Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Урожай и качество зерна ячменя при систематическом применении удобрений в зерно-пропашном севообороте на типичном черноземе ЦЧЗ

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Урожай и качество зерна ячменя при систематическом применении удобрений в зерно-пропашном севообороте на типичном черноземе ЦЧЗ"

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

шни к.д. глинки

РГ6 од

На правах рукописи

- 5 ИЮН 1995

КРУТСКИХ ЛИДИЯ ПЕТРОВНА уда 633.16:631.559.004.12:631.8(470.32)

УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЯЧМЕНЯ ПРИ СИСТЕМАТИЧЕСКОМ ПРИМЕНЕНИЙ УДОБРЕНИЙ В ЗЕРНО-ПРОПШОМ СЕВООБОРОТЕ НА ТИПИЧНОМ ЧЕРНОЗЕМЕ ЦЧЗ

Специальность: 06.01.09 - растениеводство 06.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕГЕНИ КАЛДВДАТА . СЕЯЬСКОХОЗЯЙСТВЕНШХ НАУК

Воронеж - 1995

Работа выполнена на кафедре агрохимии в Воронежском государственном аграрном университете им. К.Д. Глинки

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук Н.Г. Мяэи

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.А. Федотов, доктор .сельскохозяйственных наук Р.Ф. Макаров.

Ведущее предприятие - НИИСХ ЦЧ11 им. В.В. Докучаева.

Зшцита состоится 21 июня в 12.00 часов на заседании специализированного совета К.120.54.01, ауд. 265 при Воронежском государственно« аграрном университете им. К.Д. Глинки.

1

Адрес: 394067, г. Воронеж, ул. Мичурина, I, ученому секретарю. ..С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГАУ. Автореферат разослан " ^■9" _1995 г.

Ученый секретарь ' специализированного соро^я кандидат сельекохоэяйсч

наук, доцент

. ОВЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Увеличение производства зерна является ключевой проблемой в развитии сельского хозяйства Роосии. Особое значение придается укреплению кормовой база и, в частности, увеличению производства ячменя, как основной фуражной культуры.

Успешное решение зерновой проблемы предусматривает но только повышение урожайности зерна ячменя, но и значительное улучшение ег-) качества, чтобы обеспечить скот высококачественными. сбалансированными по питательности кормами.

Увеличение производства белка и улучшение его аминокислотного состава относится к числу крупнейших проблей, которые с каждым годом приобретают все более острый характер.

Основными факторами, способствующими повышению урокайности зерновых культур, в условиях интенсивного земледелия являются рацио -нальное применение удобрений и возделывание новых интенсивных сортов. Поэтому слоте и а приыанешщ, удобрений ячменя должна строиться с учетом биологических особенностей сорта и почвенно-клиыатичесних условий..

Исключительно важная роль в увеличении валовых сборов и урожайности ячменя принадлежат качеству посевного материала. Производство семян с высокими посевными качествами значительно увеличивает эффективность других мероприятий, направленных на получение высоких урожаев зерновых культур.

Успешное решение этих задач неразрывно связано с проблемой сохранения и воспроизводства почвенного плодородия. Проблема стабилизации и роста почвенного плодородия на черноземах в настоящее время стоит очень остро и реаить еэ без научно-обоснованного применения органических и минеральных удобрений не представляется возможный.

В ЦЧЗ проблемой повышения продуктивности ячменя и улучшения качества зерна и семян занимались 0.Я.Сергеева (1973), В.А.Горшкова (1979). А.1.1.Кабин (1979, 1982. 1984). И.Ф.Круссер и др. (1981), К.Р.Кулешов,-В.П.Кабанова (1981) и др. Однако, несмотря на довольно значительное число публикаций, все они, как правило, дают оценку какому-либо одному конкретному фактору. Большинство данных касается только величины урожая, при этом недостаточно уде лялось внимания изучению качественных показателей зерна и семян ячменя. Кроме того, в большинстве рассмотренных работ влияние уде рений на урожай и качество зерна ячменя изучалось в краткосрочны? опытах.

В ЦЧЗ практически отсутствуют данные по комплексной оценке -систематического применения удобрений в севооборотах на урожай , изменение показателей почвенного плодородия, качество зерна и семян ячменя.

Цель а задачи исследований. Цель настоящей работы - разработать и предложить сельскохозяйственному производству оптимальные системы удобрэния ячменя, обеспечивающие высокую его продуктов -кость, хорошее качество зерна и семян при сохранении и воспроиз -водстве почвенного плодородия.

Для достижения намеченной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить влияние удобрений на водный и пищевой-режим типа наго чернозема..

2. Установить влияние систематического применения удобрений в севообороте на изменение физико-химических показателей типично чернозема и степени структурности почвы.

3. Выявить влияние различных доз и соотношений удобрений н урожайность терна ячменя.

Выяснит--, ьлиянае различных доз удобрении на качество зер

! семян ячменя.

5. Изучать влияние различных доз удобрений на накопление нит-затов в эерне и соломе ячменя.

6. Определять вынос элементов питания ячменем и коэффициенты [спользованая питательных веществ из удобрений.

7. Дать энергетическую оценку эффективности применения удоб->ений при возделывании ячменя на типичном черноземе ДЧЗ.

Научная новизна. Комплексные.исследования по изучению влияния шрокого набора доз и сочетаний удобрений на штодоро;:.:э почвы, урожайность различных сортов ячменя, качество зерна и семян в условиях гасостепи ЦЧЭ проводились впервые. Исследования велись в длителл -юм стационарном опыте, что позволило дать наиболее объективную щенку изучаемым факторам.

Установлена ведущая роль азотных удобрений в формировании еы-юких урожаев ячменя в севооборотах без чистых паров на типичной [врноземе.

Для получения высоких урожаев зериа с хорошими кормовыми ;:а-:ествама следует вносить под ячмень на черноземе типичном полное инеральное удобрение в дозе (в зависимости от сорта) 60^30-60^30-60 кг//га Получение пивоваренного ячменя достигается при размещении его в севообороте после хорошо удобренного органическими удобрениями предшественника.

Практическая ценность работа. Предлагаемая система удобрения ярового ячменя позволяет повысить урожайность на 32-53 % и получать зерно хорошего качества. Показана высокая положительная роль минеральных и органических удобрений в сохранении и воспроизводстве почвенного плодородия. Наш уточнены для конкретных почв-знко -климатических условий показатели иэ вчкозу ГЛ1Ля коэффициенты использования из удобргня.1.

Реализация результатов исследований. Материалы исследований использовались при расчете доз минеральных удобрений под ячмень в опыте по получению программированных урожаев в учхозе "Березовс-кое" в 1983-1984 гг.

Научные разработки прошли производственную проверку в колхозе "Данина" Аннинского района в 1987 г.. в колхозе "Правда" Кан-тешровского района в 1988-1990 гг.. что подтверядается актами внедрешш. Положения, подученные автором, используются в лабора -торно-практических и лекционных курсах на агрохимическом факультете ВГАУ.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждалась на конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежского Ш и ГАУ в 1978. 1979, 1982. 1986, 1988-1995 гг.,на Всесоюзном совещании молодых ученых и специалистов по актуальным вопросам химизации земледелия в 1979 г. в г.Шнеке, в Мичуринском плодоовощном институте в 1990 г. и в г.Кишневе в 1990 г, • .

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 192.страт ницах машинописного теиста, состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству, списка литературы и приложений.-

Экспериментальный материал представлен в 43 таблицах и 4 рисунках. 33 таблицы помещены в приложении. Список литературы включает 302 работы отечественных и зарубежных авторов.

На обсуждение специализированного совета выносятся следующие основные положения:

- улучшение пищевого режима почвы, снижение темпов минерализации гумуса и экономное расходование влаги при комплексном прима-нении органических и минеральных удобрений в оевообороте;

- повышение урожайности ячменя и улучшение кормовых качеств

зерна достигается при внесении полного минерального удобрения в дозе (в зависимости от сорта) ÑбО^ЕО-бО^ЗО-ВО кг/га д.в.;

- качество пивоваренного ячменя улучшается на фэне последействия органических удобрений или при внесении фосфорно-- калийных удобрений в дозе по 30 кг/га д.в.;

- минеральные удобрения (^60^90^60^ П0ЕШЭ10- семян, энергию прорастания и лабораторную всхожесть соответственно на 8, 7. 5

- количество энергии, накопленной в прибавке уро.зя зерна ячменя, в 2-3,5 раза превышает затраты ве на применение удобрена;!.

Работа была начата под руководством проф. А.Л.Килъчевского.. Автор выражает благодарность акад.РАСХН, доктору с.-х.наук, про.;;, В.Г.Мянееву за оказанную помощь при подготовке диссертационной работы.

• СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I. Обзор литературы. В этой главе' дан критический обзор основных отечественных и зарубежных исследований по влиянию удобрений на продуктивность и качество зерна и семян ячменя.

2. Условия постановки опыта и методика исследован-и;

Экспериментальная часть работы выполнялась в течение I97G-1993 гг. в стационарном полевом опыте с удобрениями учебного хозяйства БГАУ "Березовское" Рашнского района и в лаборатории кафедры агрохимии.

Стационарный опыт с удобрениями представляет шестипольный севооборот со следу щам чередование:.: культур: горох на зорко - озимая пшеница - сахарная свекла - яровая пшеница - кукуруза на силос -ячмень. Опыт заложен в 1969 году. Исследования по те^.о проводились в первой, второй и третьей ротации севооборота с яровым ячаоном сортов Носовский 6. Дгоран и Одесский ICO.

Насыщенность севооборота г.2и;еральзуг.я удобрениям от

4а до 297 кг/га д.в.,. органическими удобрениями - 6.7-8,3 г/га, Повторноетъ опита - четрехкратная. Посевная площадь делянки -285

о о

м , учетная площашь 230 м . Размещение делянок в опыте двухярусное

-с.

методом рендомизоцил.

В опыте применяли аммиачную селитру, двойной суперфосфат а хлористый калий. Удобрения вносили осенью под вспашку.

Агротехника возделывания ячменя общепринятая для ЦЧЗ. Уборку урожая проводили поделяночно комбайном "Нива".

Данные урожая при 100$ чистоте и 14$ влажности обрабатывались математически методом дисперсионного анализа (Б.А.Доспехов, 1979) па персональном компьютере. Химические анализы почвы и растений выполнялись в лаборатории кафедры агрохимии. .

В почвенных образцах определяли минеральный азот в метровой слое почвы. Нитратный азот - дисульфофеноловым методом по Гранд-валь-Яяжу и потенциометрическим методом с помощью ионоселекглавного электрода; аммонийный азот - колориметрически с реактивом Нес-слера; подвижный фосфор в слоях 0-20 и 20-40 см по Чирикову, обменный калий в слоях 0-20 и 20-40 см по Масловой и Чирикову; рНксе -потенциометрическим методом; гидролитическая кислотность - по Кап-пену; сумма поглощенных оснований - по Каппену-Гильковицу; гумус-по Тюрину.

В растениях азот, фосфор, калий анализировали методом мокрого озоления по Пиневич с последующим определением азота и фосфора на ФЭКе, калия - на пламенном фотометре, влажность зерна - ГОСТ 13586.5-85 и ГОСТ Р 50189-92; массу 1000 зерен -ГОСТ 10842-76 и ГОСТ 10842-89; натурную массу - ГОСТ 10840-64; сырой протеин -по Къельдалю с последуацям колоритатрировзниеы; крахмал - поляриметрическим методом да Эверсу; жир - методом обезжиренного остатка в аппарате Сокслота; золу - сухим озоленнец; клетчатку - по Ганнен-бэргу и Штог.йну; БЭВ - расчетным путей; аышюкислотнш; состав

на

белка -v автоматическом анализаторе Д-500 после кислотного гидролиза с 6 н НС£ в течение 24 часов при 105 °С, нитрата - потенцио-метрическим методом, энергию прорастапия и лабораторную всхожесть-го ГОСТУ 12038-84.

Расчет энергетической эффективности проводился согласно методике, изложенной В.Г.Ь'инеевым и др. (1993).

Почвенно-климатдчаские условия

Почва опытного поля учхоза "Березовское" представлена черноземом типичным, среднемощным, среднегумусным, глинистого гранулометрического состава. Чернозем типичный перед закладкой.стационарного опыта в 1969 году содержал 6,7 % гумуса. рНксе - 6,0; гидролитическая кислотность - 4,0 мг/экв на 100 г почвы, сумма поглощенных оснований - 40,1 мг/экв на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями - 90,9 %; подвижного фосфора по Чирикову - 69 да/кг почвы' и обменного калия по Шелон ой - 220 мг/кг почвы.

Климат Центрально-Черноземной зоны характеризуется умеренной континентальноетыо с довольно картам летом и холодной зимой.Сумма . ■среднесуточных температур выше 10 °С и Воронежской области, где проводились исследования, колеблется от 2440 до 2930 °С. Годовое количество осадков изменяется в пределах 450-575 мм.

Метеорологические условия в годы проведения опытов складывались по-разному: 72 % лет исследований характеризуются как благоприятные. 17 % - как засушливые (1981,1984 и 1992 гг.) и только II % как влажные (1980,1988 гг.). Своеобразие погодных условий сказалось на запасах продуктивной влаги а урожае зерна ячменя. ■

3. Влияние систематического применения удобрений под • ячмень на изменение агрохимических показателей, водного и пищевого режимов типичного чернозема

Запас продуктивной влаги определяли по фазам развития растений. В среднем за годы исследований запас продуктивной влаги в

метровом слое почвы в фазу кущения изменялся от II? до 122 мм. По мере роста ячменя расход влаги увеличивался и запасы продуктивной влаги уменьшались. К фазе полной спелости отмечено незначительное увеличение запасов продуктивной влаги в метровом слое до 58-65 ми. Важно знать не только запасы продуктивной влаги в почве, более конкретным показателем в »том случае я^аляется коэффициент суммарного водопотребления.

Наибольший коэффициент суммарного водопотребления отмечен на контрольном варианте (без удобрений). Систематическое применение удобрений в севообороте способствует более экономному расходу влаги в почве и снижает.коэффициент водолотребленая на 27-31 %.

Пищевой реиим почвы изучался в динамике по фазам развития ячменя. Содержание подвижных форы азота в типичном чернозема довольно нестабильное и зависит от логодных условий вегетационного периода и доз вносимых удобрений.

По динамике минерального азота (/V-А/ Og + М-М Н4+) можно сделать следующие обобщения:

- нитратная форма азота на типичном черноземе несколько превалирует над аммонийной; Од составляет 56 %. /I/-/VH4+ - 44$;

- внесение удобрений повышает уровень минерального азота на 11-52 %-,

- максимальное содержание минерального азота отмечено в фазу кущения ячменя, минимальное - к моменту формирования зерна.

Количество доступного фосфора га вегетацию ячменя изменяется относительно меньше, чем азота. Наибольшее количество фосфорной кислоты концентрируется в пахотном слое почвы,.причем на удобренных вариантах на 19-46 % выше, чем на контроле.

По завершении 3-ей ротации севооборота содержание фосфора на контроле составило 67 иг/кг почвы и соответствовало -3 классу обеспеченности. Применение одинарной дозы полного минерального удоб-

рения, органической и органо-минеральяой системы удобрения,хотя и повышали содержание фосфора на 16-23 иг/кг почвы, но соответствовало 3 классу обеспеченности. И только применение двойной дозы полного минерального удобрения способствует повышению содержания фосфора в черноземе типичном на один класс и достигает оптимального уровня для черноземов 100-150 мг/кг почвы.

Содержание обменного калия на контроле по завершении З-ои ротации 'ое^ооборота снизилось на I класс обеспеченности (с высокого до повышенного). Применение одной дозы полного минерального удобрения , органической и органо-минеральной системы удобрения повышало содержание 1^0 на 5-23 мг/кг почвы, но оно оставалось в пределах четвертого класса обеспеченности. И только внесение двойной дозы полного минерального удобрения обеспечивало перевод его содержания на класс выше.

Установлена тесная связь мезду запасам минерального азота, содержанием и ^2® 8 1104139 и Урожайность® ячменя 0,850,95).

Изменение параметров почвенного плодородия в условиях современного земледелия имеет разнонаправленный характер. С одной стороны - улучшается пищевой режим, с другой - в ряде случаев происходит деградация некоторых свойств: снижается содержание гумуса , ухудшаются физические и физико-химические показатели (Б.С.Носко, А.А.Христенко, 1988).

Содержание гумуса. В течение трех ротаций севооборота произошло снижение содержания гумуса в почве как на контроле, так и при внесении минеральных и органических удобрений (табл. I).

Наиболее интенсивно процесс миверэлизации гумуса протекал на

варианте без удобрений. Содержание гумуса на контроле снизилось на

0,98 % от исходного содержания. При внесении минеральных удобрений

в севообороте процесс минерализации гумуса протекал менее интенсивно.

Наименьшая минерализация гумуса наблюдалась при внесении органических удобрений.

Таблица I

Влияние систематического применения удобрений на физико-химические и агрохимические показатели типичного чернозема (по завершении З-ей ротации севооборота)

Варианта от та Нг : £ мг/экв на 100 г : %% :ГУ«}ус. : ■ /о !Р2°5 :мг/кг :К20 почвы

Контроль 5,2 5,1 35,4 87,4 5,72 67 93

К 5,2 5,3 35,2 86,9 5,67 89 116

2(/У?К) 5,2 5,4 35,3 86,7 5,87 НО 128

Навоз 5,4 4,7 36,2 88,5 5,92 83 100

1/2 навоз+1/2 /V РК 5,3 5,0 35,7 87,7 5,85 90 98

1969 г. 6,0 4,0 40,1 90.9 6,70 69 220 х

К.,0

по мапловои.

Показатели почвенной кислотности. В течение 2-х ротаций зерно-пропашного севообор'ота произошло незначительное подкисление почвы, уменьшилась сумма поглощенных оснований и степень насыщенности почвы основаниями. Как видно из данных табл.1 на всех вариантах опыта почва по обменной кислотности относится к классу слабокислых (4 класс). Даже при внесения двойной дозы полного минерального удобрения эти показатели не изменялись по сравнению с контролем, что объясняется высокой буферностью черноземных почв.

При внесении органических удобрений прослеживается тенденция к снижению кислотности почвы, повышается сумма поглощенных основать': и степень насыщенности почвы основаниями.

Степень структурности почвы. При длительном использовании черноземов происходят изменения структурно-агрегатного состава, уменьшением доли агрономически ценных агрегатов. В агрономическом отношении считаются ценники агрегаты определенного размера 0,25-10 мм, а в количественном отношении их долкно быть не менее 80 %.

Только в этом случае структурное состояние пахотного горизонта оценивается как "отличное" (С.И.Долгов. П.У.Бахтин, 1966).

Результаты исследований показали, что хотя на всех вариантах опита структурное состояние оценивается как отличное, но применение минеральных удобрений несколько ухудшало структуру пахотного слоя. Отмечается тенденция перестройки агрегатных отделыюстей: возрастает в 1,5 раза содержание агрегатов > 5 мм. характеризующих грубую фракцию и агрегатов х 0,25 мм, свидетельствующих о наличии пылевидной фракции. Увеличение более чем в 2 раза количества агрегатов л 0,25 мм может быть объяснено только распиляющш (диспергирующим) действием минеральных удобрений.

Поэтому применение высоких доз минеральных удобрений должно в обязательном порядке сопровождаться внесением навоза и известковых материалов.

4. Влияние систематического применения удобрений на потребление элементов питания ячменем

Поступление, элементов питание. Молодые рас тепля ячменя характеризуются высоким содержанием питательных элементов (^-3.05-3,95 %, Р205 - 0,85-0,90 %. К^О - 2.78-3,15 %). по мере нарастания вегетативной массы относительное количество азота, фосфора и калия снинается, достигая минимума ко времени уборки. Во время уборки в зерне азота (1,74-2,04 %) втрое больше, чем в соломе (0,45-0,63$), а у сорта Одесский 100 даже в 4 раза больше.

Фосфора в зерне (0,84- 1,01 %) ячменя в 4 раза больше, чем в соломе (0,26-0,29 %), а у сорта Одесский 100 в 3 раза выше.Калия же. наоборот, в соломе (1,04-1,19 %) в 1,5-1,8 раза выше, чем в зерне (0,64-0,66 %).

Вынос элементов питания растениями ячменя зависит как от уровня питания, так и от сортовых особенностей культуры. Вынос пита -телышх веществ на удобренных вариантах получен более внеокий.чем

на контроле, что связано с большей продуктивностью удобренных посевов. Выявлена прямая-взаимосвязь между величиной урожая зерна и выносом Л', Ро05. КдО. В среднем коэффициент корреляции равен 0,7. Таким образом, чем выше урожай зерна, тем больше требуется элементов питания на его формирование. С зерном больше выносится азота и фосфора, а с соломой - больше калия. В общем выносе питательных веществ ячменем преобладает азот, несколько меньше потреблялось калия и еще меньше фосфора.

Более ночное представление о выносе питательных веществ дают расчеты его на I т зерна (табл.2).

Таблица 2

Вынос элементов питания ячменем, кг на I т основной продукции, с учетом побочной

Варианты опыта

Контроль 19,7 10,6 17,8 22,4 9Д 15,0 18,4 9.7 15,3

^РК 22,4 10,9 24,7 24,8 8,8 15,6 20,4 10,9 16,5

2 (//РК) 24,2 11,7 26,0 26,0 9,4 18,4 22,8 10,8 18,6

Навоз 21,2 11,4 20,3 21,9 9,5 14,7 18,8 10,7 18,5

1/2 навоэ+1/2 УРК 21,1 11,2 18,2 22.3 9,2 15,2 18,8 10,5 16,4

Квк видно из приведенных данных, ячмень I т продукции выносит азота (в зависимости от сорта) 19,6-23,8 кг, фосфора 9,3-11,1 кг и калия - 15,8-21,1 кг. Вынос по азоту и фосфору у изучаемых сортов примерю одинаков. Наиболее отличается вынос калия в зависимости от сорта. Он наименьший - у короткостебельного сорта Дворан 15,8 кг) и наибольший - 21,1 кг - у сорта Носовский 6.

КоэгМициенты использования питательных веществ иа удобрени Коэффициенты использования питательных веществ аз удобрений показывают долю их потребления растениями от общего количества вносимого с удобрением элемента питания на создание прироста урожая.Он били рассчитаны разностным методом.

Коэффициент использования азота изменялся от Э7,Э до 78,0 % , фосфора - от 6,7 до 53,3 %, калия - от 9,7 до 86,3 Наибольший коэффициент- использования азота отмечен у сорта Дворэ'н (в среднем 64,4 %), затем у сорта Одесскап 100 - 61,0 %, у сорта Носовский 6~ коэффициент использования азота наименьший - 4Q.4 %.

Наибольший коэффициент использования фосфора отмечен у сорта Одесский 100 - 39,5 %, у сорта Носовский 6 и Двораи коэффициент использования фосфора близкий - 21,4 и 23,0 %.

Самый высокий коэффициент использования калия отмечен у сорта Носовский 6 - 72 %, затем у сорта Одесский 100 - 57,9 % и наименьший у сорта Дворан - 45,0 %.

Рассчитанные нами показатели по выносу питательных веществ и коэффициенты использования из удобрений несколько отличаются от нормативных и позволяют более точно программировать урожай ч вести расчеты норм удобрений в данной почвенно-климатической зоне.

5. Роль удобрений в повышении урожайности и качества зерна и семян ячменя

Структура урожая - важный показатель, позволяющий выявить,за счет каких ее элементов получен урожай. Элементы структуры урожая . тесннм образом взаимосвязаны и зависят как от погодных условий,так а от уровня минерального питания (табл.З).

Внесение удобрений увеличивало общую и продуктивную кустис -тость, число зерен в колосе, массу 1000 зерен. Следует отметить,что величина урожая разных сортов ячменя складывалась за счет различных элементов структуры. Так, сорт Носовский 6 имел больщую общую и продуктивную кустистость, число зерен в колосе 13,3-16,0 штук и более высокое соотношение зерно/солома (1:1,3 - 1:1,7). Сорт Дворан имел меньшую кустистость, но больше число зерен в колосе (15,7-19,0 штук), соотношение зерно/солома уяе (1:1 - 1:1,2). Сорт Одесский 100 занимает промежуточное положение.

Таблица 3

Влияние уровня питания на формирование элементов структуры урожайности ячменя

Вашанта -Кустистость :Число :Масса" опыта :Общаяшродук-:верен :Ю00 : тений к

:тивная :в коло:зерен, :се,шт.: г

:Число рас-

:уборка ¡шт./м*

Соотношение зерно / солома

Носовский 6

Кон троль /VPK

2 ( <VPK)

Навоз

Контроль ЛРК 2 {/№) Навоз

Кон троль Л'РК

2 (/VPK)

Навоз

1.7

2.0 2,2 1.9

Дворан

1.6 1.8 1,9 1.7

1.6 1.8 1.9 1.8

1.4 1.6

1.7

1.5

Одесский 100

1,6 1.5

2,0 1,8

2,1 2,0

2,0 1,9

. (ср. I976-I98I гг.)

13.6 41,3 275 14,8 43,9' 270 16,0 44,2 267 14,0 42,4 280

(ср. 1982-1986 гг.)

15.7 40,2 278

18.3 42,2 262 19,0 42,6 275

16.8 40,9 275

(ср. 1987-1993 гг.)

14.4 46,9 291 15,7 49.9 272

16.5 50,6 270 15,7 48,6 270

1:1.4 1:1,7 1:1.5 1:1.7

1:1 Д 1:1 1:1.2 1:1

1:1.1 1:1,1 1:1.1 1:1,2

Внесение удобрений под ячмень улучшает элементы структуры ур< пая, что положительно сказывается на урожайности ячменя.

Урожайность ячменя зависела как от погодных условий вегетационного периода, так и от уровня питания ячменя (табл.4).

Для сорта Носовский 6 прибавки уроная зерна от применения удобрений составляют от 2,4 до 7,8 ц или 9,7-31,6 %. В годы с достаточным количеством осадков (1976,1677,1960 гг.) применение повышенных доз азота под ячмень вызвало полегание ячменя, что привело к недобору урожая. Оптимальным вариантом является М60^60^60' Для сорта Дворан прибавки урожая зерна составили от 1,5 до 13,5 ц или от 6,7 до 60,0 %.

Таблица 4

Влияние удобрений на урожайность зерна ячменя

Варианты : Носовский 6 : Дтзоран : Одесский 100

о пи та (ср.1976-1981 гг) (срЛ9Г>2-198в гг) (ср .1987-1093 гг) :Уро;хай:11рибавка ТУрокай-.Прибавка :Урокай:Прибавка :ность,:упожая гность.:урожая :ность.:упо ждя :ц/га :ц/га: % :ц/га :ц/га: % :ц/га -Лига: %

Контроль 24,7 - - 22.5 - - 27.4 - -

^30Р30 • 28,8 4.1 16.6 27,0 4,5 20,0 33.8 6.4 23.4

0 к 1 30*30 27,1 2.4 9.7 24.0 1.5 6,7 32,3 4.9 17,9

^30к30 29,2 4.5 18,2 27.9 5,4 24.0 34,2 6,8 24.8

м30Р30К30 29.5 4,8 19.4 29,8 7.3 32,4 35,8 8,4 30.7

/^60?60К60 Последействие 20 т навоза 32,5 27,8 7.8 3,1 31.6 12.6 36.0 13,5 26.9 4.4 60,0 19,6 41.3 13,9 35,5 8.1 50,7 29,6

Последейств. 1/2 навоза + 1/2 Ы РК 27,7 3,0 12.1 26,7 4.2 18.7 35.1 7,7 28,1

^60Р30%) 30,0 5,3 21.5 34.4 11,9 52,9 38,9 11.5 42.0

>1,5 ^ 5.1 >2,1 ¿3,8 >1.7 ¿3,2

НСР0.95'1^га >1,5 3,0 ;» 1.8 3.1 >1.8 ^ 3.3

Парные сочетания туков эффективны только при наличии азота.Оптимальным вариантом в опыте для данного сорта оказалось внесение полного минерального удобрения в дозе 'У^Р30^30 кг^го •п*'в* у сорта Одесский 100 прибавки урояая зерна составили от 4,9 до 13.9 ц или от 17,9 до 50,7 %. Оптимальный вариант для данного сорта

Сравнение результатов, полученных по полному минеральному удобрению с парными туками показывает, что на типичном черноземе в севооборотах без чистых паров ведущая роль в повышении урожайности ячменя принадлежат азотным удобрениям (49-70 % в зависимости от сорта),на долю калия приходится 21-28 % и от фосфорных удобрений

нриоавка составляет 9-22 %. Таким образом, в аернопропашном севообороте без чистого пара порядок минимума в удобрениях изменился. Ведущая роль принадлежит азотным удобрениям, второе место занимает калийные и последнее место - фосфорные удобрения. Удобрения оказывают существенное влияние ве только на урожай зерна ячменя, во также и не качество зерна. По мнению Н.С.Беркутовой (199]^качество эчрча - второй урожай.

Кормовые качества. Основным показателем кормовых качеств является содержание сырого протеина. Внесение азотных удобрений повышает содержание сырого протеина в зерне ячменя у сорта Носовский 6 на 0,29-1.55 %, у сорта Дворая - на 0,98-2,02 %. у сорта Одес -ский 100 - на 0,65-2,40 %. Внесение только фосфорно-калийных удобрений не увеличивало содержание протеина, наблюдалась даже тенденция к его снижению.

Внесение азота в дозе 30 кг/га д.в. приводило к незначительному увеличению сырого протеина, я только увеличение дозы азота до 60 кг/га д.в. повышало содержание сырого протеина на 1,27-1,55 % у сорта Носовский 6, на 1,72-2,02 % у сорта Дворан в на 2*12-2,40 % у сорта Одесский 100.

Содержание сырого протеина зависело не только от уровня питания, но и от погодных условий в вегетационный период. В засушливые го*'Ы содержание оырого протеина.возросло на 23-50 % (в зависимости от сорта).

Важным показателем является сбор сырого протеина с гектара. В среднем за годы.исследований сбор сырого.протеина возрастал у сорта Носовский 6 .с 2,44 ц/га на контроле до 3,35-3,72 ц/га при внесении ¿•войной дозы азота, у сорта Дворан и Одесский 100 соответственно с 2,40 до 4,27-4,57 ц/га и с 2,49 до 4,36-4,74 ц/га.

Важным показателем качества и биологической ценности зерна , кроме обпг"о количества протеина, является аминокислотный состав.

Дяя суммарного белка зерна ячменя, как и для других злаков, в целом, характерен высокий уровень содержания глутаминовой кис-лога и пролина. Так, у сорта Носовский 6 содержание глутаминовой кислота и пролина составляло 34,5-36,6 %, у сорта Дворан - 36.940,7 % от общего содержания аминокислот.

Биологически полноценным считается тот белок, в котором содер-катся в необходимом количестве все незаменимые аминокислоты:валия, афтионан, изолейцин, лейцин, фенилаланин, гистадин. ляэин, арглнин. У сорта Носовский 6 процент незаменимых аминокислот к сумме всех составляет 31.4-32,2 %, у сорта'Дворан - несколько выше - 33,2 -36,1

Содержание отдельных аминокислот незначительно зависело от сорта и уровня питания и видна лишь тенденция ах увеличения при внесении удобрений, т.е. в связи с повышением общего уровня белковости. С внесением удобрений значительно возрастало содержание глутаыиновой кислоты и пролина, которые малоценны в кориовом отп&т шении, а также увеличивалось содержание йеннлаланина у обоих сортов ячменя. В состав корма, кроме протеина, входит также аир,зола, клетчатка и безазотистае экстрактивные вещества.

Содержание жира, золы а клетчатки по вариантам опыта изменяется незначительно и четкой закономерности действия удобрений на эти показатели не обнаружено. Наибольшее содержание БЗВ отмечено на вариантах с ■»несением фосфорно-калийных удобрений и с последействием навоза.

. Содержание кормовых единиц в I кг корма под действием удобрений изменяется незначительно - от 1,16 до 1,19 к,ея.,у сорта Дворан и от 1,09 до 1,13 к.вд. у сорта Одесский 100. Содержание пв-раваримого протеина в I кг корма зерна ячменя возрастало под действием' удобрений с 97,89 г на контроле до 116.12 г при внесении

. "VeoPec^o у соР'га Дв°Рзн- * с°Рта °»0ССКИЙ 100 с 70'53 г !,а К051Т~

роле до 91,00 г при внесении М60^60^60" Следовательно, внесение удобрений улучшает кормовую ценность верна. При возделывании ячменя на корм доза азотных удобрений должна составлять 60 кг/га д.в., что позволят увеличить содержание сырого протеина на 1,55-2,40 % ч сбор сырого протеина на 52-90 %.

Содержание-нитратов в зерне и соломе ячменя

Повышение урожая и улучшение качества кормовой культура необходимо рассматривать с учетом содержания в них нитратов.

Размеры накопления нитратов в зерне и соломе ячменя зависят 1-як от климатических условий, так и от уровня минерального питания. Я мерне ячменя содержание нитратов в 2-3 раза меньше, чем в соломе. Влажная, прохладная погода способствовала большему накоплению нитратов по сравнению с жаркой,сухой. Наибольшее содержание нитратов отмечено в сильно влажном 1988 году и в зерне, и в соломе, но нигде не превышало ДЦК.

По данным И.Г.Мязина (1994) ячмень характеризуется низкой способностью накопления нитратов. Поэтому применение под ячмень дате высоких доз удобрений не способствовало накоплению нитратов выше ПДК и обеспечило получение экологически безопасной продукции.

Пивоваренные качества Основными показателями пивоваренных качеств является содержание сырого протеина, крахмала, экстрактивности,массы 1000 зерен и др.

Азотные удобрения, повышая содержание протеина, снижают содержание крахмала на 1,1-3,3 %.

Содержание крахмала зависело как от уровня питания, так и от погодных условий вегетационного периода. Так, в благоприятные по увлажнению годы содержание крахмала наивысшее - 57,7-64,8 %. В засушливые годы содержание крахмала заметно снизилось до 43,2-46,4 %. Пязболынее содержание крахмала отмечено на вариантах с внесением фосфорно-калийных удобрений и с последействием навоза.

Натурная масса зерна зависела от условий года и сорта. Все сорта ячменя обеспечили получение средненагурного зерна (600-700 г/л). Наибольшая натурная масса получена у сорта Носонский 6 а Ды;-ран на вариантах с внесением фосфорно-калийних удобрений и на вариантах с последействием навоза.

Уровень минерального питания оказывает существенное влаянд* на массу 1000 зерен. Но определенной точки зрения по влиянию удоо-рений на атот показатель в литература нет.

Наши данные согласуются с исследованиями Л.К.Си^тк (19?3) . Т.И.Ивановой. С.В.Плешаковой (1978), А.Е.Осшшм. А.ДДохолко (1985) и др. о том, что в годы с достаточным увлажнением по мера увеличения доз азотных удобрений отмечается полеганио ячменя и сна жение массы 1000 зерен.

Таким образом, при возделывания пивоваренного ячменя необхо.яи -мо, чтобы уровень фосфорно-налийиого питаная преобладал нзд азотным, а также необходимо ячмень размещать по хорошо удобренному органическими удобрениями предшественнику.

Посевные качества семян ячмоня Систематическое применение удобрений в севооборота оказало влияние на посевные качества семян ячменя (табл.5).

Таблица 5

Посевные качества семян в зависимости от доз удобрений (Среднее за 1988-1990 гг.)

Варианта опыта ¡Масса ¡1000 ¡семян. ¡Выход семян, (сход с ре-г:имта 2,5 мм) Энергия прорастания,;'.! ¡Лоборатор :нэя вс/о- Г ™вС'£*Ь,

1 : 2 ""':-----------5 ....... ч : л

Контроль (без удобрений) 47,7 86.1 80,6 31.1

я30Р30^30 ^60РЕ0К30 М 60Р 60^60 А/60Р90К50 50,7 50,3 51.1 51.2 91.5 91.1 92.8 93.2 82,7 75.2 ИЗ,2 85,2 СО р 20,7 03.0 с ^ X О , }.

Соследайствиэ 20 т навоза Последействие 1/2 наг-оза + 1/2 "рк *<о, 0 ь'8,5 £3.0 со 1 84.1 1-2, с

Результаты исследований показали, что увеличение дозы азота в два раза з составе полного минерального удобрения (Д^о^ЗО^ЗО^ 11НЗ~ вало усиленное кущение ячменя, а в связи с этим и доли семян с боковых стеблей, что привело к снижению массы 1000 семян и процента выхода семян. На этом варианте была наиболее низкая энергия прорастания (79,2 %) и лабораторная всхожесть (90,7 %). Внесение расчетной дозы удобрений (^бО^О^бО^ позволило за 3 гощ яолучить семена ячменя, соответстнуклцие I классу посевного стандарта.

6. Энергетическая эффективность применения удобрений под ячмень

Оценка энергетической эффективности применения удобрений имеет пока ограниченное применение. А мевду тем. около половины (49$) затрат энергии в растениеводстве приходится на удобрение (В.Г.Мшв-ев и др., 1993), Энергетическая эффективность применение удобрений представлена в виде отношения энергии, накопленной в прибавке урожая основной продукции, к энергозатратам на внесение удобреняй,включая затраты энергии на их производство. При внесении удобрений значительно возрастают энергетические затраты. Применение под ячмень полного минерального удобрения в дозе по 30 кг повысило продуктивность ячменя в 1,7-4,8 раза, что привело к росту энергозатрат в 5 раз. При внесении под ячмень двойной дозы полного минерального удобрения продуктивность ячменя увеличилась в 2,8-9 раз, а энергозатраты возросли в 10,3 раза или на 5835 цЦн, однако содержание энергии в приросте урожая основной продукции от внесения удобрений на этом варианте значительно превышает затраты энергии на их применение (в 2-3,5 раза). Кроме того, на этом варианте отмечается наибольшая урожайность ячменя и внесение двойной дозы полного минерального удобрения оказывает благоприятное действие на показатели почвенного плодородия. Поэтому здесь можно говорить об эффективном использовании дополнительной энергии.

ВЫВОДЫ

1. Сцстематическое применение удобрении в севооой^'!'/*.: сплсоо— зтвует более экономному расходу влаги и сникает коэффиционт oy.tr-ларного водопотребления на 27-31 %.

2. Систематическое применение удобрений в севооборота под яч ■ аань значительно улучшает пищевой' режим почвы, увеличивая

тв минерального азота на 11-52 %. подвилного фосфора на I класс (со среднего до повышенного) я обменного калия на I класс (с почвенного до высокого).

3. В течение 3-х ротаций севооборота произошло снижение со-иержашя гумуса как на контроле, так а на удобренных вариантах:. )днако наиболее интенсивно процесс минерализации органического вещества протекал на варианте без удобрений. При внесении удобрена."; зроцесс минерализации протекал менее интенсивно.

4. Интенсивное использование типичного чернозема приводит к зодкисленшо почви как на вариантах с применением удобрений, так и за контрольном варианте. Внесение органических удобрений замедляв? зроцесс подкиолания чернозема, однако добавление к ним цанералышх одобрений приводит к примерной идентификации этого процесса с контрольным вариантом.

5. Систематическое применение минеральных удобрений в севообороте призело к некоторому ухудшению структурного состояния пахотного слоя почвы. При этом возрастает содержание агрегатов >5 ии а ¿0*25'им. Поэтому применение высоких доз минеральных удобрении холжно в обязательном порядке сопровождаться внесением навоза а ивестковых материалов.

6. Молодые растения ячменя характеризуются высокая сод«рх:; •< эм питательных элементов, по мере нарастания вегетативно?, иасси зтносительное количество азота, фосфора и калия сничаотсл.достигал

шнимума ко времени уборки. В зерне ячменя азота и фосфора в 3-4 раза выше, чем в соломе, калия же, наоборот, в соломе в 1,5-1,8 раза выше, чем в зерне.

7. Вынос элементов питания растениями ячменя зависит как от уровня питания, так и от сортовых особенностей культуры. Он растет с увеличением уровня удобренноети. По азоту и фосфору вынос у изучаемых сортов примерно одинаков. Вынос же калия был различен по сортам. У короткостебельного сорта Дворан он был наименьший, и наибольший - у сорта Носовский 6.

Коэффициент исшль80вания азота из минеральных удобрений составлял (в зависимости от сорта) 48,4-64,4 %, фосфора -21,4-39,5 %, калия - 45,0-72 %.

8. На типичном черноземе "в севообороте без частого пара ведущая роль в повышении урожая ячменя принадлежит азотным удобрениям (49-70 %), на дола калия приходится 21-28 % а от фосфорных удобрений прибавка составляет 9-22 %. Применение оптимальных доз удобрений под ячмень обеспечивает прибавку урожая у сорта Носовский 6 31,6 %, у сорта Дворан и Одесский 100 - соответственно 52,9 и 42,0 %.

9. Азотные удобрения улучшают кормовые качества зерна ячменя, повышая содержание сырого протеина в зерне на 1,55-2,40 %, сбор сырого протеина на 52-90 % и содержание переваримого протеина на

. 19-29 %. Содержание сырого протеина зависело не только от уровня питания, но и от климатических условий. В засушливые года содержание сырого протеина возрастало (в зависимости от сорта) на 24-50$. Внесение удобрений под ячмень существенно не улучшает аминокислотный состав суммарного белка, так как значительно возрастало лишь содержание глутамияовой кислоты и пролина, которые малоценны в кормовом отношении, а такие увеличилось содержание фенилаланина.

10. Размеры накопления нитратов в зерне и соломе ячменя зави-

сели как от погодных условий, ток и от уровня питания. Прохладная,

влажная погода способствовала большему накоплению нитратов. Приманено

ние под ячмень даже высоких доз удобрени^пряводило к накоплению нитратов выше ПДК и обеспечило получение экологически безопасной продукции.

11. Содержание крахмала-в зерне ячменя зависело как от климатических условий, так и от уровня питания. В благоприятные по увлажнению годы содержание крахмала наивысшее - 57,7-64,8 %. В засушливые годы содержание крахмала заметно снизилось до 43,2-46,4 Наибольшее содержание крахмала отмечено на вариантах с внесением сТос-форно-калийных удобрения и с последействием навоза.

12. Удобрения повышали массу 1000 зсрэн на 2,3-3.7 г. В годи

с достаточным количеством осадков на вариантах с двойной дозой азота наблюдалось полегание ячменя и масса 1000 зерен уменьшалась.

13. Систематическое применение удобрений в севообороте оказало влияние на посевные качества семян ячменя. Высокое качество со-мян (I класс по всхожести) было получено при внесения доз удобро -ний, рассчитанные на запланированную урожайность (^бО^ЭО^бО^'

14. Применение удобрений под ячмень является энергетически выгодным мероприятием, так как содержание энергии в приросте основной продукции от внесения удобрений значительно превышает затраты на их применение (в 2-3.5 раза).

ПРЗДЛОЕЗШ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для получения урожайности ячменя 40 ц/га с хороааыя кормовым качествами на черноземе типичном в зерно-пропасном севооборота под ячмень необходимо вносить ^б&^ЗО-60^30-6П кг/га Я***'

2. Получение пивоваренного ячменя достигается при размосеня;« его в севообороте после хорошо удобренного органическими удобрениями предшествешпка, ¿аз внесен ля удобрчня" ¡шпосрозстт^гго под ячмень.

3. Семена ячменя с высокими посевными качествами можно получить при внесении доз удобренчй, расчитаннне методом элементарного баланса (//60р£0к60).

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Изменение урожая и качества ячменя в зависимости от удобре-шй на типичном чернозема // Почвы и удобрения полевых культур в Центрально-Черноземной зоне: Сб.науч. тр. / ВСХИ.- Воронеж, 1977.-С.78-03. (В соавторстве).

2. ЭфЛ-активность применения удобрений под ячмень на типичном черноземе // Тез. докл.Всесоюзной школа молодых ученых и специалистов по актуальным вопросам химизации сельского хозяйства.- М., 1979.- С.176-177.

3. Влияние удобрений на урожай и качество ярового ячменя на типичном черноземе Воронежской области // Повышение урожайности сельскохозяйственных культур в Воронежской области: материалы в помощь с.-х. производству.- Воронеж, 1980,- Вип.6.-Ч.2.-С.40-42.

4. Влияние удобрений на пищевой режим типичного чернозема и продуктивность ячменя // Почвы ЦЧЗ.их плодородие и эффективность применения удобрений: Сб.науч.тр. /ВСХИ.- Воронеж,1980.-С.118-123.

5. Влияние систематического применения удобрений в севообороте на продуктивность ячменя и вынос питательных веществ на типичном черноземе // Свойства почв Центрально-Черноземной зоны и удобрения: Сб. науч.тр. - Воронеж, 1983. - С.100-105.

6. Отзывчивость ячменя на удобрения в условиях Воронежской облает // Эффективность применения удобрений и мелиорантов на почвах Центрально-Черноземной зоны: Сб.науч.тр. -Воронеж,1986,-

С.33-35.

7. Кормовые качества зерна ячменя в завис имости от уровня питания // Удобрения и мелиоранты в интенсивном земледелии Центрально-Черноземной зоны: Сб.науч.тр.- Воронок, 1989.- С.32-35.

8. Влияние длительного применения удобрений в севообороте на урока? и посевные качества семян ячменя // Совершенствование техно-логин возделывания зерновых культур в Цвптрально-Чернозоыной зоне: Сб.науч.тр. - Воронен, 1950.- С.105-109 .(В соавторстве).

9. Опит применения расчетных норм удобрений под ячмень в условиях Воронежской области // Достижения сельскохозяйственной науки - производству: Краткие тезисы докл. областной науч.конф. - * Мичуринск, 1990.- С.260-261. (В соавторстве).

10. Вннос Элементов питания отменам при длительном применении удобрений в севообороте // Достижения сельскохозяйственной науки -произвоиству: Краткие тезисы докл. областной науч. ко»]). - Мичуринск. 1990.- С.266-267.

11. Рациональное йримевение удобрений под ячмень в целях получения экологически чистой продукции // Экологические аспак™ использования и охраны почвенных ресурсов Молдавии: Тез. докл.респ. конф.т Кишинев.1990.- Т.2. - С.110-III.

12. Опыт применения тканевой диагностики на посевах ячменя // Достикения аграрной науки стабилизации сельского хозяйства: Таз. докл. - Воронен. 1991.- С.9-10. (В соавторстве).

13. Влияние длительного применения удобрений на вынос, элементов питания ячменем и коэффициенты использования питательных веществ иа удобрении // Применение средств химизация а зкологачес- "

кие проблемы в земледелии ЦЧЗ: Сб. науч. тр. - Воронеж, 1992. -С. 65-68.

14. Разработка и обоснование моделей плодородия почвы по агрохимическим показателям на типичном черноземе // Научные аспекта формирования интеллектуальной собственности специалистов АПК России:' Тез. докл. - Воронеж, 1993,- С.34-35. (В соавторства).

Подписано в печать 19.05.95г. Формат бумаги 60x90 1/16 Бумага типографская, п.л. 1.0. Тираж 100. Заказ 166.

394017. Воронеж, пр. Революции, 19 ВГГА УСП