Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оптимизация азотного питания зерновых культур на основе диагностики

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация азотного питания зерновых культур на основе диагностики"



дал до*

АКАДЕМИЯ АГРАРНЫХ НАУК РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «ИНСТИТУТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ И АГРОХИМИИ»

Д 05.02.01

УДК 633.1:631.84+631.811

СТОЛЕПЧЕНКО Валентина Андреевна

ОПТИМИЗАЦИЯ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР НА ОСНОВЕ ДИАГНОСТИКИ

Специальность 06.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Минск-1998

Работа выполнена в Белорусском научно-исследовательском институте земледелия и кормов.

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Оппонирующая организация:

доктор сельскохозяйственных наук Берестов И.И.

доктор сельскохозяйственных наук Семененко Н.Н.

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Головатый С.Е.

Гродненский сельскохозяйственный институт

Защита диссертации состоится «£&> декабря 1998 г. в часов на заседании совета по защите диссертации Д 05.02.01 при научно-исследовательском государственном предприятии «Институт почвоведения и агрохимии» (220108, г.Минск, ул. Казинца 62, зал заседаний).

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке института ( г. Минск, ул. Казинца, 62).

Автореферат разослан ноября 1998 г.

Ученый секретарь совета ^

по защите диссертаций ^ ^^ '

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Среди факторов жизни растений азотное питание занимает особое положение в силу большой важности и возможности для регулирования.

. Созданию оптимальных условий азотного питания растений на дерново-подзолистых почвах способствуют окультуривание почв, увеличение запасов азота, регулирование процессов трансформации почвенного азота, а также применение азотных удобрений.

Определение потребности растений в азотных удобрениях сопряжено с большими трудностями, вызванными многими процессами, одновременно протекающими в системе почва-растение-атмосфера, сильно влияющими друг на друга и в конечном итоге на урожай.

В связи с этим, несмотря на большое количество проведенных исследований, многие вопросы оптимизации азотного питания зерновых культур по-прежнему являются актуальными и нуждаются в дальнейшей разработке.

Связь работы с крупными программами, темами. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР Белорусского НИИ земледелия и кормов по заданию 12, входящему а республиканскую целевую комплексную программу «Зерно»,

Объект и предмет исследования. Объектом исследований являлись зер- ■ новые культуры, почва, азотные удобрения, предметом исследования - азотное питание растений.

Гипотеза, Предполагалось, что оптимизация азотного питания зерновых культур на основе диагностики, учитывающей величину биомассы на единице площади, повысит урожайность и эффективность применения азотных удобрений. •

Методология н методы проведенного исгледовання. Полевые и лабораторные исследования проводили согласно методики полевого опыта. Результаты исследований подвергали статистической обработке методом дисперсионного, корреляционного н регрессионного анализа.

Цель и задачи исследований. Основной целью работы являлась разработка способа оптимизации азотного питания озимой'ржи, озимой пшеницы и ячменя, основанного на оценке обеспеченности зерновых культур азотом, обеспечивающего получение потенциальной урожайности при экономном и эффективном использовании азотных удобрений.

Основные задачи исследований:

-разработать и предложить способ оценки обеспеченности зерновых культур азотом;

-установить эффективные дозы азотных удобрений в подкормку на основании предлагаемого способа;

- определить эффективность разных способов оптимизации азотного питания озимой ржи, озимой пшеницы и ячменя;

- установить оптимальные уровни содержания азота в почве и надземной массе зерновых культур по фазам роста и развития;

- изучить динамику нарастания надземной массы и поглощения азота зерновыми культурами при разных уровнях азотного питания;

- определить уровень содержания потенциально усвояемого азота в почве, обеспечивающий формирование потенциальной урожайности.

Научная новизна. Впервые в Беларуси на дерново-подзолистых суглинистых почвах разработан и предложен способ оптимизации азотного питания озимой ржи, озимой пшеницы и ячменя на основании оценки обеспеченности зерновых культур азотом по величине недземной массы и содержанию в ней азота на единице площади (A.c. Kai754011, СССР).'

Определены оптимальные уровни содержания азота в растениях озимой ржи, озимой пшеницы и ячменя в зависимости от величины надземной массы и фазы роста и развития.

Установлены оптимальные параметры содержания потенциально усвояемого азота в почве, необходимые для формирования потенциальной урожайности зерновых культур. ' . ■

Практическая и экономическая значимость^ На основании проведенных исследований разработаны рекомендации по оптимизации азотного питания зерновых культур, которые одобрены и утверждены Ученым Советом Бе--лорусского НИИ земледелия и кормов и используются в сельскохозяйственном производстве. .

Экономическая эффективность предлагаемого способа оптимизации азотного питания зерновых культур оыше в сравнении с базовым методом в среднем на 2,34 млн. рублей с га, с экспресс-методом с применением индикатора ИНДАМ - на 0,71 млн. руб. с га (в ценах на 1.1.1998 г.).

Основные «сложения, выносимые на защиту. На основании полевых и лабораторных исследований, анализа полученной информации на защиту выносятся следующие основные положения:

. - способ оптимизации азотного питания зерновых культур на основе диагностики;

- способ оценки обеспеченности зерновых культур азотом и его эффективность;

- оптимальное содержание азота по фазам роста и развития зерновых культур в зависимости от величины надземной массы;

- уровень содержания потенциально усвояемого азота в почве, необходимый для формирования потенциальной урожайности зерновых культур;

- эффективность разных способов оптимизации азотного питания зерновых культур.

Личный вклад соискателя. Диссертационная работа в процессе проведения экспериментов, обработки и анализа результатов исследований, написания диссертации выполнена полностью соискателем.

Апробация результатов исследований. Результаты исследований докладывались на Ученом и научно-методическом советах Белорусского НИИ

}

земледелия и кормов, на научной конференции «Проблема азота в интенсивном земледелии» (г.Нссоснбирск, 1990), на 2 съезде Белорусского общества физиологов растений (г. Минск, 1995 г.), на Международной научной конференции « Роль адаптивного земледелия в повышении эффективности аграрного производства» (г. Жодино, 1998).

ОпуЗликованность результатов. Основные положения диссертации опубликованы в 7 печатных работах: 3 статьи в сборниках, 1- в журнале» 2 тезиса, 1 авторское свидетельство на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, общей характеристики работы, 6 глав, заключения, предложений производству, списка использованных источников и приложений. Она изложена на 101 страницах .машинописного текста, содержит 33 таблицы и 9 рисунков . Список использованных источников включает 228 наименований, среди которых 66 на иностранных языках.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Современные методы диагностики азотного питания зерновых куль- ^ тур (обзор литературы)

Дана характеристика методов почвенной и растительной диагностики, использование которых позволяет оптимизировать азотное питание растений. Проведен обзор литературы по режиму азотного питания зерновых культур и использования ими азота почвы и удобрений.

1 Условия проведения опытов н методы исследований

Полевые опьпы проводили в 1992-1995 гг. на экспериментальной базе «Жодино» Смолевйчского района на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, развивающейся на песчанисто-пылеватом суглинке, подстилаемом пес. ком. Агрохимическая характеристика пахотного слоя почвы: рН в КС1 - 6,06,3; гумус 2,1-2,3%, общий азот - 0,10-0,11%, потенциально усвояемый азот -38-45 мг/кг, Рг05130-150 мг/кг, КгО - 160-170 мг/кг.

Исследования проводили с озимой рожью сорта-Калинка, озимой пшеницей сорта Надзея и ячменем сорта Визит. Предшественником для озимых зерновых культур был овес, а для ячменя - люпин желтый на зерно. Общая площадь делянки -52 м1, учетная -34 м1. Повторность - четырехкратная.

Агротехника возделывания зерновых культур соответствовала общепринятой для данных почёенно-климатических условий и выполнена в оптимальные сроки.

Наиболее благоприятные погодные условия для роста и развития растений складывались в 1993 и 1994 гг. Вегетационный период 1992 и 1995 гг. характеризовался повышенным температурным режимом и недостатком осадков. .

В опытах изучалась эффективность оптимизации азотного питания зерновых . культур путем однократного внесения возрастающих доз азотных

удобрений в начале вегетации растений с целью доведения содержания потенциально усвояемого азота в слое почвы 0-40 см до 200-330 кг/га. Кроме того определялась эффективность оптимизации азотного питания по данным растительной диагностики, проводимой по содержанию нитратов в основании стебля растений (экспресс-Метод с применением индикатора ИНДДМ), "общего азота в надземной массе & фиксированные фазы роста и развития (базовый метод) и по предлагаемому Нами способу.

Действие однократного Применения азотных удобрений изучалось при внесении от 30 до 150 кг/га азота с шагом 30 кг/га ( под озимую рожь и озимую пшеницу рано весной в начале весенней вегетации, под ячмень - до посева под культивацию). В те же сроки на вариантах с растительной диагностикой вносили небольшую дозу азота (30 кг/га) и на ее фоне в начале трубкова-ния (Феекес 6) и в середине трубкования (Феекес 7) разными способами определяли обеспеченность посевов азотом и дозы азотных удобрений в подкормку (при необходимости).

Оптимизация азотного питания зерновых культур по экспресс-методу с применением индикатора ИНДАМ проводилась. по методике БелНИИПА (Минск, 1988), по. базовому методу - на основании литературных данных (ПНойберт, 1982). При оптимизации азотного питания по предлагаемому способу использовался разработанный нами способ оценки обеспеченности зерновых культур азотом. Сущность способа и принципы определения доз азотных удобрений в подкормку будут изложены ниже. '

Общим фоном в основную заправку почвы под все зерновые культуры ВНОСИЛИ РмК|20.

В период вегетации растений и перед уборкой определяли величину сырой и абсолютно сухой массы на единице площади, количество поглощенного азота, показатели* структуры урожая. В образцах почвы определяли содержание потенциально усвояемого азота. Агрохимические анализы почвы и растений проводили по общепринятым методикам.

. Результаты исследований подвергали статистической обработке' (Б.А. Доспехов, 1985). Расчет энергетической эффективности применения удобрений проводили по методике БелНИИПА (Минск, 1994).

Способ оптимизации азотного питания зерновых культур

Способ оценки обеспеченности зерновых культур азотом и его эффективность. Ранее разработанные оптимальные уровни-параметры содержания азота в фиксированные фазы роста и развития зерновых культур не учитывают величину биомассы в ту или иную фазу, что по нашему мнению, значительно снижает точность оценки.

С целью повышения ее точности, нами разработан способ оценки обеспеченности зерновых культур азотом, учитывающий величину надземной массы на единице площади. .'••'.-

При оценке обеспеченности ргстений азотом по предлагаемому способу отбирают растительную пробу с фиксированной площади, определяют величину абсолютно сухой надземной массы (ц/га) и ее логарифма. Отбор проб проводят в период конец кущения - колошение без привязки к строго фиксированным фенофазам. В надземной массе определяют фактическое количество азота (кг/га). Оптимальное количество азота (у) рассчитывают по уравнению регрессии:

У, кг/га = - 34,1+82,2 Igx, (1)

где х - фактическая величина абсолютно сухой надземной массы, ц/га.

Обеспеченность растений азотом оценивают путем сопоставления фактического количества азота в надземной массе с оптимальным при определенном заданном уровне вероятности. Точность оценки обеспеченности зерновых культур азотом по предлагаемому способу выше, чем по прототипу (кривым концентрации азота в зависимости от массы 100 растений), базовому методу и зкспресс-методу с применением индикатора ИНДАМ.

Дозы азотных удобрений в подкормку. Азотная подкормка зерновых культур по предлагаемому способу проводится тогда, когда содержание азота в них меньше нижнего оптимального уровня. Для определения нижнего уровня оптимума от полученных по уравнению регрессии значений отнимается соответствующее количество ошибок (чаще всего две - 11,6 кг/га).По разности между нижним уровнем оптимума и фактическим содержанием азота в надземной массе устанавливается недостающее количество азота (кг/га).

Доза азота в подкормку определяется путем умножения недостающего до нижнего уровня оптимума количества азота на пересчетный коэффициент, изменяющийся в зависимости от величины сухой надземной массы. Величина пересчетного коэффициента (у) установлена нами опьггным путем и рассчитывается по уравнению регреесии: у= 13,63 -O.Slt+O.Ol'Jx1, когда величина абсолютно сухой надземной мзесы (х) не превышает 25 ц/га и у = 3,26 -0,062*+0,0005хг при величине рухрй надземной массы больше 25 ц/ra. Согласно принятому лимиту, доза азота в подкормку не должна быть менее 15 и более 60 кг/гз-

Потребление азота зерновыми культурами в онтогенезе

Динамика потребления азота н синтеза органического вещества при разных уровнях азотного литания. Результаты исследований показали, что повышение дозы азота от 30 до 150 кг/га усиливало поглощение азота растениями перед уборкой у озимых зерновых культур в 1,9 раза, у ячменя - в 1,6 раза. Растения активно поглощали азот уже в первые периоды вегетации и х началу трубковання количество его в надземной массе при внесении оптимальных доз азота достигало 46-53% от максимального потребления. Поглощение азота по интенсивности опережало синтез биомассы, величина которой к началу трубковання была равна лишь 11-12 ц/га (11-14% от млу снмальной).

Действие возрастающих доз азотных удобрений на динамику синтеза органического вещества и потребления азота зерновыми культурами наиболее сильно проявлялось в период трубкование-колошение. Если в период всходы-трубкование среднесуточные приросты сухой массы растений от применения максимальной дозы азота (150 кг/га) возрастали в 1,2-1,4 раза, а поглощение азота - в 1,6-2,6 раза, то в период трубкование-колошение соответственно в 1,4-2,2 и 3,4-5,2 раза.

По мере усиления уровня азотного питания содержание азота в надземной массе, как правило, возрастало. Зависимость содержания азота (%) в растениях от доз азотных удобрений имела криволинейный характер и менялась в течение вегетации.

Оптимальное содержание азота в надземной массе. Уровни-параметры оптимального содержания азота в надземной массе зерновых культур существенно различаются у разных авторов. Например, оптимум содержания азота в фазу цветения озимой пшеницы, по данным П.Нойберта, 1982 равен 1,5-2,1%, В.В. Церлинг, 1990 - 2,0-2,4%, Л.И. Леплявченко, Н.Г.Малюга, Л.П. Лепляв-ченко, 1983 - 3,0-3,6%. На наш взгляд, подобные различия во многом связаны с тем, что при определении обеспеченности растений азотом авторы не учитывали величину сухой надземной массы на единице площади.

Как отмечалось выше, оценка обеспеченности зерновых культур азотом по предлагаемому способу проводится в период конец кущения-колошение без привязки х строго фиксированным фенофазам. Тем не менее особенности азотного питания зерновых культур по фазам роста и развития хорошо описываются уравнением регрессии . предлагаемого способа. Показатели оптимального содержания азота по фазам, полученные с его помощью, равны или близки к показателям по литературным данным (табл. 1). В то же время учет величины биомассы при оценке обеспеченности азотом позволяет более точно определить интервал оптимума. При низкой величине биомассы на единице площади оптимум смещается в область более высоких значений н наоборот. Сужается и зона оптимума, что повышает точность оценки.

Оптимизация азотного нитання и содержание усвояемых форм азота в почве

Уровни применения азотных удобрений н содержание потенциально усвояемого азота в почве. Внесение азотных удобрений оказало существенное положительное влияние на содержание потенциально усвояемого азота в почве, особенно в пахотном слое. После внесения 150 кг/га азота содержание усвояемых форм азота в слое почвы 0-20 см в первый срок отбора проб в среднем возрастало в посевах озимой пшеницы на 36,9, озимой ржи - 30,0 и ячменя - 66,6 мг/кг почвы. Характер зависимости содержания усвояемого азота от доз азотных удобрений и теснота связи характеризовались коэффициентом корреляции, равным 0,98. Повышение содержания потенциально усвояемых форм азота в подпахотном слое (20-40 см) было менее значительным

Таблица 1

Оптимальное содержание азота в надземной массе зерновых культур

Сухая надземная масса, По предлагаемому способу на 5%-но)^ уровне значимости По литературным данным (П.Нойберт, 1982),%

ц/га кг/га % озимая рожь озимая пшеница ячмень

Конец кущения

9 32,4-55,6 1 3,60-6,18 3,4-5,9 4,7-6,4 4,2-5,7

Стеблевание (1 узел)

12 43,1-66,3 ! 3,59-5,52 2,6-4,9 3,6-5,4 3,2-5,0

14 48,8-72,0 { 3,49-5,14 -«- -«- -«-

16 52,9-76,1 ! 3,31-4,76 -«- -«- -«-

Стеблевание (2 узла)

18 57,9-81,1 3,22—4,50 2,1-4,0 2,3-3,9 2,4-3,9

21 62,8-86,0 2,99-4,10 -«- -«-

25 69,4-92,6 2,78-3,70 -«- -«- -«-

Стеблевание (появление и раскрытие последнего листа)

30 76,0-99,2 2,53-3,31 2,1-4,0 2,3-3,9 2,4-3,9

35 80,9-104,1 2,31-2,97 -«- -«- -«-

40 85,8-109,0 2,14-2,72 -«- -«- -«-

45 | 89,9-113,1 2,00-2,51 -«- -«- -«-

Колошение

. 50 94,0-117,2 ! 1,88-2,34 {. 1,8-2,5 1,7-2,7 1,9-2,8

55 97,3-120,5 ! 1,77-2,19 -«- -«-

60 100,6-123,8 ! 1,68-2,06 -«- -«- -«-

65 1 103,1-126,3 1,59-1,94 -«-

(у ячменя), слабым или недостоверным ( у озимых зерновых).

От увеличения дозы азота на I кг/га содержание усвояемого азота в слое почвы 0-40 см в посевах озимых зерновых культур возрастало в конце кущения на 0,52-0,65 кг, в начале стеблевания на 0,41-0,45 и в колошение на 0,070,26 кг, в посевах ячменя перед появлением всходов на 1,39 кг, в начале стеблевания на 1,0 и в колошение на 0,26 кг.

В более поздние периоды вегетации содержание усвояемых форм почвенного азота в посевах зерновых культур снижалось, что можно объяснить поглощением азота растениями. К фазе колошения разноудобренные вариан- . ты опыта по содержанию усвояемого азота в почве различались слабо.

Содержание потенциально усвояемого азота в почве н урожайность зерновых культур. Представляло интерес определение уровня содержания усвояемых форм азота в почве, на котором формируется потенциальная урожайность зерновых культур (под последней понимается урожайность, которая не лимитируется минеральным питанием, а ограничивается обеспеченностью другими факторами жизни).

Регрессионный анализ опытных данных показал, что в посевах озимых зерновых культур в конце кущения в слое почвы 0-40 см такой уровень равен примерно 230-250 кг/га, в начале стеблевания - 190-200, в середине стеблевания - 160-170 и в фазу колошения - 140-150 кг/га; Подобные параметры оптимального содержания усвояемого почвенного азота отмечены и на посевах ячменя.

Для получения потенциальной урожайности зерновых культур содержание усвояемых форм почвенного азота з слое почвы 0-40 см до начала активного потребления азота растениями надо доводить примерно до 240 кг/га.

Если запас усвояемого азота в почс« ниже оптимального уровня, доза азотного удобрения (в действующем веществе) для допосевного внесения под ячмень и ранневесенней подкормки озимых зерновых культур определяется по формуле:

N. кг/т = 240 -М факт., 4 (2),

где N факт. - фактический запас потенциально усвояемого азота в слое почвы 0-40 см, кг/га.

Согласно установленного лимита, доза азота при этом не должна превышать 90 кг/га ( на хорошо развитых посевах озимых зерновых культур с плотностью стеблей 900 и более шт/мг - 60 кг/га).

Эффективность способов оптимизации азотного питания зерновых культур

Урожайность озгшой ржи, озимоЯ пшгшщы, ячменя и структура урожая. Установлено, что оптимальная доза азота под озимые зерновые культуры, вносимая в один прием рано весной в начале вегетации, равна 90 кг/га (табл. 2, 3). Прибавка урожайности озимой пшеницы от ее применения в среднем за 1992-1995 гг. составила 17,3 ц/га, озимой ржи -20,8 ц/га при оплате 1 кг азота урожаем зерна соответственно 19,2 н 23,1 кг.

Дальнейшее повышение доз азота ( до 120-150 кг/га) не оказало существенного положительного влияния на урожай или даже снижало его.

Оптимизация азотного питания озимых зерновых культур по предлагаемому способу п злспресс-методу оказалась более эффективной, чем оптимизация питания по базовому методу ( на озимой пшенице соответственно на 6,6 и 4,0 ц/га, на озимей ржи - на 10,4 и 9,9 ц/га).

Оптимальная доза азота в долосевном внесении под ячмень, возделываемый после кормового люпина на зерно, составила 60 кг/га ( табл. 4). Она увеличила урожайность зерна в среднем за 1993-1995 гг. на 7,8 ц/га при окупаемости 1 кг азота 13,0 кг зерна.

Оптимизация азотного питания ячменя по предлагаемому способу имела небольшие преимущества по сравнению с другими методами. В целом же азотная подкормка ячыекя ¡¡а основания растительной диагностики не дала ожидаемого повышения урожая. По нгшому мнению, о значительной мере это связано с недостатком влаги в почве, наблюдавшимся в годы исследований.

Таблица 2

Эффективность способов оптимизации азотного питания озимой пшеницы, среднее за 1992-1995 гг.

« Díícccho xrívf. азота. Урожай зерна, Прибавка от азота, Оплата 1кг азо- Содержание Сбор белка Прибавка сбора бел- Оплата 1кг Удельные Энергоотдача Чистый доход,

ií т.ч. а труСж- Küine U/'rii ü/r- та зср-псм, кг белка а зерне, % зерна, кг/га ка, кг/га азота белком зерна, кг энергозатраты, МДж/ц млн. руб/га

Оптимизация питания путем однократного ранневесеннего внесения азотных удобрений

0 - 28,0 - - 8,81 212 - ■ - - - -

30 35,8 7,3 26,0 8,55 264 52 1,73 612 2,69 3,84

3 60 41,9 13,9 23,3 9,35 338 1 Í 26 2,10 64 Í 2,57 6,79

4 ' 90 45,3 17,3 19,2 9,82 381 169 1,88 710 2,32 8,28

5 Í2Ó - 44,0 . 16,0 13,3 11,48 430 218 1,82 899 1,83 7,26

б 150 - ! 44,3 16,3 10,9 12,31 464 252 1,68 ¡039 1,58 7,10

Оятиьггоацна питания по зхспресс-методу с применением индикатора ИНДАМ

7 73 Г 43 43,2 15,2 19,5 9,39 367 155 1,99 704 2,34 7,27

8 70 40 ¡ 45,0 17,0 24,3 9,73 330 169 2,41 632 2,60 8,32

Оптимизация питания по предлагаемому способ. У

9 28 5S 45,8 17,8 20,3 10,34 402 190 2,16 699 2,35 8,56

10 90 | 60 47,8 19,8 22,0 11,12 454 242 2,69 664 2,48 9,59

' Оптимизация питания по базовому методу

И 52 22 40,8 12,8 24,6 8,88 311 100 1,92 634 Г 2 5 gi 6,27

12 45 15 39,5 11,5 25,6 8,76 302 .........45""""' 90 2,00 625 2,63 5,65

HCPf;3 2,55 0,92 !

Примечание. В табл. 2, 3, 4 на вариантах 7, 9, 11 подкормка проводилась в начале трубкования (Феекес 6), на вариантах 8,10, 12 - в середине трубкования (Феекес 7)

Способы оптимизации азотного питания озимой ржи и их эффективность, среднее

Таблица 3 за 1992-1995 гг.

Лг Внесено кг/га азота. Урожай зерна. Прибавка Оплата 1кг азо- Содержание Сбор белка Прибавка сбора бел- Оплата 1кг азота Удельные Энергоотдача Чистый доход.

вар. За вегетацию в т.ч. в трубко- вание ц/га от азота, u/ra та зерном, кг белха в зерне, % зерна, кг/га ка, кг/га белком зерна, кг энергозатраты, МДж/ц млн. руб'га

Оптимизация питания путем однократного ранневесеннего внесения азотных удобрений

1 0 ■ - 29,0 ■ - - 6,70 166 I - - - - -

2 30 - 38,0 9,0 30,0 1 6,51 212 46 1,53 566 2,96 2,87

3 60 - 45,8 16,8 28,0 6,64 262 96 1,60 . 577 2,90 5,32

4 90 49,8 20,8 Г 23,1 8,02 342 176 " 1,96 637 2,63 6,41

5 120 - 50,2 21,2 17,7 ,„.?,49..... 366 200 1,67 745 2,25 6,23

6 150 - 47,0 18,0 12,0 ......?,50 381 215 1 1,43 965 1,74 3,83

Оптимизация питания по экспресс-методу с применением индикатора ИНДАМ

72 42 47,4 18,4 25,4 _ 7¿8 307 141 1,96 615 2,73 5,75

70 Г 40 48,4 19,4 27,7 7,6+ 313 .......152~7 2,17 589 2,85 6,12

Оптимизация питания по предлагаемому способу

9 61 31 46,4 17,4 28,3 7,11 287' 121 1,98 583 2,88 5,51

10 86 56 50,4 21,4 24,8 8,16 356 190 2,21 620 2,70 6,66

Оптимизация питания по базовому методу

11 Í 30 - i 38.3 9,3 31,0 6,64 218 _ 5_2 1,73 557 3,01 2,97

12 1 30 - i 37,7 8,7 29,0 16,60 213 47 1,57 576 2,90 2,76

HCPos i i 3,36 i . . .i 0,75 39

Таблица 4

Эффективность способов оптимизации азотного питания ячменя, среднее за 1993-1995 гг.

Ка вар. Внесено азота, кг/га Урожай зерна, ц/га Прибавка от азота, ц/га Оплата 1кг азота зер ном, кг Содержание белка в зерне, /о Сбор . белка зерна, кг/га Прибавка сбора белка, кг/га Оплата 1кг азота белком зерна, кг Удельные энергозатраты, МДж/ц Энергоотдача Чистый доход, млн. руб/га

за вегетацию в т.ч. в трубко- вание

Оптимизация питания путем однократного допосевного внесения азотных удобрений

1 0 - 33,3 - - 9,14 254 - - - -

2 30 - 39,7 6,4 21,3 9,78 328 74 2,44 664 2,48 1,94

3 60 - 41,1 7,8 13,0 10,64 370 116 1,93 905 1,82 2,12

4 90 - 41,9 - 8,6 9,5 11,99 429 175 1,94 1139 1,46 2,08

5 120 40,8 7,5 6,3 12,60 443 139 1,57 1583 1,04 .......У!......

6 150 - 39,2 5,9 3,9 13,45 452 198 1,32 2357 0,70' 0,48

Оптимизация питания по экспресс-методу с применением индикатора ИНДАМ

7 1 67 37 Г 40,0 6,7 ГТ0,0 I 11,14 ! 381 | 127 1,91 1 1121 1 1,47 ] 1,64

8 ! 57 27 | 40,5 7,2 12,7 1 Го,91 ! 371 I. 117 2,09 ] 948 •} 1,73 1 1,93

Оптимизация питания по предлагаемому способу

9 ! 64 Г 34 ] 42,1 8,8 7 13,7 Г 10,66 381 1 127 |. 1,94 | 887 ! 1,85 2,42

10 ! 61 | 31 ! 42,4 9,1 1 15,0 ] 11,04 398 1 144 1 2,37 | 840 ! 1,96 2,56

Оптимизация питания по базовому методу

11 | 37 ! 7 ] 39,4 1 6,1 16,5 ! 9,75 326 ! 72 ! 2,03 806 1 2,04 1,75

12 ! 46 16 ! 40.0 1 6,7 14,6 1 10,43

НСРо, 1 I ! 3,26 1 ! 1 0,86 1 38 | )

Применение азотных удобрений оказало существенное влияние на структуру урожая. Положительное влияние их на урожайность проявлялось глазным образом через повышение плотности продуктивного стеблестоя перед уборкой к количества зерон в колосе.

Содержание сырого белка в зерне. По мере усиления уровня азотного питания растений содержание белка в зерне возрастало и по максимальной дозе азота (150 кг/га) достигало у ячменя 13,4%, озимой пшеницы - 12,3 и у озимой ржи - 9,5%. Увеличение белковости зерна по отношению к контролю было равно соответственно 4,3; 3,5 и 2,8%. По оптимальным ( для получения урожайности) дозам азота содержание белка в зерне возрастало на 1,0-1,5%. . Невысокие дозы азотного удобрения не оказали существенного влияния на белковость зерна.

Применение азотных удобрений повышало сбор белка зерна с ira, особенно на вариантах с внесением повышенных доз азота. По оптимальным дозам азотных удобрений повышение сбора белка зерна было ниже (116-176 кг/га), однако, окупаемость 1 кг азота белком значительно возрастила ( до 1,88-1,96 кг).

Оптимизация : азотного питания по предлагаемому способу сильнее по^ вышала сбор белка зерновых культур и оплату 1 кг азота белком зерна в срав* нении с оптимизацией питания другими методами.

Азотные удобрения значительно увеличивали обеспеченность зерна переваримым протеином. Вместе с тем, следует отметить, что даже при внесении под зерновые культуры 150 кг/га азота обеспеченность зерна переваримым протеином была ниже физиологически обоснованных норм кормления животных. •

Вынос азота в коэффициенты использования азотных удобрений. Отмечено, что при внесении возрастающих доз азотных удобрений хозяйственный вынос азота в расчете на 1 т зерна с соответствующим количеством соломы возрастал у озимой ржи с 14,5 до 20,9 кг, озимой пшеницы с 17,0 до 26,3 и у ячменя с 18,3 до 31,5 кг.

При оптимизации питания озимой пшеницы и ячменя по предлагаемому способу вынос азота урожаем был выше, чем по экспресс-методу и базовому методу.

Оптимизация азотного питания по данным растительной диагностики способствовала более полному использованию азота удобрений. Средний по зерновым культурам коэффициент использования азотных удобрений при однократном внесении оптимальной дозы азота был равен 51,3%, при оптимизации питания по экспресс-методу - 57,7, предлагаемому способу - 60,1 и базовому методу - 53,7%.

Энергетическая и экономическая эффективность применения азотных удобрений. Показано, что показатели энергетической эффективности разных способов оптимизации азотного питания зерновых культур были довольно близки между собой. По базовому методу отмечены более низкие удельные энергозатраты на 1ц прибавки урожая зерна и более высокая эпер*

гоотдача. Средняя по зерновым культурам энергоотдача при однократном применении оптимальных доз азота была равна 2,26, при оптимизации питания по экспресс-методу- 2,29 и по предлагаемому способу - 2,37.

Наибольший чистый доход от применения азотных удобрений под зерновые культуры отмечен на вариантах с оптимизацией питания по предлагаемому способу ( в среднем 5,88 млн. руб . с га в ценах на 1.01.1998 г.). Далее следовали варианты 2 однократным внесением оптимальных доз азота " начале вегетации ( 5,60 млн. руб.. с га) и с оптимизацией питания по экспресс-методу (5,17 млн. руб. с га). Самый низкий чистый ДОХОД (3,54 млн. руб. с га) наблюдался на вариантах с оптимизацией питания по базовому методу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования показали, что:

1.Динамика содержания азота в надземных органах зерновых культур обусловлена уровнем азотного питания и ходом роста и развития растений. При низком и умеренном уровне питания основное количество азота поглощается растениями в период всходы-трубкование, при высоком уровне - в период трубкование-колошение. Максимальное среднесуточное поглощение азота озимыми зерновыми культурами происходит в период трубкование-колошение, а ячменем - в период всходы-трубкование [1,2].

2.Режим азотного питания растений, создаваемый в среднеокультурен-ной дернозо-подзолнстой легкосуглинистой почве при внесении под озимую рожь и озимую пшеницу ( предшественник - овес) 90 кг/га азота в начале весенней вегетации, под ячмень (предшественник - желтый люпин) 60 кг/га азота под культивацию до посева обеспечивает получение потенциальной урожайности возделываемых культур. Средняя прибавка урожайности озимой ржи от применения оптимальной дозы азота составляет 20,8 ц/га, озимой пшеницы - 17,3, ячменя - 7,8 ц/га при оплате 1 кг азота зерном соответственно 23,1; 19,2 и 13,0 кг [5].

3.Применение азотных удобрений оказывает существенное влияние на содержание потенциально усвояемых ф9рм азота в почве. Между запасом усвояемого азота в почве и дозами вносимых азотных удобрений выявлена тесная связь (г =0,92-0,99). Предположительно оптимальный уровень содержания потенциально усвояемого азота в слое почвы 0-40 см, обеспечивающий формирование потенциальной урожайности, в начале активного потребления азота растениями равен примерно 230-250 кг/га, в начале трубкования - 190-200, в середине трубкования -160-1^0 и в фазу колошения - 140-150 кг/га [б].

4. Способ оценки обеспеченности зерновых культур азотом, учитывающий величину надземной массы на единице площади, эффективнее способов оценки по процентному содержанию азота'в фиксированные фазы роста и развития растений (базовый метод), и по кривым концентрации азота в зависимости от ыассы ! 00 растений (прототип). ,

Оценка обеспеченное-*;! зерновых культур азотом по предлагаемому способу в сочетании с проведением азотной подкормки ( при необходимости)

позволяет повысить. ypoxyJiiocst. до уровня, получаемого на посевах с внесением оптимальных дс-s шагных удобрений до начала активной вегетации растений, или несколько выше его. При этом оплата I кг азота урожаем зерна возрастает на 12,5%, белком зерна - на 16,1%, сбор белка зерна повышается на 4,4%, коэффициент использования азота удобрений на 17,2% [4].

5. В сравнении с базовым методом и экспресс-методом с применением индикатора ИНДАМ предлагаемый способ повышает урожайность зерновых культур в среднем соответственно на 6,5 и 1,7ц/га, увеличивает белковость зерна на 11,4 и 3,0%, сбор белка зерна - на 32,4 и 7,3%, оплату 1кг азота белком зерна -на 14,9 и 6,7%, коэффициент использования азота удобрений - на 11,9 и 6,7% [7].

6. Применение азотных удобрений по предлагаемому способу снижает удельные энергозатраты на 1ц зерна в сравнении с однократным внесением оптимальных доз азота в начале вегетации в среднем на 35 МДж, с экспресс-методом с применением индикатора ИНДАМ на 52 МДж, повышает энергоотдачу соответственно на 4,9 и 3,5%, чистый доход ( в ценах на 1.1 Л098 г.) на 0,28 и 0,71 млн. рублей с га. В сравнении с базовым методом чистый доход по предлагаемому способу возрастает на 2,34 млн. рублей с га при увеличении удельных энергозатрат на 1ц зерна на 5,8% и снижении энергоотдачи на 5,6% [5].

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Предлагается разработанный на "основе диагностики способ оптимизации азотного питания згрновых культур, согласно которому содержание потенци-еяьно усвояемого азота в слое почвы 0-40 см перед посевом ячменя и при возобновлении весенней вегетации озимой ржи и озимой пшеницы путем внесения азотных удобрений рекомендуется доводить до 240 кг/га.

Доза азота удобрений не должна превышать 90 кг/га ( на посевах озимых зерновых культур с плотностью стеблей 900 и более шт/м3 - 60 кг/га).

Для оценки обеспеченности зерновых культур азотом в период вегетативного роста проводится определение величины абсолютно сухой надземной массы растений ( х ) на единице площади, ц/га, расчет оптимального количества азота в надземной массе растений (у, кг/га) по уравнению у=-34,1+82,2 !g х, определение фактического количества а^ота в надземной массе растений, кг/га и сравнение величин фактического количества азота с оптимальным.

Доза азота в подкормку рассчитывается путем умножения недостающего до оптимума количества азота на перссчетный коэффициент, изменяющийся в зависимости от величины абсолютно сухой надземной массы.

Суха» надземная масса, ц/га . 10 15 20 25 30 35 40 45 50. 55

Перссчетный коэффициент 6,9 4,6 3,0 2.1 1.8 1.6 1.5 . 1.4 1,4

Нижний уровень оптимума .содержания азота, кг/га 42,3 51,3 61Л 69,4 76,0 80.9 85,8 89,9 94,0 97,3

15 •

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Берестов И.И., Столепченко В.А. Об оптимальном содержании азота в посевах ячменя // Проблема азота в интенсивном земледелии. Тез. докл. Все-союзн. совещания, Новосибирск, 23-28 июля 1990 г./Акад. с.-х. наук км.

B.И.Ленина. Сибирский НИИ земл. и хнмиз. с.-х. - Новосибирск, 1990. -С. 174175.

2. Берестов И.И., Столепченко В.А. О режиме минерального питания и фотосинтеза в онтогенезе зерновых' культур // Тез. докл. Второго съезда Белорус. общества физнол. растений, Минск, 18-20 октября 1995 гJ Акад. наук Беларуси. Ин-т экспер. ботаники.- Минск, 1994,- С.88-89.

3.А.с. 4491575/15 СССР, А 01 й 7//00. Способ оценки обеспеченности зерновых культур азотом /И.И.Берестов, В.А.Столепченко (СССР). №1754011; Заявлено 10.10.88; Опубл. 15.03.92. Бюл.ХгЗО,- Зс

4. Берестов И.И., Столепченко В.А. Способ оценки обеспеченности зерновых культур азотом //Зесщ АкадэмН Аграрных навук Беларусь- 1995.- Л'»4.-

C.18-23.

5. Столепченко В.А. Эффективность способов оптимизации азотного питания зерновых культур// Почвенные исследования и применение удобрений.-Минск, 1997. - Вып. 24,-С.29-37.

6. Столепченко В.А.. Содержание потенциально усвояемого азота в почве и урожайность зерновых культур // Роль адаптивной интенсификации земледелия в повышении эффективности аграрного производства: Сб. ст. / Редксл. В.Н.Шяапунов и др. - Жодино, 1998.- Т.1. -С.123-127.

7. Берестов И.И., Столепченко В.А. Азотные удобрения и обеспеченность зерна протеином // Роль адаптивной интенсификации земледелия в повышении эффективности аграрного производства: Сб. стУ Редкол. В.Н.Шлапуноя и др.-Жодино, 1598.-Т.1.-С.159-163.

РЭЗЮМЕ Сталелчанка Валяиц1на Апдрэеуна. АптымЬацыя азотнага жыулення збожжавых культур на аснове дыягностьда.

Ключавыя словы: дыягностыка,азот,падкормха, надземная маса, збожжа-выя культуры.

Даследванш выкананы на экспериментальна)! базе «Жодзша» Сма-лявщкага раена М'1нскай вобласш з мэтай распрацзваць спосаб аптым'тцьи азотнага жыулення збожжавых культур на аснове дыягностыкь

Праведзены палявыя 1 лабаратсрныя даследпанш. Атрыманыя даиныя ап-рсцаваны метадам матзматычнай статистым.

Упергаыню у Рэспубмцы Беларусь на дзярнова-падзол1стай легка-суглпшшай глебе распрацован спосаб ацэ!Ш забяспечаннасш збожжавых культура азотам, яй ул1чвае вел!чыню надземнай масы на адзшцы плошчы. Выявлены аптымальныя уэроуш. > грымання азоту у глебе I надземнай масе збожжагых культур у перыяд вягетатыупага росту. Установлены узровень ут-рычання злс:зляльнага азоту У глебе, ял забяспечвае фармфаванне патэнцы-

яльнай урадхсайнасцк Р^ся^адгваны дозы азотных угнаенняу у падкормцы, яш змяняюцца >■ зад«?д ае.'пчыш надземнай масы i угры; ¡ання азоту у ей.

Па вышках даслсдвлнняу распрацаваны рэкамендацьн, як\я выкары-стоуваюцца у сельскап.;п.;дарчай вытворчасцк

РЕЗЮМЕ Столепченко Валентина Андреевна. Оптимизация азотного питания зерновых культур на основе диагностики.

Ключевые слова: диагностика, азот, подкормка, надземная масса, зерновые культуры.

Исследования выполнены на экспериментальной базе «Жодино» Смоле-вичского района Минской области с целью разработать способ оптимизации азотного питания зерновых культур на основе диагностики.

Проведены полевые и лабораторные исследования. Полученные данные обработаны методом математической статистики.

Впервые в Республике Беларусь на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве разработан способ оценки обеспеченности зерновых культур азотом, учитывающий величину надземной массы на единице площади. Выявлены оптимальные уровни содержания азота в почве и надземной массе зерновых культур в период вегетативного роста. Опре; злен уровень содержания усвояемого азота в почве, обеспечивающий формирование потенциальной урожайности. Разработаны ДОЗЫ азотных удобрений в подкормку, изменяющиеся в зависимости от величины надземной массы и содержания азота в ней.

По результатам исследований разработаны рекомендации, которые нс-ГК!Л!ЛуюТС5: в сельскохияйстренном производстве. .

SUMMARY StolepchenkQ Valeatina Andreevna. Optimization of cereal crops nitrogenous nutrition based on diagnostics.

Key words: diagnostics,nitrogen, dressing, overground mass, cereal crops.

The investigations were carried out at the experimental station "Zhodino", Smolevichi district, Minsk region, on purpose to develop the optimization method of cereal crops nitrogenous nutrition based on the diagnostics..

The field and laboratory tests were conducted. The given data were handled with the method of mathematical statistics.

For the first time in Republik Belarus on derno-podzolic light loamy soils the evaluation method of cereal crops nitrogen saturation with account the overground mass value per area unit was developed. The optimum levels of nitrogen content in soil and cereal crops overground mass in the growth stage were determined. The level of assimilable nitrogen in'soil providing the potential yield was given. Nitrogen doses in dressing, changing in depend on overground mass value and nitrogen content in dressing were developed.

On the research results the recommendations used in agricultural production have been worked out