Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПОД ГИБРИДНУЮ РОЖЬ В УСЛОВИЯХ ЦЧЗ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПОД ГИБРИДНУЮ РОЖЬ В УСЛОВИЯХ ЦЧЗ"



На правах рукописи

УДК 633.14:631.82

Новичихин Алексей Александрович

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПОД ГИБРИДНУЮ РОЖЬ В УСЛОВИЯХ ЦЧЗ

Специальность 06.01.04 — агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Каменная Степь - 2006

Работа выполнена в отделе агрохимии Государственного научного учреждения Ордена Трудового Красного Знамени Научно — исследовательского института сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева РАСХН в 2002 - 2005 гг.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Рымарь Валерий Трофимович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Мязин Николай Георгиевич

кандидат сельскохозяйственных наук Лешонкова Ольга Ивановна

Ведущая организация: ГНУ Тамбовский НИИСХ

Защита состоится «30» марта 2006 года в 13 часов на заседании диссертационного совета К.006.046.01 при ГНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева РАСХН по адресу: 397463, Воронежская область, Таловскнй район, п/о Институт им. В.В. Докучаева, уч. Хг 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева.

Автореферат разослан /» февраля 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных ¿7 В.В. Бакалова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Озимая рожь является традиционной хлебной культурой России. Благодаря своим биологическим особенностям она способна произрастать на разных по плодородию почвах. Зерно ржи содержит незаменимые аминокислоты, витамины, биостимуляторы, соли кальция, фосфора и широко используется для приготовления хлеба, а также в кормовых и технических целях. Ржаной хлеб - незаменимый продукт питания. Ценность его обусловлена высокими вкусовыми качествами и содержанием более полноценного, чем в пшеничном хлебе, белка.

За последние десятилетия в России произошло более чем двукратное сокращение посевов ржи и снижение валовых сборов, что связано, в первую очередь, с отсутствием высокоурожайных сортов, устойчивых к полеганию и прорастанию зерна на корню.

Успешные селекционные работы, проведенные в последнее время, по созданию высокопродуктивных короткостебельных и отзывчивых на удобрения гибридов озимой ржи позволяют рассчитывать на восстановление былого значения зерна ржи в обеспечении населения хлебом. Однако при сложившемся в настоящее время соотношении цен на зерно и туки применять рекомендованные ранее нормы внесения последних, не всегда экономически оправдано. Поэтому поиск более эффективных и действенных приемов внесения минеральных туков, в т.ч. и под гибридную рожь, как за счет снижения рекомендуемых норм, изменения соотношения во вносимых элементах питания и учета исходного уровня обеспеченности почв элементами питания, так и за счет интенсификации их применения путем использования весенних азотных подкормок, следует считать актуальной задачей, имеющей большое практическое значение.

Проведенные исследования являются составной частью НИР отдела агрохимии ГНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В.Докучаева по выполнению государственной тематики 05.02.01. «Теоретически обосновать оптимальный ассортимент удобрений н других средств химизации в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур для повышения плодородия почв и продуктивности растений».

Цель и задачи исследований. Целью данной работы предусматривалось изучить закономерности влияния доз и сроков внесения минеральных удобрений и уровней обеспеченности почвы питательными веществами на формирование урожайности и качества зерна гибрида F] озимой ржи НВП-3, и разработать экономически обоснованную систему удобрения гнКридчпЙ ftffiH р nptuuw I 111 I' IJ1 ДТТгГянид

решались следующие задачи:

1. Изучить особенности формирования урожайности и качества зерна ко-роткостсбельного гибрида озимой ржи НВП-3 в зависимости от доз минеральных удобрений и сроков применения азотных подкормок в весенне-летний период вегетации.

2. Определить эффективность рекомендованной под озимую рожь нормы минеральных удобрений на почве с различной обеспеченностью элементами минерального питания.

3. Установить влияние удобрений и обеспеченности почвы элементами питания на накопление и расход влаги и динамику элементов минерального питания в почве.

4. Исследовать формирование элементов продуктивности озимой ржи и динамику элементов питания в растениях в зависимости от применения удобрений н обеспеченности почвы питательными веществами.

5. Определить вынос элементов литания урожаем озимой ржи и коэффициенты использования их из удобрений,

6. Дать комплексную агрономическую, экономическую и энергетическую оценку изучаемым приемам управления продуктивностью и качеством зерна гибрида озимой ржи НВП-3.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые для условий ЦЧЗ изучены и обоснованы приемы эффективного применения минеральных удобрений под гибридную рожь. На фойе внесения рекомендованных норм основного удобрения установлена высокая эффективность ранневесенней азотной подкормки на посевах гибридной ржи, возделываемой по чистому пару. Доказана возможность отказа от внесения основного удобрения под рожь на почвах с повышенной и высокой обеспеченностью элементами минерального питания. Установлено, что изменением соотношения между азотом, фосфором и калием во вносимых удобрениях, за счет снижения норм внесения фосфорных и калийных удобрений и переноса части азота с основного внесения на ранне весеннюю подкормку, можно частично решать проблему дефицита удобрений на посевах гибридов ржи.

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные результаты исследований могут найти практическое применение при разработке рекомендаций по дифференцированному применению минеральных удобрений под гибриды ржи на почвах Центрально-Черноземной зоны с различной обеспеченностью элементами минерального питания.

Положения, выносимые на защиту:

1. Формирование элементов продуктивности гибридной ржи и усвоение элементов питания растениями зависят от уровня минерального питания в почве.

2. Основное удобрение под рожь эффективно на почвах со средней обеспеченностью элементами питания. Повышение обеспеченности почвы до повышенного и высокого уровней делает не эффективным применение основного удобрения.

3. На повышение продуктивности гибридной ржи большое влияние оказывает ранневесенняя азотная подкормка.

4. Качество продовольственного зерна ржи в существенно большей мере зависит от складывающихся погодных условий в период налива зерна и уборки, чем от применения удобрений

5. Минимализация внесения удобрений под гибридную рожь может осуществляться только за счет фосфорных и калийных удобрений.

Апгюбаиия результатов исследований. Основные результаты исследований были доложены на 39 международной научной конференции «Агроэкологическая эффективность применения средств химизации в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур» (13-14 апреля 2005 г., Москва), межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых «Вклад молодых ученых в решение проблем аграрной науки» (12-13 мая 2005 г., Воронеж), на заседании координационного совета «Проблемы земледелия ЦЧЗ» (19-20 мая 2005г., Каменная Степь), на заседаниях проблемного и ученого советов НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева в 2004 - 2006 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 печатных работы.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 176 страницах компьютерного текста, состоит из введения, обзора литературы, 5-ти глав экспериментальной части, выводов, рекомендаций производству и списка использованной литературы (296 наименований* из них 26 на иностранных языках), содержит 48 таблиц, 4 рисунка и 16 таблиц помещено в приложении.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проведены в 2002 — 2005 гг. в многолетнем стационарном и краткосрочном опытах отдела агрохимии НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева. Почва опытных участков — чернозем обыкновенный среднемощный тяжелосуглинистого механического состава. Содержание гумуса в слое 0-40 см составляет 6,4 — 6,6 %, валового азота - 0,29 - 030 %, валового фосфора-0,16-0,17 %, валового калия

около 1,8 %, pH солевой вытяжки 6,7 - 6,8, гидролитическая кислотность около 1,1, а сумма поглощенных оснований-45— 47мг-экв/100 г почвы.

Первый опыт представляет собой многолетний трехфакторный стационар. Прн проведении исследований задействованы были два фактора опыта. Фактор А представлен тремя вариантами с различным уровнем обеспеченности почвы элементами питания (далее УОПЭП): средним; повышенным и высоким. На среднем УОПЭП содержание подвижных форм P2Oj и KjO составляет соответственно 7585 и 70-80, на повышенном УОПЭП - 115-125 и 110-120 и на высоком - 155*165 и 125-135 мг/кг почвы.

Фактор В включает четыре варианта с различным уровнем удобренности севооборота {далее УУС): NoPoK<>; N)0 jPio sK1(>,s; NJ4 sPm.sKjos; Ns«.sP62 sKm.s-

Непосредственно под озимую рожь удобрения в дозе NwPwKeo вносились на вариантах с уровнем удобренности N« SP34.SK30 s и Nj6 jP^ sKis j.

Повториость опыта четырехкратная, размещение делянок систематическое. Размер учетных делянок - 40 мг. Предшественник ржи — горох.

Схема краткосрочного опыта включала семь вариантов: контроль без удобрений и два фона основного удобрения NjoPjoKjo и NmPmKm с добавлением к каждому фону от одной до двух весенних азотных подкормок по ЗОкг/га азота каждая. Первая подкормка проводилась сразу после возобновления весенней вегетации, а вторая - в фазу трубкования озимой ржи. Подкормки вносились на поверхность почвы гранулированной аммиачной селитрой.

Опыт закладывался в 4-х кратной повторности. Размещение делянок систематическое. Площадь учетных делянок — 50 м2. Предшественник - чистый пар.

В обоих опытах для посева использовался короткостебельный, устойчивый к полеганию, первый российско-немецкий районированный в России гибрид F| озимой ржи НВП-3. Норма высева составляла 3,5 млн. всхожих семян. Технолога я возделывания — рекомендуемая для сортов озимой ржи. Исследования, наблюдения и анализы проводились по общепринятым методикам.

Погодные условия в годы проведения исследований существенно отличались между собой. Осенью 2002 года посев озимой ржи и>за неблагоприятных условий был проведен в 3-ей декаде сентября. В зимовку растения ушли слабо раскустившимися. В 2003 и 2004 гг. своевременный посев и благоприятные условия осеннего развития позволили растениям полностью пройти осенний цикл развития. Условия перезимовки в 2002/03 и 2003/04 гг. были благоприятными, а в 2004/05 году — неблагоприятными. Возобновление вегетации озимых в 2003 году не отличалось от среднемноголетнего срока, в 2004 году было на 17 дней раньше, а в 2005 году на 10 - 12 дней позднее среднемноголетнего срока. В 2004 году наи-

большее количество осадков выпало в первой половине, а в 2003 и 2005 гг. — во второй половине весенне-летней вегетации ржи.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Почвенные условия роста н развития озимой ржи

Наблюдения за водным режимом почвы под озимой рожью показали, что улучшение обеспеченности почвы элементами питания со среднего до высокого уровня и применение минеральных удобрений от Ы<юР«)К«> до МиР^К» + N30 + N>0 не оказывали существенного влияния на накопление влаги в почве за холодный осенке-зимне-весенинй период, способствовали повышению расхода влаги из почвы за весенне-летний период вегетации на 6,1 - 16,3 % и снижению коэффициента водопотреблення на 12,1 - 15,9 %. Атмосферные осадки использовались озимой рожью более продуктавно, если они выпадали в первой половине весенне-летней вегетации ржи.

При изучении динамики аммонийного азота в почве установлено, что применение удобрений под озимую рожь способствовало некоторому росту концентрации К-ИН^ в слое 0-30 см. Наибольшее повышение содержания ионов аммония в пахотном слое отмечалось в первое время после внесения удобрений. В течение вегетации озимой ржи их содержание стремилось к выравниванию с неудобренным контролем. Внесение двух азотных подкормок обеспечивало сохранение более высокой концентрации аммонийного азота в почве вплоть до уборки. В течение вегетации прослеживалась связь содержания аммонийного азота в почве с увлажнением и температурой почвы.

Динамика нитратов в течение вегетации озимой ржи в обоих опытах была примерно одинаковой. Наибольшее накопление их в пахотном слое отмечено в период всходов озимых. После перезимовки к началу трубкования содержание Ы-N0} в почве уменьшалось в 1,5 — 2,5 раза. Интенсивное потребление нитратов растениями в отрезок вегетации от трубкования до цветения обусловило дальнейшее их снижение в почве к фазе цветения ржи в 1,2 — 1,4 раза. Внесение с основным удобрением 30 и 60 кг азота в краткосрочном опыте наиболее существенное повышение содержания нитратов в почве обеспечивало к периоду всходов озимых. К весне разница в содержании N-N0} снижалась, а к фазе цветения ржи совсем исчезала. Применение двух азотных подкормок способствовало поддержанию обеспеченности почвы нитратами на более высоком уровне до уборки ржи. В среднем за вегетацию внесение 30 кг/га азота привело к повышению содержания

нитратов в почве на 0,7 мг/кг, 60 кг/га — на 2,4 мг/кг, 90 кг/га — на 2,9 мг/кг и 120 кг/га—на4,0 мг/кг (табл. 1)*

Таблица 1. Динамика N-N03 в слое почвы 0 — 30 см под озимой рожью краткосрочного опыта в среднем за 2002/03 - 2004/05 гг., мг/кг почвы

Вариант опыта Срок определения В среднем за вегетацию

всходы начало трубкования цветение перед уборкой

ЫоРоКо 15,0 6,2 4,5 5,7 7,9

ИзоРзоКзо 18,2 6,5 4,8 5,0 8,6

ИзоРзоКзо+N30 +■ N30 18,4 11,0 7,7 6,0 10,8

КбоРмКбо 22,1 9,4 5,2 4,6 10,3

ИвоР^Кбо + N30 + N30 21,5 10,7 83 7 а 11,9

Внесение фосфорных удобрений под озимую рожь в краткосрочном опыте способствовало повышению содержания подвижного фосфора в почве на 5 - 9 мг/кг почвы, а систематическое применение их в стационаре за 12 лет обеспечило накопление 110 - 128 кг/га подвижной фосфорной кислоты в почве. На содержание И динамику фосфора в течение вегетации существенное влияние оказывали условия увлажнения почвы. Засушливые условия обусловливали снижение, а влажные — повышение обеспеченности почвы фосфором.

Внесение калийных удобрений в меньшей мере обеспечивало повышение концентрации обменного калия в почве, чем внесение фосфорных удобрений — подвижного фосфора. Повышение класса обеспеченности почвы обменным калием вело к снижению роли калийных удобрений в увеличении обеспеченности почвы КлО.

Формирование элементов продуктивности и качества ознмоП ржи

Условия обеспеченности почв элементами минерального питания, а также применяемые удобрения, оказывают непосредственное влияние на формирование элементов продуктивности растений и накопление в них питательных веществ.

Учет и наблюдения, проведенные за осенний период вегетации, показали, что в краткосрочном опыте применение удобрений не оказало существенного влияния на густоту всходов озимой ржи, но обеспечило увеличение числа раскустившихся побегов. В среднем за три года на удобренных вариантах ^оРзоКзо и

КбоРбоКьо коэффициент кущения озимой ржи был соответственно на 6,9 и 11,4% больше, чем на неудобренном контроле (табл. 2).

Таблица 2. Развитие растений озимой ржи за осенний период вегетации и их перезимовка (2002/03 - 2004/05 гг.)

Вариант опыта Густота всходов, шт7м2 Число раскустившихся побегов, штУм2 Коэффициент кущения Сохранность растений весной, % Возд. сух. масса растений после ВВВ, г/м1

Краткосрочный опыт

Т^РоКо 279 684 2,45 74,6 44,2

МзсРзоК-зо 274 717 2,62 73,6 44,4

Ы^оРбоК«, 273 745 2,73 79,0 48,7

Стационарный опыт

Средний УОПЭП ХоРоКо 281 502 1,79 81,9 41,5

265 553 2,09 85,5 46,8

Высокий УОПЭП МоРоКо 282 553 1,96 82,8 46,1

N56.5P62.sK5U 269 584 2,17 88,2 49,6

В стационарном опыте улучшение УОПЭП со среднего до высокого и применение удобрений обусловили повышение коэффициента кущения озимой ржи с 1,79 до 2,17, Т.е. на 21,2%.

Очень важным и ответственным этапом в жизни растений озимой ржи является процесс перезимовки. Результаты исследований в обоих опытах свидетельствуют, что количество сохранившихся после перезимовки растений зависело, в основном, от погодных условий в период зимовки. Доля влияния удобрений и обеспеченности почвы элементами питания была значительно скромнее. В целом за три года отмеченные факторы обеспечили повышение сохранности растений на 3,6 - 4,4 %. Учет воздушно-сухой массы растений, проведенный через 8-Ю дней после возобновления вегетации показал, что на фоне применения НбоРбоКздг масса растений в краткосрочном опыте была на 4,5 г/м2 больше, чем на неудобренном контроле. В стационаре улучшение условий почвенного питания со среднего до высокого УОПЭП способствовало увеличению массы растений с 41,5 до 46,1 г/м2. Внесение НюРбоК«о на фоне удобренности севооборота 177,5 кг/га

обеспечило повышение массы растений на среднем и высоком уровнях соответственно на 5,3 и 3,5г/м2,

Изучение структуры урожая озимой ржи показало, что внесение удобрений обеспечивает существенное повышение общей и продуктивной кустистости растений. По сравнению с неудобренным контролем основное внесение ЫРК. по 30 н 60 кг/га привели к увеличению продуктивного стеблестоя — с 331 до 345 и 378 шт./м1. Ранневесенняя азотная подкормка способствовала увеличению продуктивного стеблестоя до 359 н 383 шт./м1, а вторая подкормка в фазу трубкования не оказала влияния на изменение густоты озимой ржи. В стационарном опыте повышение обеспеченности почвы со среднего уровня питания до высокого обусловило увеличение числа продуктивных побегов на 10,9 %. Наибольшая доля участия удобрений в обеспечении повышения густоты стеблестоя отмечена на среднем УОПЭП - 21,8 %, а сочетание высокого уровня питания с применением удобрений привело к повышению количества продуктивных стеблей на 22,5 % (табл. 3).

Таблица 3. Элементы продуктивности озимой ржи в краткосрочном опыте (2003 -2005 гг.)

Вариант опыта Кол-во продуктивных стеблей, штЛг Число зерен в колосе, шт. Число зерен с 1 растения, шт. Масса зерна с 1 растения, г Масса 1000 зерен, г

^РоКА 331 46,4 80,2 2,60 32,4

М30Р3оКм 345 47,2 88,0 2,87 32,6

МмРзоКзо+ N30 359 48,8 87,8 2,87 32,7

ИзоРзоКзо+Мзо+Мзо 354 49,4 92,4 2,99 32,4

НиРюК« 378 47,8 90,2 2,94 32,6

ЫадРедКбо + N30 383 49,0 93,5 3,04 32,5

^РбоКйо+Кэо+Ым 378 49,3 94,2 3,05 32,4

Обеспеченность почвы элементами питания и применение удобрений, особенно азотных подкормок, оказали влияние на закладку и формирование генеративных органов растений. В краткосрочном опыте основное удобрение №К по 30 и 60 кг оказало довольно слабое влияние на увеличение озерненности колоса. С 46,4 шт. на неудобренном контроле, число зерен увеличилось соответственно до 47,2 и 47,8 шт. Ранневесенняя подкормка азотом на фоне ЫРК 30 обусловила увеличение озерненности колоса до 48,8 зерен, а на фоне ИРК 60 — до

49,0 зерен. На вариантах с двукратной азотной подкормкой число зерен в колосе возрастало соответственно до 49,4 и 49,3 шт. Число зерен с одного растения увеличивалось с 30,2 шт. до 88,0 — 94,2 шт., а масса зерен с одного растения - с 2,60 до 3,05 г.

Содержание к динамика элементов питання в растениях озимой ржи

Исследования в краткосрочном опыте показали, что внесение основного удобрения способствовало повышению концентрации азота в растениях ржи на ранних стадиях роста и развития. В течение вегетации его содержание на удобренных н неудобренных вариантах сближалось. Ранневесенняя подкормка, сразу после ее проведения, обеспечивала повышение содержания азота на 2,4 — 2,6 %. К фазе трубкования разница с вариантами без подкормки достигала 4,9-5,3%. К фазе колошения происходило сглаживание различий между растениями получившими и ие получившими подкормку, а к цветению на вариантах с ран невесенней подкормкой содержание азота становилось на 2,6-4,4% меньше по сравнению с вариантами без подкормки. Провал в обеспеченности растений азотом на поздних стадиях развития озимой ржи обусловил снижение содержания азота в зерне на 23-4,7% (табл. 4).

Таблица 4, Динамика азота в надземной части растений озимой ржи в краткосрочном опыте (2003-2005 гг.), %абс. сух. в-ва.

Вариант опыта Срок определения

кущение труб кование колошение цветение полная спелость

зерно солома

ИоРоКо 3,67 2,95 1,43 1,18 2,19 0,66

ЇЧюРзоКзо 3,77 3,02 1,46 1.19 2,23 0,67

МЭ0Р30Км+ N30 3,86 3,18 1,48 1,14 2,13 0,64

МзоРзоКю+Мэо+Изо 3,84 3,41 1,70 1,36 2,35 0,73

ЧоРбйКед 3,88 3,05 1,47 1,20 2,24 0,66

Ы«)Р«)К« + N30 3,98 3,20 1,51 1,17 2,19 0,64

Ы^РмК^+Ызо+Ым 3,98 3,38 1,69 1,34 2,33 0,72

Двукратная азотная подкормка на протяжении всей вегетации ржи обеспечивала повышение концентрации азота в растениях и увеличение его содержания в зерне на 4,0-5,4% по сравнению с вариантами без подкормок.

Заметное повышение концентрации фосфора в растениях было отмечено при улучшении обеспеченности почвы элементами питания, и внесении с основным удобрением 60 кг фосфора. Азотные подкормки затрудняли потребление растениями фосфора.

В краткосрочном опыте внесение удобрений не оказало существенного влияния на изменение концентрации калия в растениях озимой ржи, а в стационаре насыщение ими севооборота обусловило некоторое повышение обеспеченности растений калием на протяжении всей вегетации.

Для оценки степени уравновешенности питания важно соотношение элементов поступающих в растения. Расчеты показали, что в краткосрочном опыте наиболее оптимальные отношения N/P в надземной части растений озимой ржи были на вариантах без удобрений и при внесении под основную обработку по 30 и 60 кг NPK. Ранневесенняя подкормка обеспечивала расширение отношения N/P в первой половине весенне-летней вегетации, а двукратная подкормка вплоть до уборки. Это приводило к отставанию на 1 — 2 дня наступление фенофаз развития растений, увеличению на 2 — 3 см длины соломины и повышению содержания азота в зерне и соломе.

В стационарном опыте наиболее оптимальные значения отношения N/P в растениях озимой ржи были на среднем УОПЭП без внесения удобрений. При увеличении УОПЭП, а так же при систематическом внесении минеральных удобрений, в которых фосфор преобладает над азотом, прослеживалась тенденция сужения соотношения N/P в растениях. Это проявлялось в более быстром, чем в краткосрочном опыте, наступлении уборочной зрелости, снижении высоты растений и меньшем накоплении азота в зерне.

Урожайность н качество зерна озимой ржи

Продуктивность сельскохозяйственных культур и их качество являются результирующими показателями всех факторов почвенного плодородия и складывающихся погодных условий.

Результаты учета урожайности в краткосрочном опыте показали, что гибрид ржи НВП-3 не только сам по себе имеет высокий потенциал продуктивности, но и очень хорошо отзывается на минеральные удобрения. В среднем за три года, при урожайности 4,45 т/га на неудобренном контроле, прибавка от основного внесения удобрений в дозах по 30 и 60 кг NPK была достоверной и составила соответственно 0,39 и 0,77 т/га.

Ранневесенняя подкормка азотом на фоне применения основного удобрения обеспечила достоверное повышение сбора зерна. На фоне 30 кг ЫРК от применения ранневесенней подкормки продуктивность озимой ржи увеличилась на 0,37 т/га, а на фоне 60 кг ЫРК- на 0,23 т/га (табл. 5),

Таблица 5. Урожайность зерна озимой ржи в краткосрочном опыте за 2003 - 2005 гг., т/га

Вариант опыта Годы В среднем за три года Отклонение от контроля

2003 2004 2005

NoPoKo 3,59 6,19 3,56 4,45 0,0

NJOPjoKJO 4,04 6,67 3,82 4,84 + 0,39

N30P30K30 + N30 4,28 7,36 3,98 5,21 + 0,76

NmP3OKJO+N3ü+N3O 4,36 7,18 4,09 5,21 + 0,76

NéoPéoKéo 4,23 7,38 4,04 5,22 + 0,77

НдаРздКад + NJO 4,39 7,68 4,27 5,45 + 1,00

N^PeoKw+Njo+N» 4,46 7,42 4,36 5,41 + 0,96

НСРо.«, т/га 0,17 0,28 0,16

P,% 1,4 2,0 1,3

Вторая подкормка азотом в период выхода растений в трубку на фоне основного удобрения и ранневесенней подкормки оказалась не эффективной. Однако по отдельным годам применение второй подкормки азотом обусловило, хотя и математически не достоверные, но характерные для конкретно сложившихся погодных условий, колебания продуктивности озимой ржи. Снижение сбора зерна получено лишь в очень влагообеспеченном 2004 году, когда бьша отмечена предельно максимальная для гибрида ржи НВП-3 высота растений (145-148 см), обеспечившая начальные признаки полегания. В менее влагообеспеченных 2003 и 2005 гг., когда высота растений на вариантах с двукратной подкормкой не достигала 130 см и признаков полегания отмечено не было, урожайность зерна, за счет увеличения числа зерен в колосе и массы зерен с одного растения, имела тенденцию к повышению.

В стационарном опыте результаты учета урожая показали, что различные УОПЭП оказывают существенное влияние на урожайность озимой ржи. Сбор зерна на повышенном фоне питания без применения удобрений составил на 0,33

т/га, а на высоком фоне — на 0,54 т/га больше по сравнению со средним фоном (табл. б).

Таблица б. Урожайность озимой ржи в стационарном опыте за 2003 - 2005 гг., т/га

Вариант опыта Годы В среднем за три года Отклонение от контроля

УОПЭП УУС 2003 2004 2005 на среднем УОПЭП на каждом УОПЭП

Средний Ы^РоКо 3,59 4,28 3,39 3,75 0,0 0,0

N10.5? 10.5^10.5 3,70 4,40 3,43 3,84 + 0,09 + 0,09

N34 ^РЗ^КЗО 5 4,26 4,95 3,89 4,37 + 0,62 + 0,62

М56,5Р625К53,5 4,40 4,91 4,08 4,46 + 0,71 + 0,71

Повышенный МоРйКо 4,05 4,57 3,63 4,08 + 0,33 0,0

Nio.sPw.sKi о,5 4,11 4,69 3,63 4,14 + 0,39 + 0,06

^4.;РЗ4,5Кзо.5 4,42 4,97 4,06 4,48 + 0,73 + 0,40

4,51 4,93 4,24 4,56 + 0,81 + 0,48

Высокий ЫоРоКо 4,32 4,81 3,75 4,29 + 0,54 0,0

N10^10.5^10.3 4,37 4,89 3,77 4,34 + 0,59 + 0,05

N54 }Рм ;Кэо5 4,51 5,15 4,15 4,60 + 0,85 + 0,31

Nsй.íP62.iKsí^ 4,42 5,07 4,21 4,57 + 0,82 + 0,28

НСРом, т/га Частн. разл. УОПЭП 0,24 0,36 0,25

УУС 0,26 0,18 0,18

Насыщение севооборота удобрениями сглаживает различия между фонами питания. При УУС 31,5 кг/га урожайность зерна на почве с повышенным УО-ПЭП была на 0,30 т/га, а на почве с высоким УОПЭП - на 0,50 т/га больше по сравнению с почвой, имеющей средний УОПЭП. При УУС 99,5 кг/га эти показатели снизились до 0,11 и 0,23 т/га, а при УУС 177,5 кг/га - до 0,10 и 0,11 т/га. Причем, на высоком УОПЭП насыщение севооборота удобрениями до 177,5 кг/га повлекло за собой даже тенденцию к снижению урожайности озимой ржи по сравнению с УУС 99,5 кг/га.

Наибольшая эффективность применения удобрений отмечена на среднем УОПЭП. По сравнению с неудобренным контролем прибавка урожая зерна при УУС N34 ¡К» 5 составила 0,62 т/га, а при УУС N^^62-1^-58.5 - 0,71 т/га. На по-

вышенном УОПЭП прибавка урожая составила соответственно 0,40 и 0,48 т/га, а на высоком — 0,31 иО,28т/га.

Основным показателем качества товарного зерна ржи, характеризующим ее технологические свойства, является состояние углев одно-амилаз ного комплекса зерна, которое определяется числом падения. Чем выше величина данного показателя, тем выше хлебопекарные свойства зерна.

Результаты исследований свидетельствуют, что наибольшее влияние на величину числа падения зерна ржи оказали погодные условия в период уборки. Самые низкие показатели получены в 2003 году, когда в период налива зерна отмечалась сырая дождливая погода. В краткосрочном опыте число падения зерна было от 112 до 136 е., а в стационаре — от 127 до 149 с. Наибольшие показатели {от 188 до 230 с. в краткосрочном опыте и от 211 до 257 с. в стационаре) получены в 2004 году, когда в предуборочный период установилась сухая теплая погода.

Анализ влияния применяемых удобрений на качество зерна ржи показал, что в краткосрочном опыте фоновое внесение перед посевом по 30 и 60 кг NPK практически не повлияло на изменение числа падения зерна ржи. При ранне-весенней подкормке только в неблагоприятном 2003 году отмечена тенденция снижения числа падения. Двукратная подкормка в 2003 году обусловила снижение числа падения зерна на фоне N^P^jK*) с 132 до 121 е., а на фоне N«oP«oK«o — с 136 до 112 с. Сухие условия уборочного периода 2004 года не оказали отрицательного влияния на число падения зерна ржи при применении как однократной, так и двукратной азотной подкормки.

Фоны обеспеченности почвы элементами питания, а также уровни удобрен ности севооборота в стационарном опыте не оказали заметного влияния на изменение числа падения зерна ржи. Отмечена лишь тенденция снижения этого показателя на высоком УОПЭП при насыщении севооборота удобрениями до уровня 177,5 кг/га. Наиболее наглядно, как и в краткосрочном опыте, это проявилось в 2003 году.

Вынос элементов питания и коэффициенты использования их из удобрений

Расчет выноса элементов питания с урожаем озимой ржи показал, что в урожае, выращенном в краткосрочном опыте аккумулировалось от 111,3 до 147,8 кг/га азота, от 46,9 до 56,3 кг/га PjOs и от 101,3 до 141,8 кг/га КгО, а в урожае ржи выращенном на стационаре соответственно от 85,3 до 115,5 кг/га азота, от 41,5 до 55,4 кг/га P2Os и от 86,1 до 122,1 кг/га КгО.

Применение удобрений и повышение УОПЭП не только способствовали увеличению выноса элементов питания с урожаем, но и обеспечивали повышение их концентрации в урожае. Вынос одной тонной зерна с учетом побочной продукции на неудобренном контроле краткосрочного опыта составил 25,0 кг азота, 10,5 кг фосфора и 22,9 кг калия, а при внесении Н^Р^зо'Шзи+Мзо - соответственно 27,7 кг азота, 10,2 кг фосфора и 26,4 кг калия. В стационарном опыте вынос азота, фосфора и калия с 22,7, 11,1 и 23,0 кг/т на неудобренном контроле изменялся до 253,12,1 и 26,7 кг/т на высоком УОПЭП при УУС ^^Р« >

Наибольшее использование азота из удобрений в краткосрочном опыте достигалось при внесении под основную обработку ЫзоРзоКзо - 40,8%, а в стационаре на среднем УОПЭП - 43,4%. С повышением нормы основного удобрения до НмРедКьо в краткосрочном опыте и улучшением УОПЭП в стационаре использование азота, фосфора н калия из удобрений снижалось. Применение азотных подкормок способствовало повышению использования фосфора и калия из туков.

Экономическая и энергетическая эффективность применения удобрений под озимую рожь

Анализ экономической эффективности применения минеральных удобрений в краткосрочном опыте показал, что наиболее привлекательной системой удобрения под гибридную рожь является вариант с ранневесекней азотной подкормкой на фоне осеннего внесения ЬЬоРзоКзо (табл. 7). Вариант с основным внесением

Таблица 7. Экономическая эффективность применения удобрений под озимую рожь в краткосрочном опыте (2003-2005гг.)

Вариант опыта При- Стои- Доп. Себесто- Прибыль Уро-

бавка мость ! за- имость доп. про- вень

урожая от удобрений, т/га доп. продукции, руб./га траты, руб/га доп. продукции, рубЛ дукции, рубЛа рентабельности, %

ЫэоРэоК.» 039 1365 1140 2923 225 19,7

ЬЬгЛоКэсгНЧ» 0,76 2660 1675 2204 985 58,8

МзоРзоКзо+Им+Ызо 0,76 2660 2143 2820 517 24,1

Ы^оРбоКбо 0,77 2695 2200 2857 495 22,5

ИмРздКбо+Мэо 1,00 3500 2734 2734 766 28,0

НбоР«>Кбо+Нзо+М}о 0,96 3360 3153 3284 207 6,6

ЫбоРбоК^о почти в 2 раза уступал по прибыли от дополнительно полученной продукции, в 2,6 раза - по уровню рентабельности и в 13 раза превосходил по себестоимости дополнительной продукции.

В стационарном опыте экономический эффект от применения удобрений под гибридную рожь получен только на среднем УОПЭП. При этом он оказался очень низким. На повышенном и высоком УОПЭП стоимость дополнительной продукции, полученной за счет внесения туков, не окупалась затратами на их приобретение, внесение в почву и уборку дополнительного урожая. Это свидетельствует, что при сложившемся в настоящее время соотношении цен на зерно ржи и минеральные удобрения, применять последние на почвах с повышенной и высокой обеспеченностью элементами питания экономически не выгодно (табл. 8).

Таблица 8. Экономическая эффективность применения удобрений под озимую рожь в стационарном опыте (2003—2005гг.)

УУС Прибавка урожая от удобрений, т/га Стоимость доп. продукции, руб./га Доп. затраты, руб./га Себестоимость доп. продукции, руб./т Прибыль доп. продукции, руб./га Уровень рентабельности, %

Средний УОПЭП

Nj4.5P34.5K.305 0,62 2170 2157 3479 13 0,6

N56.5?« 5Кл.5 0,71 2485 2183 3075 302 13,8

Повышенный УОПЭП

МнзРл.іКзо.} 0,40 1400 2094 5235 -694 -33,1

0,48 1680 2117 4410 -437 -20,6

Высокий УОПЭП

ММ.ЇРМ.ЇКзо і 0,31 1085 2068 6671 -983 -47,5

N56.5Pi2.sK.5a 5 0,28 980 2060 7357 -1080 -52,4

Расчеты биоэнергетической эффективности применения удобрений под гибридную рожь показывают, что в краткосрочном опыте при возделывании ржи по чистому пару применение удобрений оправдано на всех вариантах. Содержание энергии в прибавке урожая зерна было больше, чем израсходовано её на получение этой прибавки. Однако наилучшие показатели коэффициента биоэнергетической эффективности и энергозатрат на единицу прибавки зерна получены на трех вариантах; ИбоРмК^о; ИзоРзоКм + N30 и Ыз0РзйКзй.

В стационарном опыте наилучшие показатели биоэнергетической эффективности применения основного удобрения КюРбоКед получены при возделывании гибридной ржи на почве со средней обеспеченностью элементами питания.

На повышенном УОПЭП содержание энергии в прибавке урожая зерна примерно уравнивалось затратами энергии на получение этой прибавки, а на высоком УОПЭП затраты энергии на получение прибавки урожая зерна были существенно выше энергии заключенной в полученной прибавке.

ВЫВОДЫ

1. Улучшение обеспеченности почвы элементами минерального питания и применение минеральных удобрений не оказывают существенного влияния на накопление влаги в почве за холодный межвегетационный период, способствуют повышению расхода влаги из почвы за весенне-летний период вегетации озимой ржи и снижению коэффициента водопотребления.

2. Внесение минеральных удобрений, содержащих аммонийный азот, приводит к увеличению концентрации ионов аммония в почве только в первое время после проведения данного агроприема. В дальнейшем их содержание в пахотном слое на удобренных и неудобренных вариантах выравнивается. На концентрацию и динамику аммонийного азота в почве непосредственное влияние оказывают условия увлажнения почвы и ее температура.

3. Внесение азотных удобрений в почву перед посевом ржи способствует повышению содержания нитратов в пахотном слое лишь в осенний и ранневесенний периоды вегетации. Применение весенних азотных подкормок озимой ржи обеспечивает повышение содержания нитратного азота в почве во второй половине весенне-летней вегетации.

4. Систематическое применение фосфорных удобрений приводит к повышению содержания доступного фосфора в почве. Внесение за 12 лет 750 кг/га Р20; обеспечило накопление 110-128 кг/га доступной фосфорной кислоты в почве. Изменение содержания подвижных фосфатов в почве в течение вегетации озимой ржи в первую очередь связано со степенью иссушения-увлажнения почвы.

5. Содержание и динамика обменного калия в почве существенно изменяется в зависимости от условий увлажнения почвы. Внесение калийных удобрений в меньшей мере обеспечивает повышение концентрации обменного калия в почве, чем внесение фосфорных удобрений — подвижного фосфора. Повышение класса обеспеченности почвы обменным калием, ведёт к снижению роли калийных удобрений в увеличении обеспеченности почвы К20.

6. Повышение обеспеченности почвы элементами питания и основное внесение минеральных удобрений оказывают положительное влияние на условия осеннего развития гибридной ржи и улучшение формирования отдельных элементов продуктивности растений. В зависимости от количественных параметров изучаемые факторы обеспечивали повышение коэффициента кущения озимой ржи на 6,9 - 21,2 %, сохранности растений после перезимовки на 0 - 6,3 %, стартовой массы растений в начале весенней вегетации на 0,5 — 19,5 %, продуктивного стеблестоя ржи на 4,2-22,5 %.

Ранневесенняя азотная подкормка Ызд гибридной ржи обусловила увеличение озерненности колоса на 2,5 — 3,4 %, числа и массы зерна с одного растения соответственно до 3,7 и 3,4 %. Азотная подкормка N30 в фазу трубкования ржи вела к дальнейшему, хотя и менее значительному, увеличению озерненности колоса, числа и массы зерен с одного растения.

7. Различие условий обеспеченности почвы элементами питания и вносимые удобрения оказывают непосредственное влияние на содержание и динамику элементов питания в растениях гибридной ржи в течение вегетации. Основное удобрение способствовало повышению концентрации азота в растениях на ранних этапах развития, ранневесенняя азотная подкормка обеспечивала существенное (на 4,9 — 5,3%) повышение содержания азота в растениях в критический период—фазу трубкования, а двукратная азотная подкормка-на протяжении всей вегетации.

Заметное повышение концентрации фосфора в растениях обусловлено улучшением обеспеченности почвы элементами питания и внесением с основным удобрением Рйо. Азотные подкормки затрудняли потребление растениями фосфора.

8. Гибрид озимой ржи НВП-3 при возделывании его по чистому пару проявляет хорошую отзывчивость на применение минеральных удобрений с основным внесением и ранневесенней подкормкой. При внесении ЫзоР*>Кз<> и МиР^К«, перед посевом ржи урожайность зерна повысилась соответственно на 0,39 и 0,77 т/га, а ранневесенняя подкормка N30 обеспечила дальнейшее увеличение сбора зерна еше на 0,37 и 0,23 т/га.

Азотная подкормка в период трубкования положительного эффекта на увеличение урожайности гибридной ржи не оказывает.

9. Повышение класса обеспеченности почвы элементами питания способствует увеличению продуктивности гибридной ржи. По сравнению с урожайностью полученной на почве со средним УОПЭП, повышенный и высокий УОПЭП обеспечили прибавку зерна соответственно на 0,33 и 0,54 т/га.

10. Наибольшая эффективность применения минеральных удобрений под гибридную рожь при возделывании еЗ по гороху проявляется на среднем УОПЭП. На фоне УУС Ы}4.5Рз45Кзо5 основное внесение под рожь НдаРбоКво обеспечило прибавку зерна на 0,62 т/га, а на фоне УУС Мк^Р^К^^ - 0,71 т/га. С повышением фона обеспеченности почвы отзывчивость ржи на удобрения снижается. На повышенном УОПЭП прибавка составила соответственно 0,40 и 0,48 т/га, а на высоком - 0,31 и 0,28 т/га.

] 1. При возделывании гибридной ржи по чистому пару дозу основного внесения минеральных удобрений Н^РвоК« без ущерба для урожая можно уменьшить до ЫзоРзоКзо при условии последующего применения ранневесенней азотной подкормки N>0-

12. Наибольшее влияние на показатель «числа паления» зерна гибридной озимой ржи оказывают складывающиеся погодные условия в период налива зерна. Сухая и теплая погода обусловливает хорошие технологические свойства зерна, а дождливая погода ведет к их ухудшению.

Низкие и умеренные дозы основного удобрения (ЫэоРзоКэо и ЫбоРбоКбо) и ранневесенняя азотная подкормка (N30) практически не оказывают отрицательного влияния на качество продовольственного зерна ржи. Азотная подкормка озимой ржи (N30) ^ период трубкования, обеспечивая повышение содержания белка в зерне, при неблагоприятных погодных условиях во время налива зерна и уборки провоцирует некоторое снижение технологических качеств продовольственного зерна.

13. Улучшение условий минерального питания растений обеспечивает увеличение выноса питательных веществ с урожаем ржи. Это увеличение складывается за счет роста урожайности и повышення концентрации элементов питания в урожае.

Наибольшее использование питательных вешеств из удобрений достигается при внесении низких корм ОЧюРэоКзо) минеральных удобрений и на почве со средней обеспеченностью элементами питания. С повышением норм внесения минеральных удобрений и с улучшением обеспеченности почвы элементами питания коэффициент использования питательных веществ из удобрений снижается.

14. Наиболее рациональной системой применения минеральных удобрений под гибридную рожь НВП-3, обеспечивающей наилучшие показатели агрономической, экономической и биоэнергетической эффективности ее возделывания, является внесение в основной прием М^Рзо^ю е последующей ранневесенней подкормкой N30-

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Система удобрений при возделывании гибридной озимой ржи в условиях Центрально-Черноземной зоны должна включать внесение под основную обработку NjoPjoK» и ранне весеннюю азотную подкормку из расчета 30 кг/га азота,

2. Внесение удобрений под гибридную рожь проводить только на черноземах со средней обеспеченностью элементами минерального питания. На черноземах с повышенной и высокой обеспеченностью элементами питания, исходя из экономической целесообразности, от внесения минеральных удобрений под гибридную рожь можно отказаться.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Новичихин A.A. Технология применения минеральных удобрений на черноземах юго-востока ЦЧЗ /В.Т. Рымарь, Г.П. Покудин, A.M. Новичихин и др. — Каменная Степь -Санкт-Петербург, 2003. - 14 с.

2. Новичихин A.A. Эффективность минеральных удобрений при внесении под гибридную рожь в условиях ЦЧП /A.A. Новичихин //Агроэкологическая эффективность применения средств химизации в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур: Материалы междунар. науч. конф. — М., 2005. - С. 208-210.

3. Новичихин A.A. Эффективность весенней азотной подкормки гибридной ржи в условиях юго-востока ЦЧП /A.A. Новичихин //Вклад молодых ученых в решение проблем аграрной науки: Материалы межрегион, науч.-практ. конф. молодых ученых.-Воронеж,2005.-Ч. II.-С. 19-22.

4. Новичихин A.A. Эффективность минеральных удобрений на черноземах ЦЧЗ с разной обеспеченностью элементами питания /В.Т, Рымарь, Г.П. Покудин, A.M. Новичихин и др. - Каменная Степь - Санкт-Петербург, 2005. - 92 с.

5. Новичихин A.A. Удобрение гибридной ржи на черноземах ЦЧЗ с различной обеспеченностью элементами минерального питания /В.Т. Рымарь, A.A. Новичихин //в печати.

Отпечатан на множительной технике ГНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева РАСХН Подписано к печати 7.02.2006г., протокол № 3 Тираж 100 экземпляров.