Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ ВИКИ ЯРОВОЙ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ РЕСПУБЛИКИ МАРИЙ ЭЛ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ ВИКИ ЯРОВОЙ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ РЕСПУБЛИКИ МАРИЙ ЭЛ"

я-ззт

На правах рукописи

Пирогова Эльвира Ионовна

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ ВИКИ ЯРОВОЙ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ РЕСПУБЛИКИ МАРИЙ ЭЛ

06.01.09 - растениеводство 06.01.04 - агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Йошкар-Ола - 2004

Работа выполнена на кафедре агрохимии н земледелия Марийского государственного университета в 19У4-19У6 гг.

Научный руководитель:

Кандидат сельскохозяйственных наук.

профессор В. М. ШОРИН

Официальные доктор сельскохозяйственных наук, оппоненты; профессор А. В. ИВОИЛОВ

доктор сельскохозяйственных наук, профессор А. А. ЗИГАНШИН

Ведущая

Вятская ГСХА

организация:

Зашита состоится «» января 2004 г, в 10 час. на заседании диссертационного совета К 212.116.01 в Марийском государственном университете по адресу: 42-1002 г, Йошкар-Ола. ул. Красноармейская. 7). ау • '-О'

С диссер"*аагсй - ■ 1 ком;.т. ■ л библиотеке

Марийского государственно.

Авторефсі" ' р.'тз^: : .ь г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, кандидат биологических наук

Н. Ф. МАСЛОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Вика яровая (Vicia sativa) - ценная бобовая культура, культивируемая в Нечерноземье с давних времен. Ее возделывание является фактором биологической интенсификации земледелия, роль которого трудно переоценить в связи с резким сокращением применения органических удобрений (Лукин, 1995; Державин, 1998; Завалин и др., 2002).

В Республике Марий Эл посевная площадь зернобобовых культур составляет 18,7 тыс. га, т. е. 6,7 % от посева зерновых, а посевы вики - 6,2 тыс, га (2,2 %). Урожайность вики яровой в условиях республики остается невысокой. Одной из причин незначительного удельного всса в структуре посевов и низкой урожайности является недостаточная изученность водного и питательного режимов почвы, отсутствие научных рекомендаций по технологии возделывания вики. Питательный режим почвы определяет уровень применения удобрений, состояние природной среды и качество получаемой продукции. В связи с этим актуальным является знание закономерностей изменения питательного режима с учетом формирования урожая вики яровой и зональных особенностей для научно-обоснованного принятия решений по регулированию плодородия почвы и использованию удобрений. Особенно важно это знать в связи с азотфиксирующсй способностью вики яровой. Исследование этих актуальных вопросов и составляет содержание данной работы.

Цель и задачи исследовании Цель исследований состояла в изучении влияния минеральных удобрений на водно-питательный режим дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы, продуктивность, химический состав и азотфиксируюшую способность вики в условиях Республики Марий Эл,

В соответствии с этим необходамо было решить следующие задачи; - исследовать влияние удобрений на водно-питательный режим почвы при возделывании вики яровой;

ЦНБ МСХА

фонд ¡-зучной литературы w-

- изучить динамику формирования урожая надземной массы растений в течение вегетации;

- выявить потребление азота, фосфора и калия урожаем по периодам вегетации и вынос питательных элементов конечным урожаем;

- определить коэффициенты использования урожаем доступных форм азота, фосфора, катия почвы и из удобрений;

- определить азотфиксирующую способность вики яровой;

- провести экономическую и энергетическую оценки при возделывании культуры на семена.

Научная новизна. Впервые в природно-климатических условиях Респу блики Марин Эл проведены комплексные исследования водного, питательного режимов на дерново-подзолистой срсднесуг-линистой почве при выращивании вики яровой, ее продуктивности, химического состава урожая, азотфиксмрующей способности, в зависимости от уровня минерального питания и водообсспсчснностн.

Практическая ценность. В работе научно обоснованы условия водного и питательного режимов, при которых повышается урожай и существенно изменяется его качество Результаты исследований могут быть использованы для разработки рекомендаций по совершенствованию технологии возделывания вики яровой на дерново-подзолистой средассуглинистой почве республики Марий Эл и сопредельных территорий.

Положения, выносимые на защиту.

В результате проведенных исследований установлено:

1, На дерново-подзол негой среднссутлинистой с реднео культу-ренной почве Республики Марий Эл без применения удобрений вика яровая формирует урожай с I га: зеленой массы — 18,1, сухого вещества - 3,7, семян - 1,9, соломы - 5,5 т.

2, Показатель выноса азота на 1 т семян яровой вики составляет 97,6 кг, фосс|юра — 20,6, калия — 62,9 кг,

3, Азсггфгассирующая способность при возделывании вики на ссмсна достигает в среднем 111,2 кг/га,

4, Коэффициенты использования питашпывих элементов из почвы урожаем вики составляют: азота-21%, фосфора - 5 и калия -21%.

5, Оптимальным соотношением N :Р:К.для вики яровой в фазу ветвления является 4,77:1:3,) 2; Йутонизашш - 4,28:1:3,98; цветения -4,32:1:3,80; образования первых бобов - 4,00; 1:3,86.

6. Внесение минеральных удобрений в дозах N30P60K» повышает продуктивность и азотфиксирующую способность растений вики яровой.

7. Технология выращивания культуры с использованием минеральных удобрений является энергосберегающей.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и получили положительную оценку на кафедре агрохимии и земледелия Марийского государственного университета, на междисциплинарной Всероссийской научной конференции «Вави-ловскне чтения» (Йошкар-Ола, 1996); научно-практической конференции «Совершенствование технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» (Йошкар-Ола, 1997); международной научно-практической конференции, посвященной 110-летию со дня рождения академика В. П. Мосолова (Йошкар-Ола, 1998), региональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» {Йошкар-Ола, 2001; 2002; 2003).

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 194 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, 6 глав, выводов и рекомендаций производству. Содержит 59 таблиц, 22 рисунка, 34 приложения. Список литературы включает 214 наименований, 12 из них иностранных авторов.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые опыты закладывали в 1994-1996 гг. на опытном поле Марийского университета КСХП «Нива» Медведевского района РМЭ. В соответствии с задачами исследований схема опыта включала следующие варианты:

1. Без удобрений - контроль;

2. РадКбо - фон;

3. Фон + Njo;

4. Фон + Neo-

Повторноеть опытов — четырехкратная. Размещение делянок последовательное. Повторности размешали в четыре яруса (при смещении вариантов в каждом ярусе), Общая ало шаль делянок 80, учетная - 64,9 м". Почва опытного участка дсрново-срс д нспод зо л и -етая. среднссуглинистая. Обеспеченность почвы подвижным фосфором высокая (21,0-25,2 мг/100 г), обменным калием - от средней до высокой (13,0-22,0 мг/100 г), легко гидролизу ем ым азотом - от средней до повышенной (8,1-12,0 мг/100 г). Реакция почвенной среды - слабокислая (pHtfta- 5,2-5,5).

Минеральные удобрения: аммиачну ю селитру (N - 34%), двойной смч>|]юефсгг (PjOi - 46%), хлористый козий (Кф - 60%) вносили под предпосевную культивацию. Норма высева вики 2,5, ячменя 5,5 млн, всхожих семян на 1 га. Выссвати вику яровую сорта Цивилян-ка. ячмень Зазсрски ji 85.

В опытах проводили следующие наблюдения и анализы:

1. Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений согласно методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1961).

2. Густоту стояния о предела! и после появления всходов, путем подсчета растений на 4 смежных рядка дтиной 41,7 см (0,25 м").

3. Для контроля за формированием зеленой массы, сухого вещества, ассимиляционного аппарата образцы растений вики от-Гшрати в следующие фазы: ветвления, бутонизации, цветения, появления первых бобов. В фазу ветвления образцы растений отбирали с первой и третей повторностсй с 4-х смежных рядков длиной 41,7 см, а в фазы бутонизации, цветения, появления первых бобов - с 2-х смежных рядков хт иной 83,3 см. Абсолютно-су хую массу растений вики и ячменя определяли высушиванием средней пробы при температуре +105 С до постоянного веса. Площадь листьев определяли методом «высечек» по А, А, Ничипоровичу (1'Х>1).

4. Влажность почвы о предел яти весовым методом в слоях: 020, 20-40, 40-60, 60-80, 80-100 см. Пробы высушивали при температуре +105 *С.

5. Содержание гумуса определяли по И.В, Тюрину; легкогид-ролизуемого азота - по Корнфилду; подвижного фосфора - по А. Т. Кирсанову (колориметрически с аскорбиновой кислотой); обменного калия в вытяжке 0,1 н НС1 на пламенном фотометре: обменну ю кислотность (рН солевой) — в вытяжке 1 н КС1 с помо-

щью потенциометра; нитратного азота — с помощью иономера; аммонийного азота — колориметрически.

6. Содержание И, РгОз, КгО в растениях определяли из одной навески после мокрого озоления по К. А. Гинзбург и Г. А. Щегловой: азот - колориметрически с реактивом Несслера; фосфор - колориметрически; калий - на пламенном фотометре.

Содержание азота, фосфора, калия, клетчатки, золы в зерне и соломе определяли с помошью инфракрасного анализатора кормов «ИК-500». Сырой протеин рассчитывали путем умножения коэффициента 6,25 на общее количество азота в растениях.

6, Учет урожая производили по делянкам методом сплошной уборки комбайном СК-5 (предварительно вику скашивали вручную в валки),

7, Структуру урожая определяли в пробных снопах, взятых с постоянных площадок (0,25 м2) каждого варианта,

8, Статистическую обработку данных осуществляли по Б. А. Доспсхову (1985) с использованием ПЭВМ.

9, Азотфиксирующую способность вики яровой определяли через разность содержания азота в урожае вики и ячменя по формуле:

где: Ыф - количество фиксированного азота, кг/га; N5 - биологический вынос азота бобовой культурой; Иэ - биологический вынос азота злаковой культурой; Мс - азот в семенном материале бобовой и злаковой культур, кг/га.

Коэффициент азотфиксации вики рассчитывали по формуле:

к^к^/ке,

где: Кф - коэффициент азотфиксации; N4, - количество фиксированного азота воздуха; N5 — биологический вынос азота урожаем вики.

10, Энергетическую эффективность рассчитывали по А. С. Кащенко (1994), экономическую - согласно технологической карте.

Вегетационные периоды 1994-1996 гг. по количеству тепла и осадков отличались от среднемноголетних показателей, что отразилось на росте и развитии растений.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ИА ВОДНО-ПИТАТЕЛЬНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ВИКИ

Дннаммка влажности почвы в посевах вики яровой зависела от погодных условий, В более влажном 1994 г, влажность почвы в слое 0-20 см в течение всей вегетации была выше влажности завядания (6.3%) и составляла в фазы ветвление, цветение и побурения нижних бобов 21,9%, 17,3 и 19,3% соответственно. В засушливом 1995 г. .влажность почвы сильно уменьшалась от весны к лету, а к фазе уборочной спелости была ниже влажности ■(лпядания (5,7 против 6,3%). В 1996 г. более умеренном по погодным условиям влажность в слое почвы 0-20 см в течение вегетации была гораздо выше.

Аналогичная закономерность наблюдалась и в более глу боких слоях: происходило иссушение почвы от фазы ветвления до фазы уборочной спелости. Это связано с физическим испарением влаги из почвы и с расходом воды растениями на формирование урожая.

Содержание легкошдролизуемого азота, подвижного фосфора и обменного калия в нсудобрявшсйся почве в слое 0-20 см п посевах вики в течение вегетации изменялось незначительно. Но на большей глубине содержание азота резко уменьшалось во всех вариантах, что обусловлено исходными свойствами дерново-подзолистой почвы. Изменение содержания фосфора было более ровным. Отмечалось некоторое уменьшение содержания калия в ссрсдинс вегетации, что обусловлено снижением влажности почвы в фазе цветения.

Удобрения оказывали положительное влияние на содержание доступных форм питательных элементов в почве. Уменьшение содержания калия было значительным в фазу цветения в за-с\ шливом 1995 г., что объясняется уменьшением подвижности кадия в почве (фиксацией).

ПРОДУКТИВНОСТЬ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ УРОЖАЯ ВИКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УДОБРЕНИЙ

Всхожесть семян и сохранность растений. Полевая всхожесть у вики яровой была высокая и не зависела от погодных условий; но на различных фонах питания изменялась от 92,5 до 93,8%. Наиболее высокая (93,8%) полевая всхожесть была в варианте Фон + N60- Однако не все взошедшие растения сохранялись к плодоношению. В более влажном 1994 г. сохранность оказалась значительно ниже (79,5%), чем в засушливом 1995 (86,4%) и умеренном 1996 гг. (88,4%). Изрсживанис стеблестоя вики в условиях влажного лета связано с полеганием растений.

Сохранность растений вики в течение вегетации в целом была высокой. В 1994 г. внесение ^К снижало сохранность растений до 78,0%, а в 1995 и 1996 гг. этот показатель возрастал до 90,6-95,7%.

Высота растении и площадь листьев. Наиболее интенсивно вика посевная растет в период от фазы бутонизации до цветения. Среднесуточные приросты растений достигали в 1994 г. 4,07, в 1996 г. - 3,62 см, но в 1995 г. из-за засушливой погоды и низкой влажности почвы прирост был невысоким (1,09 см). Минеральные удобрения усиливали интенсивность роста растений. Так, даже при недостаточной влажности корнеобигаемого слоя почвы в 1995 г., в варианте КбоР<юКбо растения вики к фазе созревания превышали контрольные на 6,7 см.

С ростом растений увеличивается и площадь листьсв вики, достигая во влажный и прохладный 1994 г. на контрольном варианте 42,8 тыс. м"/га. В засушливом 1995 г. листовая поверхность ко времени уборки у растений составляла только 19,0 тыс. мг/га. На фоне удобрений площадь листьсв растений возрастала в среднем на 10%. Положительно влияло на ос изменение внесение азота в дозе 30 кг/га на фоне Р^К«,. При внесении 60 кг азота на 1 га площадь листьев была меньше (35,7 тыс. м~/га), чем при дозе азота 30 кг/га (37,6 тыс. м2/га).

Динамика накопления вегетативной массы. В среднем за три года в периоды бутонизация - цветение, цветение - образование первых бобов, образование первых бобов - лобурсние нижних бобов с>точный прирост сухого вещества в варианте без удобрений составлял 31,4, 116,7,90,3,76,1 кг на 1 га соответственно.

В варианте без удобрений в среднем за три года урожайность зеленой массы составила 23,4, a cj-хого вещества - 5,9 т/га, причем, максимальной урожайность была во влажный 1994 г. (33,1 и 7,4 т/га соответственно), а минимальной - в засушливый 1995 г. (14,9 и 3,6 т/га'соответственно).- На фоне удобрений среднесуточный прирост cjTtoro вещества особенно возрастал в период бутонизации -цветения. В вариантах РеоКво + N30 и РбоКбо + Neo его показатели превышали контроль на 21,8 и 36,7 кг/га соответственно (рис. 1),

ь= □ Контроль

9 -f . -j - □ Р60К60

□ Фон+ N30

•|Т !

Бутон. Цветем. Обр.боб. П 06.606. а Фон+ N60

Рис. 1. Урожайность зеленой массы вики, т/га (средняя за 1994-1996 гг.)

Следовательно, на зеленый корм вику яровуто следует убирать с появлением первых "бобов, чтобы стебли не теряли влагу и не грубели. После образования первых бобов содержание сухого вещества возрастаю в среднем с 21,4 до 26,4%. В этот период растения вики формируют 53-60% урожая сухого вещества. Уборка в фазу цветения приводит к недобору урожая, так как к этому времени растения формируют лишь 37—42% урожая с>"хого вещества.

Г1|)о:1укптноС1Ъ растений и структура у|>ожая. Урожайность есмян вики яровой за годы исследований на контроле в среднем составила 1,61, асоломы - 4,30т/га (табл. 1).

Урожайность изменялась в зависимости от погодных условий, составив в 1994 г. - 1,89 т/га, в 1995 - 1,22, а в 19% г. - 1,74 т/га Удобрения обеспечивали прибавку урожая семян в среднем за 3 года от 0,19 до 0,48 т/га. Максимальная прибавка получена при внесении азота в дозе 30 кг/га на фоне РйоКео. Урожайность семян по отношению к варианту «РЮ> возросла на 0.29 т/га за счет увеличения числа бобов до 4,30 шт. и семян в бобе до 4,02 шт.

Таблица 1

Урожайность семян вики яровой, ц/га

Вариант 1994 г. 1995 г. 1996 г. Средняя за 3 года

Без удобрений

(контроль) 1,89 1,22 1,74 1,61

РбоК<50- фон 2,27 1,31 1,80 1,80

Фон + N30 2,62 1,63 2Д 2,09

Фон + N«1 2,38 1,46 2,00 1,92

НСР05 1 1,75 0,56 0,85

Внесение азота в дозе 60 кг/га увеличивало количество бобов на 1 растении до 4,51 цгг. и массу 1000 семян. Однако ю-за уменьшения количества семян в бобах урожайность семян в этом варианте снизилась. При дозе Мзо I кг азота обеспечил прибавку урожая семян 0,93 кг, а при дозе N60 - 0,21 кг с 1 га (на фоне Р»Кбо).

Минеральные удобрения оказали влияние и на урожайность соломы. В вариантах Фон + N30 и Фон + К« она была выше, чем на контроле и составляла 5,23 и 5,17 т/га соответственно.

Химический состав растений н вынос элементов питания урожаем. Самое высокое содержание азота в растениях отмечалось в начале вегетации в фазу ветвления (табл. 2). В варианте без удобрений в среднем за 3 года оно составило 4,63%. К концу вегетации содержание азота в растениях снижалось и к фазе побурения нижних бобов составляло 2,71%, При этом наиболее высоким (2,96%) содержание азота было в 1996 г., а низким -2,47% - в 1995 г. Это объясняется снижением азотфиксации клубеньковыми бактериями в условиях засухи.

В среднем за 3 года содержание азота к уборке на варианте без удобрений составляло 159,1 кг/га, а в перерасчете на сырой протеин - 994,6 кг/га. К фазе появления первых бобов в урожае накапливается 91,7 кг/га азота. Максимальное содержание азота было во влажный 1994 г. - 198,4 кг/га, минимальное (113,0 кг/га) - в засушливый 1995 г.

Динамика накопления азота в урожае внки характеризуется дв\'мя максимумами: первый наблюдается в период от бутонизации до цветения (3,6 кг/га в сутки), второй - в период от

образования первых бобов до побурення нижних бобов (2,1 кг/га в сутки).

Таблица 2

Динамика содержания элементов питания в растениях вики, % _ (1994-1996гг.)_

Вариант Ветвление Бутонизация Цветение Образование бобов Побуре- нис нижних бобов

Азот

Ко траль 4,63 3,65 3,37 3,00 2.71

435 3,61 3,37 2,84 2.77

Фон+ Ы.10 4,25 3,60 3,37 3,02 3,10

Фон + Ый,, 4,50- 3,69 3,45 3,07 2.80

Фос<\юр

Ко|ггроль 0,90 0,81 0,76 0,73 0.60

Рг(1К(,- <1>он 0,94 0,83 0,78 0.77 0.62

Фон + N30 0,81 * 0,86 0,79 0,78 0,65

Фон + N,4, 0,86 0,96 0,85 0,80 0,64

Калий

Контроль 2.67 3,11 2,48 2,40 1.73

Р«Кн1-фан 2,75 3,15 2,94 2.73 1.87

Фон+ N.10 2,66 3,25 2,99 2,71 1.93

Фон + N<4! 2,85 3,18 2,88 2,60 1.83

Фосфорно-калийные удобрения увеличивали накопление азота в урожае в среднем за 3 года на 22,4 кг/га или на 14,1%. Это происходило в основном за счет прироста урожайности. Азотное у добрение при дозе N^1 на фоне РбоКа-, увеличивало содержание азота в урожае в среднем за три года на 45,7 кг/га или на 25,2%. Это больше виссонной дозы на 15,7 кг или на 52%, что объясняется как приростом у рожайности, так и повышением содержания азота в урожае.

Увеличение дозы азота до 60 кг/га привело к снижению общего количества азота в конечном урожае на 28,5 кг/га, т. с. на 12,5%. В целом к фазе появления бобов в растениях накапливается 50% азота. Удобрения (РК и особенно РК+Ы*,) удлиняли период накопления азота в у рожае.

Содержание фосфора в надземной массе растений вики уменьшается от начала вегетации к фазе уборочной спелости — побуре-нию нижних бобов с 0,9 до 0,6%.

В варианте РедКбо во все годы исследований содержание фосфора в растениях было выше, чем на контрольном варианте, но так же уменьшалось от начала к концу вегетации.

Азотное удобрение (N30) на фоне РбоКзо снижало содержание фосфора в растениях только в начале вегетации. При этом его содержание в среднем за три года было выше, чем на фоне РК (0,65 против 0,62%).

Потребление фосфора растениями вики повышается от всходов до цветения (с 0,26 до 0,79 кг/га за сутки). К фазе уборочной спелости темпы накопления фосфора в надземной массе снижались до 0,31 кг/га в сутки. Максимальным вынос в течение вегетации был в варианте К^РбсК», составив в среднем за 3 года 49,5 кг/га (на контроле - 34,4 кг/га).

В /1994 г. в варианте М3оР«ДОо вынос достигал 74,1, в 1995 -34,0, в 1996 г. - 49,0 кг/га.

Потребление фосфора происходит более интенсивно, чем азота. К фазе образования первых бобов в растениях накапливается 70,9% (¡юсфора и 57,6% азота. Удобрения в дозе N«1 на фоне РеоК» ускоряли накопление фосфора в урожае (к фазе цветения накапливалось 50,8%, а к фазе образования первых бобов - 71,6%),

Для вики яровой характерен большой вынос калия урожаем (102-142 кг/га К;0). Это связано в первую очередь с величиной урожая надземной массы. Калий потребляется растениями в течение всей вегетации, до фазы уборочной спелости, К фазе цветения уже выносится 50% калия. Следовательно, калий потребляется растениями более интенсивно с начала вегетации, чем азот.

Особенности формирования урожая надземной массы, накопления азота, фосфора и калия в урожае показали, что к фазе образования первых бобов создается 50-60% урожая сухого вещества и накапливается 50-60% азота и ({юсфора в надземной массе, а калия - к фазе цветения.

На фоне удобрений интенсивность потребления калия возрастает, и к фазе цветения в урожае накапливается более 50% калия (азота и фосфора — только при повышенной дозе азотного удобрения), Следовательно, применение калийных удобрений будет способствовать увеличению надземной массы, что очень важно для условий:короткого вегетационного периода Респу блики Марий Эл.

В семенах и соломс вики было высокое содержание азота (в варианте без удобрений 4,71-5,15 и 1,50-2,11% соответственно), а в зерне - фосфора (1,11-1,38%) и калия (0,96-1,39%), Высокое содержание азота в урожае вики связано с азотфиксирующсй способностью культуры..

Удобрения изменяли химический состав семян и соломы. Содержание фосфора и калия в семенах увеличивалось на фоне «РК», азота в соломе - на фоне «ЫРК», а калия - на фоне «РК+М*>». При увеличении дозы азотного удобрения (РК+Ыео) содержание калия в семенах и в соломс уменьшалось.

Вика яровая обеспечивает большой сбор белка с 1 га. Так, в фах образования первых бобов содержание сырого протеина в надземной массе вики в среднем за 3 года составляло в варианте без удобрений 522,6 кг/га, а в семенах и соломс - 909,1 кг/га.

Удобрения повышали сбор белка на 13,7-38,8%. Значительным было влияние азотного удобрения в дозе N30 на фоне РооК^.. В варианте без удобрении сбор к, сд. составил 2,91 т/га, а протеина на 100 кг к. сд. - 31,2 кг.

При возделывании вики яровой на семена без применения у добрений складывается отрицательный баланс не только фосфора и калия, но и азота. Следовательно, нет оснований говорить об увеличении азота в почве. Отрицательный батане азота в системе «удобрение - растение» будет складываться и при возделывании вики на сено или зеленый корм, т. с, в занятых парах, так как азот-фиксиру ющая способность культуры менее 100%.

Фосфорно-калий нос удобрение ухудшат о баланс азота в связи с усиленным ростом растений на этом фоне, что особенно проявилось в условиях засушливого 1995 г, и влажного, прохладного лета 1994 г. При внесении 60 кг/га Р2О5 баланс фосфора был положительным (в 1995, 1996 гг.) и бездефицитным - в 1994 г. Но баланс калия во все годы был отрицательным. Следовательно, обеспеченность дерново-подзолистой срсднссуглинистой почвы второго агроклиматического района РМЭ (Востока Нечерноземья РФ) доступными формами фосфора и, особенно, калия должна быть не менее 20 мг/100 г почвы.

Установлено, что показатель выноса азота растениями в фазу бутонизации составил 36,5 кг на 1 т сухой массы, в фазу цветения -33,7. в фазу образования первых бобов - 29,3 и в фазу побурения нижних бобов - 27,1 кг. Вынос фосфора был невысоким. Абсолютные величины Р1О5 составляли соответственно 8,1 кг, 7,6, 7,3, 6,0 кг на I т сухой массы.

Показатели выноса на 1 т семян высокие: в среднем за 3 года составили: азота 97,6 кг, фосфора - 20,6 и калия - 62,9 кг. (табл. 3). Это обумовлено высокой обеспеченностью почвы фосфором и калием, пониженным температурным режимом почв, а также семенной направленностью сорта Цнвилянка.

Таблица3

Потребление и вынос элементов минерального питания урожаем вики (1994-1996 гг.)

Вариант N рго5 к2о

Средний вынос / максимальное потребление, кг/га

Кошроль 159,1 34.4 ■ 102.8

198,4 44,1 134,2

РбоКбо- фон Ш,5 42.5 123,9

223.fr 61,9 173,5

Фон + N30 2?7,2 49.5 142,2

288,9 74,1 205,9

Фон + N^0

Вынос / максимальное потребление на 1 т семян, кг

Кошроль 98 21 63

105 24 71

РбоКбо- фон 102 21 67

105 27 76

Фон+ N30 108 23 65

110 28 78

Фон + N60 103 24 66

104 25 79

Соотношение элементов минерального питания

Контроль 4^6 1 2Д

5Д 2,9

РбоКбо- фон 4*4 1 ЗД

5,0 3,9

Фон + N30 М 1 ш

4,8 4,0

Фон+N«0 15 1 Ш

4,7 3,5

На вынос элементов питания значительно влияли погодные условия вегетационного периода. Так, в условиях засушливого ле-

та расход NPK на 1 тссмян снижался, особенно фосфора (14,7 кг в IW5 г, против 23,3-23,7 на 1 тв 1994 и 1996 гг.).

Фосфорно-калийнос удобрение у величивало расход азота, фосфора и калия на 1 т ссмян. Внесение азотного удобрения на фоне РК повышало расход азота на единицу урожая, особенно при дозе N„i. В этом варианте вынос составил N -108,2 кг, Р205 - 22,9, К:0 - 65.0 кг на 1 т ссмян.

Использование питательных веществ почвы растениями вики возрастает от бутонизации к фазе побурсния нижних бобов в связи с накоплением элементов питания урожаем. Так, использование лсгкогидролизусмого азота в фазу бутонизации на неу добравшейся iuvibc в среднем затри года составило 8,8%, цветения - 13,6, образования первых бобов - 17,6, побурсния нижних бобов - 20,7%.

По сравнению,с контролем, фосфорно-калийнос удобрение на 10%, повышало использование азота почвы у рожаем вики, особенно начиная с фазы образования первых бобов.

Использование подвижного фосфора почвы растениями вики низкое, особенно в начале вегетации, что обязывает вносить фосфорные удобрения до посева или при посеве. К фазе у борочной спелости этот показатель достигает 5,1%. Засушливая и жаркая погода во время вегетации снижает использование доступного фосфора, что обусловлено меньшей влажностью почвы, особенно после цветения.

Доступный калий из стоя почвы 0-20 см используется растениями вики в 4-5 раз интенсивнее, чем фосфор.

Полученные экспериментальные данные позволяют заключить. что процент использования азота азотного удобрения для вики следует брать по фазе образования первых бобов: атя Ni» -56% (46-64%), для Ne,o - 52% (31-79%), в среднем - 54%.

Использование растениями вики фосфора из минерального удобрения (двойного суперфосфата), внесенного до посева, во всс годы было низкое (1% и менее), что обусловлено высокой обеспеченностью почвы доступным фосфором (21-25 мг/100 г).

Азотные удобрения (N30 и Nan) на (]юнс РК повышали использование фосфора суперфосфата, особенно в условиях засушливого 1995 г.

Следовательно, при высокой обеспеченности почвы подвижным фосфором вносить фосфорное удобрение до посева не следует. Использование фосфора из удобрений урожаем вики следует определять в фазу побурсния нижних бобов.

Использование калия из удобрений урожаем вики яровой больше, чем фосфора, но меньше, чем азота. Процент использования

16

Использование калия из удобрений урожаем вики яровой больше, чем фосфора, но меньше, чем азота. Процент использования этого элемента удобрения возрастает с уменьшением обеспеченности почвы обменным калием, что наблюдаюсь в 1994 г. Азотное удобрение повышает использование калия. Использование калия из у добрений следует определять в фазу образования первых бобов.

Изменение химического состава влияет на соотношение элементов питания в растениях в течение вегетации.

Удельный вес калия в растениях вики значительно возрастает в фазу бутонизации (41,1%) и в фазу появления первых бобов (39,1 %), Это связано с интенсивностью фотосинтеза и оттока его продуктов в рспродуктивные органы. Изменение удельного веса калия в растениях вики осложняет обеспечение оптимального режима обменного калия в почве. А потому возрастает роль обеспеченности обменным калием дерново-подзолистых почв.

Удельный вое азота в сумме NPK, потребленных растениями вики яровой, так же сравнительно стабильный. Однако в фазу цветения и, особенно, в фазу побурения нижних бобов содержание азота увеличивается до 53,8%, хотя и остается ниже, чем в фазу ветвления. В целом характерный для вики яровой удельный вес азота, фосфора и калия в надземной массе устанавливается к фазе цветения: N-51,0%, P20j-U,5, КгО-37,5%.

Соотношение элементов питания в растениях вики яровой в онтогенезе согласуется с отношением удельного веса азота, фосфора и калия к сумме этих элементов, поглощенных растениями. При этом установлено, что удобрения (РК и NPK) уменьшают долю азота в растениях, особенно при внесении двойной дозы азота (Neo).

Погодные условия не изменяют этой закономерности, но несколько изменяют пропорцию. Так, в засушливое жаркое лето на единицу фосфора в растениях приходится больше азота и калия.

Так, если азот преобладает над фосфором и калием в зерне и в соломе, то удельный вес калия в семенах резко снижается, уступая содержанию не только азота, но и фосфора. Изменение удельного веса элементов питания в семенах и в сшоме вики согласуется с химическим составом урожая. Удельный вес элементов шгтания в у рожае (семена + солома) аналогичен удельному весу элементов питания в растениях в конечной фазе вегетации (уборочная спелость). Но при этом удельный вес элементов питания в надземной

массе растений в фазу уборочной спелости иной: доля фосфора возрастает, а доля калия уменьшается. Это связано с потерей листьев при \ бор КС,

Из полученных данных следует, что определять соотношение элементов питания в сельскохозяйственных культу рах надо с учетом их биологических особенностей, а необходимое соотношение элементов питания в удобрениях следу ет устанавливать, исходя из показателей надземной массы урожая.

Учитывая стабильное соотношение азота, (¡юсфора и калия в надземной массе растений в течение вегетации при различных фонах питания, а так же наилучшие условия формирования у рожая в варианте РаДСй^зо, следует рекомендовать эти дозы элементов питания для вики яровой как отиматьные. Соотношение Ы:Р;0з:К:0 в зависимости от фазы вегетации таково: ветвление— 4,77:1:3,12; буто-киззиия - 4,28:1:3,98; цветение - 4,32;1:3,80; образование первых бобов-4.00:1:3,86.

ЛЗОТФПКСИРУЮЩЛЯ СПОСОБНОСТЬ ВИКИ ЯРОВОЙ

Расчет азотфиксирующей способности показывает высокую проду ктивность вики яровой. Так, на нсудобравшейся почве фиксировалось в разные годы от 70,5 до 168,4 кг/га азота воздуха (в среднем 111,2 кг/га). Особенно высокая азотфиксиру ющая способность растений вики проявлялась в условиях влажного лета 1У94 г. - Н)Н,4 кг/га, но показатель резко снижался в условиях засушливого лета 1УУ5 г, - до 70,5 кг/га.

Следует подчеркнуть, что абсолютная азотфиксация (биологический азот) - 111,2 кг/га, превосходит содержание азота в 3 ц аммиачной селитры (34%м * 3 = 102 кг). Относительная же азот-фиксация (Кф) вики яровой сравнительно невысокая (в среднем за 3 года 0,58), а во влажный 1994 г, - 0,70.

Удобрения усиливали фиксацию азота воздуха клубеньковыми бактериями: РвоК«) - до 125,7 кг/га, ^зоРбоК«)- Д° 149,5, НюРбоКйо-до 116,5 кг/га. При этом фосфорно-калийные удобрения в дозах РоиК«) и пониженная доза азота - N30 увеличивают абсолютную азотфиксацию, не изменяя коэффициент азотфиксации (0,58-0,59). Увеличение же дозы азота до 60 кг/га на фоне Рш^бо приводило к уменьшению двух этих показателей.

Поскольку вика яровая, как и другие бобовые культуры, способна при симбиозе с клубеньковыми бактериями (род КігоЬіит) усваивать-азот воз^ха, необходимо определят, количество азота, оставляемое с пожнивными (растительными) остатками. Эта особенность бобовых известна, но количество азота в пожнивных остатках определяется редко. В наших опытах в почву с ними поступало 3},4-3б,1 кг/га азота, в т. ч. 19 кг/га - фиксированного клубеньковыми бактериями, что составляет в среднем 15% содержания азота в урожае или 17% хозяйственного выноса (190,8 кг/га). Эти данные /можно использовать при расчете баланса азота в севооборотах при возделывании вики яровой на ссмсна.

При уборке вики в фазе появления первых бобов биологический азот составляет окало 42% содержания азота в урожае (Шорик и др., 1992); в наших опытах это 38,5 кг/га. Следовательно, при использовании урожая вики яровой на зеленое удобрение почва получит биологического азота около 38,5 кг/га. При расчете баланса азота в севооборотах при возделывании на семена коэффициент азотф и ксиру юще й способности вики яровой в условиях Республики Марки Эл (на Востоке.Нечерноземья России) равен 0,58 (0,60).

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ВИКИ ЯРОВОЙ

Как показали опыты, возделывание вики яровой экономически выгодно. Условно-чистый доход при возделывании вики без применения удобрений в среднем за три года составил 4571 руб. с 1 гэ при рентабельности 244,5%. Применение минеральных удобрений повышало урожайность, но увеличивало затраты на возделывание вики, себестоимость зерна, а в итоге - снижало рентабельность. Однако, при дозах РиоЮо и при полном удобрении при дозе азота Ызо, условно-чистый доход с 1 га превышал этот показатель по контрольному - не удобренному варианту на 221,7-262,7 руб. с 1 га (благодаря росту урожайности). Увеличение дозы азота до 60 кг на фоне РбоКбо снижало урожайность при росте затрат, что уменьшало условно-чистый доход по сравнению с контрольным вариантом на 1349,8 руб./га. Максимальная экономическая эффективность при возделывании вики яровой получена при дозах Р«>К«о (условно-чис-

доход с 1 га получается с внесением пониженной дозы азота - N^1 на фонсН'ск.Кл» (у словно-чистый доход составил 4792,7 руб./га, против 4571,0 руб./га на контрольном варианте).

С энергетической стороны возделывание вики яровой в условиях опыта также выгодно. Выход чистой энергии на контрольном варианте составил 7107,6 МДж/га при коэффициенте энергетической эффективности 2,67. Применение РбоКбо и Ыц^цК«! увеличиваю не только общую энергию в урожае, но И ВЫХОД ЧИСТОЙ энергии на 9,5-26,6%, а увеличение азота до 60 кг/га приводило к резкому снижению выхода чистой энергии, что связано с резким увеличением затрат.

Несмотря на высокий абсолютный выход энергии на вариантах с удобрениями энергетическая эффективность возделывания вики яровой при этом снижается. Так, коэффициент энергетической эффективности в вариантах с удобрениями составлял 2,17-2,59 против 2.67 на контроле. Особенно резкое снижение К-,ф происходит на фоне полного минерального удобрения при дозе N(-,11.

ВЫВОДЫ

1. Вика яровая - высокопродуктивная бобовая культура, с валовым сбором 2,91 т/га кормовых единиц, 909,1 кг/га сырого протеина при средней урожайности семян 1,61 и соломы 4,30 т/га, которая обеспечивает накопление биологического азота на уровне 110 кг/га при коэффициенте азотфиксации 0,58. Она высоко эффективна экономически, обеспечивая услоеночистый доход 4571.0 руб./га при уровне рентабельности 244,5% и энергетически - К„|, = 2.67,

2. Питательный режим почвы при возделывании вики яровой от начала вегетации к уборке изменяется постепенно без резких скачков, что позволяет культуре продолжать вегетативный рост и в фазе уборочной спелости - при побурснии нижних бобов. Основной урожай надземной массы - более 50%, вика яровая формирует к фазе образования первых бобов (зеленой массы - 14,9 и сухого вещества 3,1 т/га) в первой половине июля.

3. Содержание азота в надземной массе вики яровой на протяжении вегетации уменьшается от 3,65 до 2,71% в фазе побурсния нижних бобов, но потребление азота растениями усиливается, особенно в период бутонизация-цветение,

4. Содержание фосфора в надземной массе растений вики от начала вегетации к фазе побурсния нижних бобов снижается с 0,90

до 0,60%, но потребление фосфора растениями возрастает к фазе цветения, а в фазе побурения нижних бобов вновь уменьшается до уровня начала вегетации.

5. Содержание калия в надземной массе растений вики яровой увеличивается с 2,67% в фазе ветвления до 3,11% в фазе бутонизации, а затем уменьшается, достигая к фазе побурения нижних бобов уровня, характерного для начала вегетации. Так же изменяется и потребление калия растениями, достигая пика интенсивности в период бутонизации — образования первых бобов,

6. При повышенной, высокой и очень высокой обеспеченности почвы доступными формами азота, фосфора и калия использование этих элементов питания почвы урожаем вики яровой невысокое: азота - 21%, фосфора - 5, калия - 21% (с увеличением до 35% при средней обеспеченности почвы калием).

7. Фосфорно-калийное удобрение при дозах Р«оК« улучшает водно-питательный режим почвы и условия формирования урожая, повышая урожайность семян на 19 и соломы на 11%, а также содержание в урожае азота, фосфора и калия и абсолютную величину азот-фиксации (на 13%), не изменяя коэффициент азотфиксации (0,58).

8. Полное минеральное удобрение в дозах МзоРеоК» создает наиболее благоприятные условия дня формирования урожая вики яровой (средняя прибавка урожая семян по сравнению е контролем - 29 и соломы - 21,6%) и увеличения абсолютной азотфиксации на 33,5% при коэффициенте азотфиксации - 0,59.

Увеличение дозы азота до 60 кг/га (МйоРбоКео) снижает урожайность кулыуры.

9. Возделывание вики яровой на семена в условиях Республики Марий Эл экономически и энергетически выгодно. Применение минеральных удобрений снижает рентабельность с 244,5 до 204,3% на <[юнс Рл^ц до 134,3% на фоне М^РеоК« и до 72,2% при НюР«^ При этом снижается и энергетическая эффективность.

10. Использование фосфора и калия из удобрений урожаем вики яровой следует определять в фазе побурения нижних бобов, а азота - в фазе образования первых бобов, не используя показатель у рожая семян и соломы.

11. Для вики яровой характерен удельный вес азота, фосфора и качия в надземной массе растений в фазе цветения 51,0, 11,5 и 37,5% соответственно.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Вику яровую на зелену ю массу или на сено убирать в фазу образования первых бобов. При применении фосфорно-ка-лийного удобрения вносить н азотное удобрение в дозе N30.

2. При прогнозировании урожайности зеленой массы вики яровой в фазу образования первых бобов применять коэффициенты использования доступных форм питательных веществ почвы: Нц.зд. - 17,6; Р-Оз - 3,3; К:0 - 15,6%; показатели выноса наземной массой: N - 30,0; Р20$ - 7,3; К;0 - 24,0 кг/т сухого вещества; показатели выноса для семян: N = 97,6; Р 05 = 20,6; К:0 = 62,9 кг/т.

3. При определении потребности в фосфорном удобрении для получения планового урожая зеленой массы применять коэффициенты использования из минеральных удобрений: на фоне РК - 7,0, а РК+Нзо - 12,0%; в фазу побурения нижних бобов - 13,0 и 25,0% соответственно; при определении потребности в калийном удобрении использовать коэффициенты 26,0 и 46,0%; 35,0 и 59,0% соответственно.

4. При определении уровня обеспеченности растений вики яровой азотом, фосфором и калием по результатам растительной диагностики считать оптимальным соотношение N : Р^О,: К;0 = 4,32; 1:3,80, а в надземной массе растений оптимальным содержание: N - 3,45 %, Р:05 - 0,79, К:0 - 2,99 % в расчете на сухую массу.

5. При расчете баланса азота в севообороте с викой яровой на семена в системе «удобрение-растение» использовать коэффициент азеггфиксации 0,58(0,60) общего азота в урожае культуры.

список

работ соискателя, опубликованных но теме диссертации

1. Шор™ В. М, Иванова Р. А., Александрова Э, И. Влияние удобрений на прод^тсптпость вики яровой и вико-элаковой смеси в условиях Республики Марий Эл // Вавиловские чтения. Диалог наук на рубеже XX-XXI вв. и глобальные проблемы современности: материалы постоянно действующей меж-луиародиой научной конференции / МарГТУ,-Йошкар-Ола, 1996.-С. 389,

2, Александрова Э. И. Сравнительная продуктивность вики и ячменя II Система земледелия Нечерноземной зоны Российской Федерации и пути их ссшсршеиствованш: тезисы докладов Нижегородской ГСХА, - Нижний Новгород. 1997. - С. 154-155.

3. Александрова Э. И. Влияние доз азотного удобрения на величину и качество семян вики яровой I! Совершенствование технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Юбилейная конференция / МарГУ. - Йошкар-Ола, 1997.-С. 121.

4, Пирогова Э. И. Зависимость урожайности вики яровой от запасов воды и i ючве // Актуалы ше вопросы совершенствования технологии производства и переработки 1ф0/1укщш сельского хозяйства, Мосоловские чтеюм. Материалы региональной на\чно-1фактической конференции, Выа 3,-iimHq>Oia,2C01,-C. 8Ш,

5. Пирогова Э. И., Шорин В. М. Влияние минеральных удобрений на азотфиксирующую способность вики яровой // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйств^'. Мосоловские чтения. Материалы региональной научно-практической конференшш. Вып. 3. - Йошкар-Ола, 2001. - С. 84-86.

6. Пирогова Э. 11,, Шорни В. М. Питательный режим почвы и форлшро-напие урожая надземной массы вики яровой // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукщш сельского чочиНснш. Мосаювскне чтения. Материалы региональной шучно-нраюи-ческой K'oni¡jqxíJDgin, Вьш, 4. - Йошкар-Ола, 2002. - С. 122-124,

7, Шорин В. М., ГЬфогоиа Э. И. О методике расчета соотношения элементов шшшия в растениях lt Актуальные вотфосы совершенствования технологии производства и переработки нродукщш сельского хозяйства. Мосоловские чтения. Материалы ¡ктлона'л.пои научно-практической конференции. Пин, 5. - Йошкар-Ола, 2<Ш. - С, 97-98.

8, 11ирогова Э. И. Динамика роста растений и площади листьев вики яровой (vicia sativa) // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Мосоловские чтения. Материалы региональной научно-практической конференции. Вып5.-Йсшкар-

ад2003.-С.56.

Формат 60x84/16. Печать офсетная. Бумага офсетная. Гарнщура Times New Roman. Уел п. л. 1,5. Тираж 100. Заказ 3576-1. Отпечатано с готовых диапозитивов в ООН «Салнка» 424002, г. Йошкар-Ола, 6. Свердлова, 5,

/ -2l5aß