Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ДЕЙСТВИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИИ НА УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР (НА ПРИМЕРЕ ОВСА) В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АГРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПРЕДУРАЛЬЯ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ДЕЙСТВИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИИ НА УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР (НА ПРИМЕРЕ ОВСА) В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АГРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПРЕДУРАЛЬЯ"

030

РОССИЙСКАЯ АКАЛЕШЯ СЕЛЬСКОтЕЯЯСТЕЕННЫХ НАУК

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО ■ ^ХЛЕДОЕАТЕЛЬСКШ ИНСТИТУТ . УДОБРЕШ1 и АГРОГ.ОЧВОЕЕЯЕНИЯ ИМЕНИ Д. Е ПРЯНИШНИКОВА

На правах рукописи

ЕРМАКОВА ЭДША НИКОЛАЕВНА

ДЕЙСТВИЕ ШНЕРАЛЬгЖ УДОВРЕШЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВЫХ ЗЕРШШХ КУЛЬТУР КА. ПРИМЕРЕ ОВСА) Б ЗАВИСИМОСТИ ОТ АГРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯ ПРЕДУРАЛЬЯ

'специалгкость 06.01.04 - агрохимия)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Уссква - 1993

РаОота выполнена в Пермском научно-исследовательском институте сельского хозяйства.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: доктор сельскохозяйственных наук С. И. Попова

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ; доктор сельскохозяйственных наук Т. И. Иванова кандидат сельскохозяйственных наук Л.М.Зимина

Ведущее учрежденне - Пермский сельскохозяйственный институт

на гаседании специализированного совета _

по гадите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук ео Всероссийском научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения (ВИУА) гю адресу: 127550, г.Москва, И-550, ул. Прянианикма, 31.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЕИУА (127550, г.Москва, ул. Прянишникова, 31).

Автореферат разослан _ ^ 1393 г.

Защита состоится

Ученый секретарь специализированного совета доктор с.-х. нау.<

0Е1ЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Б Предуралъе, где практически все зерно (кроме с-эимой ржи) используется на кормовые цели, важное значение приобретает расширение производства фуражного зерна, прежде всего, за счет повышения урожайности.

Одной иа ведущих зернофуражных культур в Предуралъе является овес. Анализ состояния урожайности овса в Пермской области показывает, что по годам проявляется ее большая неустойчивость и' изменчивость под действием постоянно меняющихся метеорологических усдсЕий. Их влияние на процессы роста и развития растений в большой степени обусловливает размеры урожая, эффективность применения удобрений, в благоприятные попогодным признакам годы урожайность овса достигает 35-45 ц/га, прибавки от применения оптимальных доэ минеральных удобрений составляют 20-40 Ухудшение тепло- и влагообеспеченности вегетационных периодов приводит к снижении урожая зерна до 6-8 ц/га и меньше, уменьшается и отзывчивость овса на минеральное питание (0-5 X), Это обстоятельство привело к необходимости разработок различных математических моделей формирования урожая.

К наиболее важным этапам, предшествующим разработке математических моделей продукционного процесса, следует отнести интенсивные исследования в агрометеорологии, направленные на установление количественных связей урожая с метеофакторами, количественную оценку эффективности удобрений в различных поч-венно-климатических и погодных условиях.

№ос1(. ^-лль. "-г"1,'!'.,,1* 1

Однако, исследования культуры свса занимают незначительное место среди других яровых зерновых культур. Остается недостаточно изученной продуктивность свса в связи с применением минеральных удобрений в различных почвенно -климатических зонах Пермской области. Знание этих особенностей важно для дальнейшего совершенствования в области структуры зернового клина, а также белее рационального размещения минеральных удобрений.

Таким образом,важность для Пермской области всестороннего изучения культуры овса в комплексе с интенсивными исследованиями в агрометеорологии с целью установления количественных связей урожа? овса с метеофакторами, дозами минеральных удобрений определило выбор темы наших исследований.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАН®. Цель настощей работы заключалась в подходе к построению математвеской модели прогнозирования урожайности овса в Пермской области, т.е. в установлении количественных евгэей урожая овса с мете сЛакторами, дозами минеральных удобрений.

В диссертационной работе поставлены следующие основные задачи:

1. Исследовать характер и степень евг.зи урожайности овса с дозами минеральных удобрений, метеофакторами.

2. Установить »Фиктивность основных видов минеральных удобрений (азотных, Фосфорных, калийных и их сочетаний) в зависимости от мотеоуслсвий.

3. Устгловмть информативность ^итсклимата посева овса, определить степень влияния метеопараметров на элементы Фотосинтеза растений овса.

4. Определить роль минеральных удобрений и погоды в стабилизации урожайности овса и реализации его биологических резервов.

5. Установить количественные взаимосвязи между урожайностью овса в различные по погодным услоьиям годы и уровнями минерального питания, агро^етеопараметрами. Получить прогностические уравнения тут урожайности овса в Пермской области.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА, Впервые в условиях Пермской области проведена комплексная оценка влияния минеральных удобрений в связи с агро-метеорологическими условиями, Фотосинтеза,

ради законного режима атмосферы на формирование урожайности овса. Предложена детальная классификация вегетадаодаь'х периодов ю погодным признакам.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЩННССТЬ ГАБОН'. Полученные математические и графические зависимости основных элементов фотосинтеза, урожайности овса от .ме те эфак торов, доз минеральных удобрений, а также прогностические графини могут быть использованы сельскохозяйственными организациями для прогноза состояния растительного покрова, урожая овса уже на начальных 3экологических фазах развития посева.

АПРСБАЦЙ РАБОТА И ГО^ЩИ. Результаты работы докладываюсь га областной научно-практической конференции молодых ученых г.Перми 29 м?рта 1989 г., на-заседаниях Ученых Советов Пермскогс ЧЩ!Х, УралШ^ЮХсча. По теме дчссертацм"! опубликовано 4 научных статьи.

СТРУШРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, 4 глав ч заключения. Объем диссертаош с оставляет 131 машинописных страницы» включая 20 рисунка, 27 таблиц. Список литературы содержит 213 накменовеш*Й, в том числе иностранных 16. Приложение к диссертации содержит 41 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ. Изложена актуальность, цель исследования, постановка задач для проведения комплексной оценки елияния минеральных удобрений в связи с агрометеорологическими условиями, Фотосинтеза, рациаши' .него режима атмосферы на формирование урожая овса, а также подхода к построения математической модели прогнозирования урожая овса в Пермской области.

Глава I. ЕФФЕКТИВНОСТЬ ШЕРАЯЬШХ УДОБРЕНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Анализ научной литературы, посещенной проблеме повышения урожайности яровых зерновых культур в связи с применением минеральных удобрений показал, что крайне недостаточно проводится комплексная оценка отзывчивости культуры овса на минеральные удобрения в раз ""»"их почвенно-клнматических и погодных условиях.

Глава 2. УСЛОВИЯ А МКТОД'СА ПРСВЕДК?Ш ;Ш1!ДОБА}Ш

Разработка темы основывалась на обобщении и анализе изучения данных полевых опытов Пермского НИ сельского хозяйства с культурой овес эа 20-летний период (1970-1990 гг.). Создан файл данных на ЭВМ СМ-1404, содержащий свыше 1500 строк, 90 параметров, отраказдих данные урожайности, агротехники, погоду и климата. Определялась дисперсионная однородность результатов наблюдений, производился расчет корреляционных зависимостей и уравнений регрессии.

Почвы агроклиматических зон Пермской области имеют следуют® агрохимические характеристики (табл. 2.1):

Таблица 2.1

Агрохимические характеристики почвы в агроклиматических зонах Пермской области

Характе- Единица Лгроклима-пгчео-:.4.f зона

ристики измерения Центральная Северная | Южная

pH 5,6-5,8 4,7 4,7

S мг-экв/100 г 27,0 <U 13,0

Нг »» 2,8 2,3 2,4

Нсбг.:. т» 0,02, 0,01 0,0*

Гумус , о 3,44 2,3

Р2°5 мг/100 г 16,0 2,V 6,3

к2о it 16,0 11,8 T2,3

Для установления отзывчивости овса Кировский на минеральные уцобренич, особенностей ^итоклкмата посева овса в связи с применением удобрений, изучения Лотпсинтетической деятельности посева в I990-1992 гг. на базе Пормсксго НИЧ сельского хозяйства провоанлся полевой йгкториальный опыт отзывчивости овса на возрастающие дсзн минеральных удобрений.

Повторность опыта трехкратная. Размер опытной делянки бе м2, учетной - 37,4 м2.

Схема опыта представляет собой 24-х вариантную выборку из полной фактсриальноЗ схемы 6x6x6. Шаг позы каждого из основных элементов т'тания ( М , Р, К) равен 30 кг/га д.в.

В опыте испсльзоволся ги^с Кировский. Характеристика семян: репродукция сортовая t'-стотг1. 1, лабораторная всхожесть

94 % чистота 98,9 абсолютный вес 1000 черен 26,8 г. Норма высева 6 млн всхожих зерен на I га пашни. Агротехника. - общепринятая для Пермской области.

Перечень и методика наблюдений

I. Агрохимические анализы почвы проводилась следующими методами: гумус - пг Тюрину, подвижней йссФор и обменный калий - по Кирсанову, сумма поглощенных оснований - по Каппену-Гилькевичу, гидролитическая кислотность - го Каппену, Рн солевой вытяжки - на потенцисметре ХПУ-'J, I.

Z. Содержанке а почве нитратного азота определялось по Грандвиль-Ляжу, аммиачного - с реактивом Несслера (в слое 0-100 см).

3, Биохимический анализ растительных образцов, Сухое вещество - к*ртодоч высупивания образцов в сушильном шкафу при температуре IC5 °С и взвешивания на весах до и посла высуши-дожя. В сухом веществе определение N , Р, К — из одной навески о предварительным сжиганием по Гинзбургу и Щегловой v последующим определением азота на аэотдаетре БАЛ по ЦАП и Леокчик, фосфора - на ФЭКе» калия - на пламенном Фотометре.

Химический состав ( N , Р, К) основной (зерно) и побочной (солома) продукции,

4, Ботанические наблюдения. Фенологические наблюдения-по Е.А.Дослехо;у (1968 г.), определение выссты посева по методикам ВНИИЯ (1971 г,) и Госсортсети (1971 г.). Динамика нарастания листовой поверхности - по "етодгке БНШК (1971 г,). Показатели фотосинтетячеекой деятельности овса - по методикам, изложенным А .Л. К толп орсвичем с соавторами ÍI95I г.),

Урожайность - методом сплошного учета, Ст^ор о*разцов и расчеты для приведения уроу-и* овса к стзнпдргнш пгказателям (I-Í % влажности и 100 * чистоте) - по Б,А.Доспехов/ г,),

Стру'туха урожая Íбиометрический анаига) - по метопу

И,А,Майсурику •>-

/чет ::оражения посева овса краенсбурой пятнистостью v ксрончатоЯ ржа в?;.ней - г;о методике Р. 5. Питере ока.

5, Метророло~иуsск::е тлабглНенил. Акткнометрическта наблюдения в ~сееве .для егг^дел-мич радиационных xajактег:;еткк: прдь ой , расоотчноЧ, сугмр-i;?;, отра^знной короткое гноаой

нечнпй радиация. Применяется термоэлектрический пиранометр с универсальной гоповкоД в паре с гальванометром (Руководство гацро^етеостанциям по я.к т нномчтрическ им наблщешт-, 1973 ).

Наблюдения за температурой и влажностью воздуха в посеве овса аспирационнык психрометром Ассмана. Измерения проводились на трех уровнях: у поверхности земли, в середине посрва, на уровне колоса, на семи вариантах опыта ( контрольный (неудоб-

Наблюдения за температурой поверхности почвы, температурой почвы на глубинах 5, 10, 15, 20 см (Настарление гидрсметео-стандиям и постам, 1965 г.).

Метеорологические условия в года проведения опыта: Ï990 г. Режим увлажнения по ¡Тазам развития растений неравномерный, избыточный в период посев-кущение, гчостатстгый - в период кущение-выметывание метелки. Термический фон в начальный пе-риоц Еегетация понижен.

В 1001 г. со гторой полов?™ пая устчов^-аоъ сухая, жаркая погода, обусловленная преобладанием над территорией Оретше-го Урала устойчивого антициклона. Зоз^тели атмосферная и почвенная засухи, что вызвало значительнее замедление роста и развития растений овса,

В 1992 г. активная цинлок*.*чес.чая деятельность над территорией. Урала отмечалась на протяжении всей вегетации. Температура воэлуха была hi-е-в средних многолетних значен^ на 3-5 °С. А количество осадков в отдельные цек&ды превышало норму ботее чем в 3,? ^аза.

FjriBa 3. ДЕЙСТВЕ ШКЕРАЛЬНЬ'Х УДОБРЕН1« НА УРШАЙ СВСА В ПЕРМСКОЙ ОБЛАСТИ В ЗАВИСИМОСТИ СТ ATPOMRTRCPCUI ОТ МЧЕЩ ИХ УСЛОВИЙ

3.1, Оценка термических ресурсов и усл-зий увлажнения вегетационных периодов Пермской области

По условиям увлажнение и тепл©обеспеченности наиболее пригонной для возделывания овса является Центральная агроклиматическая о она (тепло обеспеченность 86-66 %t ГТК I I ,8).

Т4 и .30 м

Южная зона, хорошо обеспеченная теплом (96-96 %), в то же время является слабоэасулливей, что для влаголюбивей культуры овса неблагоприятно. Северная же зона обеспечена теплом для воэцелыванич овса лишь на 70-72 %.

3.2. Оценка устойчивости урожаев овса в Пермской области с помощью климатической составляющей

Районирование Пермской области по изменчивости урожаев овса произведено с помощью климатической составляющей С^ . Величина Ст для Центральной зоны составила 0,27, Северной -0,32, Южной - 0,36. Согласьо классификации В.М.Пасова (1960г.), Центральная агрокл:матическая зона Пермской области принадлежит к зоне с умеренно-устойчивыми урожаями, Северная и Южная - к зонам неустойчивых урожаев.

3.3. Классификация исслеруеьгых лет (1970-1930 гг.) по погодным признакам

В основу классификации положено разделение лет по условиям термического и влажностнсго режима вегетационных триодов в целда, по термическим и влажнсстным условиям периода кущение-выметывание метелки, по запасам продуктивной влаги в пахотном слое в период всходы-кущение.

Выделенные типы погод (1-Л1) отличаются величиной отклонения сумм активных температур от средних многолетних значений, По режиму увлажнения исследуемые годы характеризовались ПК (табл. З.ЗЛ).

3.4. Урожайность овса как функция зависимости от уровня минерального питания и метеорологических параметров

3,4.1. Зависимость урожайности овса в Пермской области от мете опараметров

В зависимости от уровня минерального питания коэффициенты корреляции между урожаем овса и температурами воздуха мая, июня, июля (Т^ , Тф , Т„-], ) изменяются в пределах - 0,48, - 0,76, Отмечается закономерность: усиление обратной корреляционной связи с увеличением доэы минерального питания. То есть эффективность минеральных удобрений вше на фоне пониженного

Таблнца 3.3Л Классификагал исследуемого периода по погощым приг нака--

Тип погоды

Термические условия

Условия увлажнения

Условия периода кудекие-вцуят.м.

тип

по-ГСЦЫ

1ерм. условия

услоа увлажнения

Запасы проц. влаги, мм _

г. б

I нормальный влажный

п — — умеренно-влажный

¡11 к недостат. влажный

1У п сухой

У голодный влажный

У1 ■1 уверенно-влажный

ЗШ и недостат. влажный

УШ 1* сухой

IX теплый влажный

X *| умеренно-влажный

и т» недостат. влажный

хп М сухой

термического режима (рис. 3,4.

благопр. Слагопр. 30 30 благопр. неблаг.

теп л.

неблаг.

Регрессионный анализ показал наличк® параболической зависимости межлу урожаем овса и температурой почвы. .Значения корреляционных отношений ( п ) высоки: 0,64; 0,65.

Приближается к прямосиненной зависимость урожая овса от суммы осадков в периоду всходы-нущение, кущение-ънметывание метелки. Сопряженность этих величин средняя ( г. - С, 56-0,64),

Следует отметить роль осадком холодного периода года (октябрь-март), которые, особенно в засучи;., 'ых условиях, являются необходимыми для влагообеспеченмости растений ( Т =0,66).

Получен ряд уравнен"й регрессии, с помощью к с орьпс можне. прогнозировать величину урожая овса в агроклиматических зона Пешской области:

а-----— —-— - -— »

а 31)-ба 61-от и -1ео >120 и и, кг/™ Рис, 3.4.1.1. Действие минеральных удобрений на урожай овса { у ) в зависимости сп термического режима вегетационного период: --пониженный термический фон;

------повшюньый термический фон.

Центральная зона: у = 76,06-1,341^ +0,0306- +0,Г9УМ +0,04У -и.ОШГ Такт.

~ - ' (К = 0,64)

у=37,55-1,47Т- +0,09ЛЗ. +0,13^+0,05Ц^+0,0^.^ ^

у=49,46^,17Г- +0,02ПВ^. +0,Сби^ +0,001^+0,02^-^

41 {Я = 0 »0?)

(К =0,79)

Северная зона:

у=7,14-0,07(Т^го )2+1,6КТ^Д0 } ((^ = 0,70)

у=33,2б-1,35Т^Ч0,04[1В? +0,1 «ч_в +0,04«^ ( К = 0,67)

-у=зг,а-0,2зг? -о,8тт^( "+о,отш^ +0,04^ак ^о,ози4,в

Юнмая зона: рт31,гОиО,7Тй -1.2Т-, +0,13ПВ- +О.ОЭПВ-

С^ = 0,70)

у=28,57-0,69Т^ -0,87Гу1( +0,ШПВ^ +0,011^ +0,03У^_Й +0,02У^

~ * - ' / 0 * Л Ч " -

где Т^ ^ - температура воз пуха мая, июня; ПЗ ^ - запасы продуктивной влаги мая, июня; ^^ в -"сумма осадков периодов куяение-вшетывание метелки» посев-всходы, всхопы-выметывавде метелки; ^ — сумма осадков периода октябрь-март; Т- - температура почвы июня на глубине 20 см.

Согласно ¡Инструкции по оценке агрометеопрогноэов оценка полученных уравнений на зависимом материале составила 62-94 на независимом - 80-90

3.4.2. Эффективность минеральных удобрений в зависимости от метеорологических условий Г:рецурапья

Наиболее высокая урожайность овса отмечается в Центральной зоне, что связано с более высоким уровнем плодородия почки, Без применения минеральных удобрений ( К^Р^К^ ) средние урожаи колеблются в пределах 22-25 ц/га. В Северной и ЬЧной зонах уровень урожая значительно ниже": 1С-21 ц/га и 10-1? ц/га соответственно. Наряпу с различием степени окультуренности почв в агроклиматических зонах Пермской области весьма значительную роль здесь играют погоплые условия. Метеоусловия оказывают влияние и на отзывчивость овса на минеральные удобрения.

Наиболее сильное и устойчивое влияние на урожай овса в Пермской области оказывают азотные удобрения, Азотно-калийные сочетания эффективны в условиях избыточного увлажнения вегетационных периодов.

Наибольшая эффективность минеральных удобрений наблюдается в годы с оптимальным режимом увлажнения вегетационных периодов. При условии благоприятного увлажнения периода кущение-в ыметыва-ние метелки отзызчивость овса на возрастающие дозы минеральных удобрений в Центральной зоне велика, слабее - в Северной и Шеной зонах. С ухущпеняем погодных условий указанного периода уровень урожайности овса и степень отзывчивости его на мике-ргльные удобрения значительно падает (рис.3.4.2.1).

При избыточном режиме увлажнения увеличение доз N К выше 30-60 кг/га практически не привоаит к повышению урожая овса (рис.3.4.2.2).

Годы с недостаточным и засушливым условиями увлажнения характеризуются слабой и ср>"\:-тй сопряженностью урожая овса с

г V

1/

/

* — ■ / ——— ■ II —*

1 5 1 8

1

1

Н—|

а ии виза а м-еи ичго ч зова мри.кг/гя.

Рис. 3,4.2.1. Действие минеральных удобрений на урожаи овса ( ь^ ) в годы с оптимальным режимом увлажнения

вегетационных периодов в цел см: - благоприятные

метеоусловия периода нущение-выметываняе метелки;

•-■ неблагоприятные условия указанного периода;

а - Центральная, Б - Северная, Э - Южная зоны.

Рис. 3.4.2.2. Эффективность минеральных удобрений в голу с избыточным увлажнением вегетационных периодов в целом ( 4у. - прибавка урожая овса):а - Центральная, б - Северная зоны.

дозами минеральных удобрений {17 _ = 0,38-0,57). Ретвшпее значение при этом имеют термические условия периода кущение-выметывание метелки.

При термических условиях, гриблжаащихся к средним многолетним или пониженном термическом фоне эффектианость минеральных удобрений выше, чем при "тегглш" вегетационном периоде (рис. 3.4.2.3).

о íd-6q 9i-ie0 0 33'и sí-1íü в го-60 ырн,кг/гй

Рис. 3.4,2.3. Эффективность минералънмх удобрений в годы с засушливыми условиями вегетационных перронов

прибавка урожая): - благоприятные погодные условия

периода нуодние-выметь'вание метелки; »-« неблагоприятные погодные условия указанного периода; а - Центральная, б - Северная, в - ЛТжная зоны.

По величине урожаев и прибавок >: ним оптимальными явлтотся п,озы N РК по 60-90 кг/га для Центральной и 30-60 кг/га - л,л я Ькной и Северной зон.

Самые низкие урожаи для всех агроклиматических зон отмечается при типе поголр, характеризующемся теггльтк и сухим пери -одсм кущение-выметывание метелки и недостатке почвенной влаги (тип погоду X!] За). Урожайность в Центральной зоне не превыиает 11,0 п/га, прирост урожая в пределах I,') ц/га, в Северной и кчснгй зонах - 6-10 ц/га (прирост урокая ««нее 1,0 ц/га).

Зависимость урожая евса от дозы азотных удобрений в случаях сильной и с реггей сопряженности между ними описывается л' -гари^ической кривой -ида ^ V ' ГЛ,в ^ ~ УРшай

овса, / - предельная величина: ^ при условиях а, >0 , X—х - дозы азотных удобрений (рис 3.4.2.4).

jo 60 эо на 153 N.Miyra

Рис. 3.4.2.4, Зависимость урожайности csca ov т.озы

азотных удобрений: - Центральная, ........ Северна!,

----кзсчая зоны.

Согласно полученным прогностическим уравнениям построены графики гутя прогноза урожая овса в зависимости ст значзш'й метеoneраметров (рис. Д.4.2,5).

Рис. 3.4.2.5. Зависимость урожая овса от температуры воздуха ишя ( Т^ ), суммы осадков периода посев -вехопы (I - сумма осадков 0-23 -ии, П - сумма осликов болов 20 мм), суммы осадков периода октябрь-март (111 - 100-150 мм, ТУ - более 150 мм) и уровня минерального питания. Центральная зона.

4, ОТЗЫВЧИВОСТЬ С6СА КДОСеСКИЙ НА МЧНЕРАНЬШК УДСБРЕНЗД Б ПЕРМСКОЙ селлети

4.1. Урожайность овса

Уровень урожайности овса Нировский в 1990-1992 гг. в большой степени определялся погодными условиями. Влажный 1990 г, способствовал (формированию урожая свыше 40 ц/га, засушливый 1991 г, - 15-21 ц/гя, холодный и влажный 1992 г, - 10-14 ц/га.

Закономерности действия минеральных удобрений на урожайность овса отражают зависимости, рассчитанные лабораторией математических методов ВНУА по алгебраическому уравнению с целыми и половинными степенями вина:

ц = а, + ' ±а,гН ,Р Чсир

где СЬ0 - урожай без удобрений, а-*, коэффициенты

регрессии, характеризующие действие азота, фосфора и калия и их взаимодействие (табл. 4.1.1).

Таблица 4.1.1

Действие возраставши доз удобрений на урожайность овса Кировский, 1990-1992 гг.

Год

Уравнение регрессии

1990 у1990 = 46,1 - 1,6М + 1,1 К 0,63

1991 уГ991 .= 15,3 + 10,0 Н °'5 - 4,7 N +'0,3(И Р)°>5 0,92

1992 у1992 = 9,6 + 1,1№'5 + 0,5Р + О,Ж - 0,8(«Р)0,5 0,77

№ У1ЗД0-199г - 23'7 - 6*ЗМ + Ч*^ + ^ + 1992 1,6К - 0,5(М Р)0'5

0,73

Как видно, в разные по погодным условиям годы минеральные удобрения действуют на урожай овса неодинаково ( рис. 4.1.1).

Общим для исследуемого периода лет явилось то, что оптимальные дозы азотных удобрений невысокие (30-60 кг/га д.в.).

Погодные и урожайные данные 1990-1992 гг. не входили в информационную базу для разработки прогностических уравнений

150 ft. №№

0 j5 60 90 ¡so isp ч.иг/гй Рис. 4. ГЛ. 'VMiciKTUBHocTb ляйствия азотные удобрений

на урожай оюа на разных Фонах йос^срно-кллийкых

учобрений: а - 1\"Л* г., 6 - IW-T г., в - IC".1.? г.

репрессня, связываниях урожай овса с метеопрг г?иктсрами, лоз-тому являются "независимыми". Проверка полученных уравнений на этом материале (2-й этап проверки) показала достаточно высокую степень их оправэдваемости, В среднем за три годе, она составила 80-90

4.2. Использование питательных веществ из удобрения основной и побочной продукциями овса

минеральных удобрений основной и побочной продукциями овса Кировский использовалось азота лишь 8 йосйора 2 калия 7 Очевидно, низкие КИУ объясняются неблагоприятными |>"чте оус лов иями в годы проведения опыта, препятствуют ими достаточной эффективности минеральных удобрений, и повышенным уровнем плодородия почвы.

С увеличением дозы минеральных удобрений значительного увеличения вш оса на единицу пропунции не происходит (табл. 4.2.1).

Таблица 4.2.1

Влияние цоэ минеральных удобрений на вынос питательных веществ ( М , Р, К) на 10 ц основной продукции (с соответствуя^™ количествен побочной ( кг )

Элемент Доза м?к, кг/га

питания 0 30 60 90 120 150

К 29,5 29,8 29,9 30,3 30,9

Р 8,5 9,3 9,1 9,0 9,1 9,2

К 33,2 35,7 35,9 35,4 38, Ь 39,6

Размеры возмещения выноса питательных веществ удсбрзниями зависят от внесенных дез (табл. 4.2.2).

То есть, дозы минеральных удобрений под овес в неблаго~ приятные по погодным условиям годы, способствующие возмещению выноса азота,фосфора, калия, близкому к оптимальному -это N 6С; Р30;

Таблица 4.2,2 Ксп^иционть: возмещения выноса питательных веществ удобрениям :1 СК в ,

Элемент питания

Доза М №. кг/га

\ Р

К

30 60 оо ! 120 | 150

30 ьо 120 170 190

но 170 233 2о" 267

30 70 120 130 160

4.?. Зс тосннтеттескаг деятельность посева овса Кирозсккй

Отмечается тесная прямая зависимость урожая овса от величины пло^ апи листьев в ;!язу внхода в трубку ( * = 0,83) (рис. 4.3.1).

и -

, -—-.-—,——,—--

А 16 ЕВ га 5л тыс.м'/м

Рис,Ц.ЭЛ.Взаимосвязь урожая овса Кировский ( у-) -л плогмди поверучости листьер ( 5 л ) в *лзу выхода в трубку

Нклкчина ■Мтоситмтическолс потенциала ('И) находятся 1. тесней взаимосвязи с отраженной ксротксволнопоР; солнечной радиацией С К». )(•( -- -0,73).

.Установлена тесная прямая зависимость между величиной чистой про лук т и внос т и фотосинтеза (Ч!!&) и температурой ( 1 - 0,'/0) в период внметыЕаплй ме тол к и-м ол оиная спелость.

обратна» связь с альбедо ( Ак , посева ( г = -0,'76).

Продуктивность Фотосинтеза и урожайность снижаются при

повышенном дефиците влажности возпуха ( сС ) ( г> = 0,78)

(рис. 4,3.2). 1

ij(,u/fV)

IB Г

1 \

А \ \

\

/

t /

ot, тПи

Рис. 4.3.2. Зависимость урожая сухой массы овса ( ) от дефицита упругости водяного парг? возпуха С d ) в йазы выхода в трубку (I) и вчметывание метелки (2)

Таким образом, исследование элементов Actосинтеза и метеоФакторов показало их тесную взаимозависимость и позволю установись информативность мегеопараметров, полученных неппсроц-ственным измерением в посеве овса,

4.4. Радиационный режим посева овса

Повышенный температурный Фон мая - июня 1991 г. способствовал достижению суммарной радиацией ( Q ) в фазы кущения и выхода в трубку 20-21 ккал/см^.мин. В то время как 1990 и 1992 гг. были минимально обеспечены продолжительности» солнечного сияния, поэтому значения Q не превышали 6,0 и 3,0 ккал/см2.мен соответственно Срис. 4.4.1),

Величина ФАР в период кущение-выметывание метелка составляла 4,5 ккал/см^'мин. Kill ФАР при этом 1,1 Это КьдД обычных производственных посевсз.

Альбедо посева овса ( А^ ) находчтсч в обратной сависи-мости от доз азотных удобрений ( Ъ - -0,75). Величины баланса коротковолновой солнечной радиации являются информативными

кш/оп'мын.

• /

/ ч ч

\

—

¡репорты

ярийкц.

Шдосмь

Рис. 4.4.1, Ход суммарной коротковолновой солнечной радиации ( (* ) в различные по обеспеченности теплом и продолжительности солнечного сияния года: -- 19У0 г,, .......... Н91 г.,---- К'-'2 г.

для урожая сухсй биомассы овса ( Т = 0,"П в фазу внметнва-ние метелки.

4.5. Температурчо-влажнпстний режим возчуха в посеве овса

Наибольший интерес температура воздуха в посеве овса представляет как информативный параметр "уш содержания в тканях р;гтен"й овса азота, ФосЛюра, калия С Ъи - 0,35,

= 0.^5, х к = 0,^1). Лэмеряп значения температуры в толп.е посева я имея результаты тканевой диагностики в фазу внходэ, в трубку, можно получичъ предварительные данные о характеристике биометрической структуры урожая — весе 1000 зерен. Отк элементы связаны уравнением рягреосяи ( ^ = ):

у -- + о,7?х1 + о,гтз:д + ,

где у. - вес, 100 г; Т. -г - температура воздуха в <т«.зу

выхода в трубку, ли, .с^ - содержание в ткакя-. растений азота и фосфора в базу выхода в трубку (*?■).

4,6. Температурный режим поверхности почвы и глубинные изменения температуры под посевом овсл

Отмечена обратная взаимосвязь между дозами азотных удобрений и вертикальными градиентами температуры почвы в период всхощл-выметывание метелки ( Т ,69). То есть можно предположить, что увеличение доз азотных удобрений способствует более равномерному прогреванию почвы в 10-сантиметровом слое.

ОСНОВНЫЕ ЕШОДЫ

1. Выявлзнн информативные для предсказания Ееличины урожая овса метеорологические параметры: среднемесячные температуры воздуха мая, июня, имя; суша активных температур вегетационный период; температура почзы; запасы проект явной влаги в пахотном слое мая, июня; срсднвфяяояые суммн осадков (посев-всхочу, Кущение-Бнметывэнш метелки); сумма осадков за холодный период года (октябрь-мартО; Г1К; дефицит упругости водяного пара.

Предложена детальная классификация вегетационных периодов по погодным признакам, учитывающая условия ьлр'.о- и теплообес-поченности периода вегетации в 11а л сил, а также периода к/щение-выметывание метелки.

2. По условиям увлажнения, тепло обеспеченное™ и уровню плодородия наиболее пригонной для возделывания овса является Центральная агроклиматическая зона. Северная зона обеспечена теплом для возделывания овса на 70 а Южная является слабозасушливой. Обе последние отнесены к зонам неустойчивых урожаев овса ( С гл. = С,32-0,36), Центральная - умеренно-устойчивых урожаев ( Ст = 0,27), Средний многолетний уровень урожайности в Центральной зоне ^5,0 ц/га, Северной - 25,0 ц/га, Южной -18,0 ц/га.

Урожайность овса в зависимости от метеорологических параметров представлена фикцией озвисимости у. = ^ (Т сумма активных температур; ПВ^ ^ ; осадки периодов посев-всходы, кущение-восковая спелость, октябрь-март) и имеет следующий вид:

Г

акт.

где CíC] коэффициенты регрессии; - запасы ;ро-

дукт'/вной влаги в пахотном слое няня; W^ ^ - сумма осадков периода посев-всхода; W^.g - сумма осадков периода кущение-вкметывание метелки; - суммэ осадков периода октябрь-

март; íIq*)«- сУмма актйвннх температур за вегетации; Tv-¡ -среднемесячная температура воздуха июня.

Представление урожайности овса как функции зависимости от метеопараметров подтвердило проведение Факторгатъного опита отзывчивости урожайности ове1. на минеральный удобрения. Онзнка полученных уравнений на независимом материале (1990-19?2 гг.) показала оправипзаемссть их 80-90 %.

Г-. Установлено, что для получения высоких и устойчивых урожаев овса penawtee значение имеют условия увлажнения и теплообеспе-ченности различных агроклиматических зон Претуралья, уровень пгодороп,ия почв и применение минеральных удобрений. Уровень урожайности овса в зависимое-^ от н.алва-)ных условий келеблпся за последний 20 лет от 6-Ü г-'га до -15-50 т'/га.

4. Объективность м^нераньных удобрений тесно связана с метеорологическими условиями зон к уровнем пю",оро1ия почв. Наибольшая я Активность минеральных учоС-^нкй отмочена в гоны с благоприятным режимом увлажнения (особенно в пер;;сд кучен^е-выметмвание метелки). В Центральной зоне при уровне урожая бел уцоОрений 22-?5 ц/га гриба як ;t от сптимальных дез 60-00 кг/га составили 4-10 ц/га {20-Í0 "'■), в Северной при урожаях 17-20 ц/га (оптимальные дозы удобрений ЗС-бО кг/га) - 3-6 ц/г,», 'í),

в Кжной - при урожаях IC-I( ц/га - 2-3 ц/га (1С t).

В гочы с избыточным увлажнением вегетационного периода эффективность удобрений понижена. Уровень урсжайности в Центральной зоне довольно высок - 30-32 ц/га, сщако прибавки от оптимальных дои 30-£>0 кг/га не гцадвыип^т 2 u'Va (7 . В Северной зоне урожаи овса I6-I? ц/га, а прибавки - в пределах I ц/га.

Годы с недостаточным и засушливым режимами увлажнения также характеризуется низкой эффективность»"1 минеральных удобрений. Регоакмее значение при этом име'лт благоприятные термические условие периода куще^и-вчметыван te метолки, Б Центральной зоне в этих условиях при уровне урожая бяз удобрений Г^-23 п/га прибавки от доз 60-90 кг/га составили 2—-I ц/га (17 , в Северной зоне при урожаях 14-16 ц/га прибавки при дозаи ыинерапь-ных у.С^ений 6 0-0 С кг/га в пределах 2 -д/г;' (13 в УУ^ой зоне урожаи овса не превыпати IC-II цАа, а прибавки гр.' в1'.^—

сени/ 30-60 кг/га 1-?. ц/га (10 %).

5. Оптимальными дозами азотных удобрений в гсды проведения опыта (1М0-199Я гг,) явились 30-60 кг/га д.в. Калийные удобрения в повышен™х и высоких дозах (90-120 кг/га) способствовали снижении: отрицательного действия полегания посевов. Невысокие лозы ^осГорных удобрений в сочетании с аэотньгми стабилизируют урожайность овса в засушливых условиях.

Дозы минеральных удобрений Ц gQ_9o? ^30* ^60—90 °^е<-пе— чиваля оптимальные лоз-Мивдентьт возмещения элементов питания (близкие к 100 Я).

6. Характеристики радиационного и температурно-владност-нсго режимов 1 полученные непосредственным измерением на посеве овса (альбедо посева, б&чане солнечной радиации, отраженная солнечная радиация) являются информативными показателями для элементов фотосинтеза. Температура воздуха в посеве овса тесно коррелирует с содержанием в тканях {астений азота, фосфора, калия. Вертикальный температурный гра:иент почвы обратно зависит от уровня азотного питания.

7. Установлена возможность прогнозирования урожайности овса с эаблагсвременностыо 4-5 месяцев на основании данных об осадках холодного периода года (октябрь-март), уровня плодородия почв, минеральных удобрений, температурного режима мая-нюня.

предшэ4'*1 тро'сводсшу

Г. При заблаговременном (4-5 месяцев) прогнозировании уровня урожайности овса и эффективности минеральных удобрений учитывать сумму осадков, выпавших за период октябрь-март и температуру воздуха июня (по данным Центра гидрометеообеспечения), а такте уровень плодородия почв.

В Центральной зоне на почвах средней и высокой степени окучьтуренности прт- сумме осадков за октябрь-март более 150 мм и внесении И Pft в дозах 30-60 кг/га можно прогнозировать уровень урожайности овса 30 ц/га и вше при средних многолетних значениях температуры июнч 13-14 °С.

2. Существенную поправку в этот прогноз вносят значения температуры июня ) в год посева овса. При повышении с j j °С до 22 °С урожайность сним ется с 30 до Ш ц/га, даже

гри внесении №Рл. Поэтому прогноз с заблаговременноетыл 4-5 месяцев должен уточняться прогнозом с заблаговремениостьп 1,5-2,0 месяца с учетсм Т^ .

3. Без минеральных удобрений уро? ¿.Чносл'ь овса огтределяет-г ся осадками периода посев-всходы и . Сумма осадков в увя-

занный период 20 мм и более и среднемесячная температуре ¡гоня 12-14 °С обеспечивают урожай овса 20-24 ц/га. С повшен'-ем до 20 °С урожай овса понизятся до И ц/га.

1. Располагая средним!' многолетними данннмч о сумме осадков периода посев-всходы и температуре воздуха /тня, можно определить уровень урожайности овса в Северней зоне. 'Трм внесения N РК в дозе до 60 кг/га, сумме осадков указанного периода более 20 м>< и 'Г 12-14 °С возможно Нормирование урожая свса 25 ц/га.

С забяагсвремонностью 1,5-2,0 месяца по Ъакт"ческч»< дан-ньм этих мете о параметров производится уточнение прогноза урожая овса.

Пру певьчвен^я среднемесячной температуря воздуха гюнч до значений Ш—2.0 °0 урожай свса в Северной зо^е уменьшается до 12-14 ц/га.

Без минеральных удобрений уропйнсстр овса определяется осадками периода куненне—вьмет^тзн-'е метелки я Т^ . Урожай свса 1е-№ г/га Формируется при погодных условиях: сумме осадков периода кущенпе-виметывание метелки «олее "О мм и ПЛЗ °С,

5. прогноз урожая овсп я ГктюЙ зоне возможен нч основанрч данних о майских запасах продуктивной влаги (31Г0 в па*отчом слое почвы и Ту-ц . При ПУТЧ мая более 30 мм и "= ТП—Т(' возможно формирование урожая свса 'г-'Р п/; а при внесен1" МГУ в дозах 30-00 кгЛ\а.

Р^У,"ЬТАТ!< ЛХСТТАЦ^' СГУТ\" *НС-.Д1ГI " ГАГЧТАУ:

Т. Ермакова 1'кляева ".С. Оценка урежайтхп- свса р

Перуской области в зависимости от т!04векно-кляыат«ческ'1х ресурсов // Нпучнг!-течнические и соцчадьч^е проблемы развития Урзпы-кого '¡ечерноземья: Тез. по>к 1. областной научпо-г^<лкти-ч ее к ой конАерм-ит.-п молодых ученык г.П^рм^. Т-"1^.

''.Я., Rp.nKова " ,Н, л вопросу об зЫ^ктивкост'-1 минеральных удобрений / / Вопросы прогноза погоды, климата и циркуляции атмосферы: '.'ежвугз, сб. науч. тр. Пермь, 1°?0, -С. 131-П7.

3. Ермакова Дликина М.Я. Влияние агрометеорологических условий на урожайность овса в Пермской области // 3опроса прогноза погоды, климата п циркуляции атмосферы: Межвуз.

сб. науч.тр. Пермь, 1991. - С, (ЗЭ-'Х.

4. Попова С*.Н., Киряксва К.М., Ермакова Л,Н, Влчяние уровней минерального питания и метеорологических <£дкторов на *ото-синтетическую деятельность посева овса // Вопросы прогноза погоды, клгаата и циркуляции атмос^ры: Межвуз. сб. науч. тр. Пермь, ГЛ-2. - С. 60-6?.

5. Ррмакова .Н. Содержание элементов минерального пит-гния г почве ч растениях овсэ Кировский в Зависимости от метеоусловий вегетатг-юнного периода // Вопросы прогноза погоды, кпимата и ииркуляякя атмос^ы: Межвуз. сб. науч. гр. Пермь, 1993. ( в печати).

Подписано в печать £?9.0<а. <аъ Формат 60 х 84 Печать

офсетная. Усл. печ. л. 'Л- Тираж 100 зкз. Заказ З^

614000, г. Пермь, ул. Букирева, 1&. Типография ШУ,