возделываемой по поздно убираемым предшественникам» Предложен способ получения органоминерального удобрения на основе гидролизного лигнина.,

Прязкпиеская здошиость работы, Установленные зависимости влияния агротехнических факторов на азотный режим почвы, доз и сроков внесения минеральных удобрений, действия и последействия органических удобрений на урожайность, нормативные показатели выноса и коэффициента! использования элементов питания из почвы и удобрений являются научной осно вой для разработки оптимальной системы удобрений озимой ржи , обеспечивающей получение 50- 60 ц/га зерна. Предложенные экспресс-методы определения нитратного азота в почве и растениях менее трудоемки, в 3-5 раз сокращают срои? проведения анализов и по точности не уступают традиционным. Это обеспечивает более оперативный контроль условий азотного питания растений и прогнозирования величины и качества урожая. Использование на практике комплексного метода почвенной и растительной диагностики обеспечивает оптимальные условия минерального питания , лучшую окупаемость азотных удобрений и получение большей урожайности озимой ржи. Результаты исследований использовались при разработке программного продукта для ПЭВ "Автоматизированное рабочее место агронома" . За разработку и внедрение щкнраяшного обеспечения в хозяйствах Республики Марий Эл в 1993 году творческий коллектив, под руководством автора был удостоен Государственной премии Республики Марий Эл имени В11 Мосолова» На заирпу 1шз(ш:

1. Система азотного удобрения озимой ржи, обеспечивающая в условиях дерново-подзолистой суглинистой почвы получение 50-60 ц/га зерна.

2. Закономерности влияния шгрсгтехничееких приемов на азотный режим почвы азотное питание и продрсгшшоеть озимой ржи,

3. Зависимости величины и качества урожая озимой ржи от условий азотного питания.

4. Оптимальные показатели содержания и соотношения элементов питания в растениях и нормативы затрат для их достижения.

5= Влияние предшественника озимой ржи на азошрод>щнр;рощуш способность почвы.

6. Воздействие метеорологических фазсгоров на формирование урожайности озимой ржи и эффективность минеральных удобрений.

7. Экспресс-методы определения нитратного азота в почве и растениях, позволяющие проведение анализов в полевых условиях, иссерхациоиная раоота выполнялась в ! у&ч - I ^ годах и тарииском государственном унивфситете и Всероссийском Щ1ституте удобрений и агро-почвоведения им,, Д Л .Прянишникова.

При выполнении настоящей работы большую помощь оказали сотрудники проблемном лаборатории "Методов и средств повышения урожайности сельскохозяйственных культур" - Гордеева Т=Х„, Зазсамский ВА., Ямщиков Ю.В., Торопов ВЛ., за что всем выражаю глубокую признательность.

- 11 -

ГЛАВА 1. МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ»

S Л Атроклиматические и почвенные условия республики Марий Эл.

Республика. Марий Эл расположена в восточной части Европейской равнины России, Северная граница ее достигает 57*20 'северной широты, южная 55*51' северной широты, западная достигает - 45*40' восточной дожшы, а восточная 50*15'восточной долготы от Гринвича. С севера Марий Эл граничит с Кировской областью, с, востока - с Кировской областью и Татарией , с юга-с республиками Чувашия и Татарстан, а с зашда-с Нижегородской областью». Территория республики расположена в умереннокконтинеягшльном гюясе южной часта таежно-лесной зоны (Смирнов В.Н. 1968). Зима щшттшпштпт и холодная, в отдельные годы

о

с температурой до -37 - 47 С» Глубина промерзания почвы колеблется от 60 до 90 см, снежный покров достигает 40-45 см» Случаются оттепели. Лето короткое достаточно влажное. Вегетационный период длится до 170 дней со средней температурой + 15.1° С. Сумма положительных температур составляет 2200 - 2500*С. Годовое количество осадков составляет 475 - 550 мм, из которых в среднем за теплый период года (апрель октябрь) - 355-385 мм, за. холодный период ( ноябрь-март) -140-165 мм. В мае-июне, в самые ответственные периода! роста, растений, нередки засухи, В целом 'республика относится ж зоне с блатпрмжгными условиями перезимовки ( " Агроклиматические ресурсы Марийской АССР", 1972 г.). Почвенный покров представлен в целом бедными по природе почвами, характерными дня юга таежно-лешой зоны Европейской части России. Основным типом •почв, используемых в Республике Марий Эл в сельскохозяйственном производстве являются дерново-подзолистые почвы разли