Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Урожайность и качество зерна озимой пшеницы при длительном применении минеральных удобрений в севообороте на дерново-подзолистой супесчаной почве Полесья УССР

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Урожайность и качество зерна озимой пшеницы при длительном применении минеральных удобрений в севообороте на дерново-подзолистой супесчаной почве Полесья УССР"

ВСЕСОЮЗНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫ! НАУК кыеня В.И. ЛЕНИНА

ВСБСОГОНЫЙ ОРДЕНА- ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ УДОБРЕНИЯ И -АГРОПОЧВОВЕДЕНИЯ имен* Д.Н. ПРЯНИШНИКОВА

На драгах ружостс*

4 * •

ЛОКОТЬ АЛЕКСАНДР ЮРЬЕВИЧ

УЖ 633.111:631.8:631.4

УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ПРИ ДНИТЕЛЬНОЫ ПРИМЕНЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В СЕВООБОРОТЕ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ СУПЕСЧАНОЙ ПОЧВЕ ПОЛЕСЬЯ УССР

( Специальность 06.01.04 - агрохжвдя )

АВТОРЕФЕРАТ джссертащпг на сожсяянже учёной степенж кандидата сельскохозяйственных наук

Москва - 1990"

Диссертация вылолибна на Черниговской облартной

Черниговского ЙзЬ "Эйта"''^" iSSÖ-IS^ryjf "

Научный руководитель - 'докторсельскохозяйственных

наук •. < . • р ' . ~ "* ' Ji \ .. ■ Т.И. ИВАНОМ'.....

I?'"' ' ■■ '■...■'■*"•

О^ициальйые ошояентн: доктор сельскохозяйственных ........ наук, профессор '-v „ v

i. * . рорещйд

кандидат сельскохозяйственных наук - • • ' - ' A.B. ВШЙН

Ведущее предприятие - Украинский ¿аучно-исследователь-\ ский институт сельского хозяв-

" ! ства Нечерноземной зоны УССР

Защита состоится "27"рекаб№ 1990 г. в ____ час. на заседании специализированного совета Д 020. 09.01 при Всесоюзной ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательской институте ,, удобрений и агропочВовёдения имени " Д.Н. Прянишншгога,.до 27550",г. Ыос&ва.ул. Прянишникова,

El, БИУА. г. , ... ■ ... - л

С-диссертацией, «охйо *оз&а^ошгться в библиотеке Всесоюзного ордена Трудового Красного 'Знамехш ^научно-исследовательского института удобрений и атропочвоведения имени Д.Н. Прянишникова . -

Автореферат разослан

"М: • wM 1990 г.

Учёный секретарь....."

" ' ■ i 7Т ib,

специализированного совета, доктор сельс'±охоэЛьтвеннкх наук'

} '"" ' 1.П. ВОЛЛЕЯДТ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Адтуадьность темы- Интенсификация производства зерна оценивается правительство»: страна как. приоритетная проблема, предопределяющая успех а решении Продовольственной программы.

При интенсв$шсацшг производства зерна озимой пшеницы в зоне дерново-подзолистых, пота без применения оптимальной системы питания растений, нельзя охидать высокой, эффективности других агрономических. приемов..

Однако на современном уровне химизации земледелия для разработки. оптимальной, системы удобрения озимой пшеницы в севооборотах. обеспечивающей дальнейший рост урожайности и повышенна качества зерна» необходима более детальная опытная информация о потребности растений в элементах питания по фазам их развития, о динамике питательных веществ в почве, эффективности отдельных видов минеральных удобрений, об особенностях формирования основных элементов структуры урохая, качества зерна 8 конкретных поч-венно-климатгческих условиях.

В Полесье УССР эти вопросы изучены недостаточно.

Цель и задачи исследований. Основной целы) исследований являлась разработка и,научное обоснование оптимальной системы удобрения озимой пшеницы при возделывании ее в зернотравопропашном севообороте на дерново-подзолистой супесчаной почве в Полесье УССР.

Предусматривалось решение следующих задач: I. Изучить характер действия последовательно возрастающих доз основных видов минеральных удобрений и различных их сочетаний на динамику роста, накопления надземной биомассы к потребления питательных веществ растениями озимой пшеницы по фазам развития. 2. Исследовать направленность и степень изменения отдельных элементов структура

урожая сод влиянием минеральных удобрений.. 3. Установить действие возрастающих доз удобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы. 4. Изучить влияние интенсивного применения минеральных удобрений в севообороте на плодородие почвы. 5. Исследовать экономическую эффективность применения различных доз минеральных удобрений под озицую пшеницу» 6. На основании полученных экспериментальных данных разработать математические модели, характеризующие закономерности действия минеральных удобрений на накопление надземной биомассы, химический состав растений по фазам развития, формирование структуры урожая, урожайность, качество зерна и агрохимические свойства почвы.

Научная новизна. Впервые в условиях левобережного Полесья УССР на дерново-подзолистых супесчаных почвах, развивающихся на лёссовидных суглинках, изучены и выражены в системе математических моделей закономерности действия возрастающих доз основных видов минеральных удобрений при длительной их применении в севообороте на урожайность озимой пшеницы, химический состав растений по фазам развития, структуру посева, качество зерна и плодородие почвы.

Выявлены особенности действия отдельных видов минеральных удобрений при высоком содержании подвижных форм фосфора и низком - обменного калия в пахотном слое дерново-подзолистой супесчаной почвы, развивающейся на лессовидных суглинках. Установлены тесные корреляции между урожайность» озимой пшеницы и показателями основных элементов' структуры посева, изменяющимися под влиянием разных доз удобрений, что служит теоретической основой для целенаправленного воздействия на процесс формирования урогая. Исследована зависимость урожайности озимой пшеницы от химического состава растений в основные фазы их развития. Выявлено судестзенное воздействие погодных условий на тесноту данной связи.

Изучен характер действия возрастающих -доз удобрений в погодах условий ла качество зерна озимой шпеницн. Установлена завися-эсть содержания сырого белка а зерне озимой пшеницы от показате-I обеспеченности зерна азотом Ш^Н) в фазе полной спелости; от энцентрации общего азота в растениях и от количества азота в над-емной биомассе ла единице площади по фазам развития растений, бп-еделены оптимальные значения названных показателей в зависдмос-и от планируемой белковости зерна. Выявлены достоверные корреля-ии между содержанием сырого белка, клейковины в.зерне к показателями его физических свойств, технологических и хлебопекарных ка-еств муки пшеншш, а также между основными показателями техноло-* ических и хлебопекарных качеств муки.

Изучены темпы изменения кислотности почвы, фосфатного и калий-ого состояния зочвы под влиянием систематического внесения удоб-ений в севообороте в течение 7 лет, а также особенности динамики итательншс веществ в почве в процессе вегетации озимой пшеницы, пределен» параметры оптимального содержания подвижных форм фосфора калия в почве, обеспечивавшие получение высокой урожайности ози-юй даениш. Выявлены особенности действия минеральных удобрений ря длительном их применении на нитрв$икавдонную способность почвы.

Практическая ценность работы. Разработана и внедрена в седь-кохозяйотвэддах предприятиях Черниговской области научно обосно- . лнная, экономически рациональная система применения минеральных, добрелий под озиыув пшеницу, возделываемую в зернотравопропашном (ввообороте на дерново-подзолистой супесчаной почве, развиваадей-:я аа лессовидном суглинке.

Установлены параметры элементов структуры посева.озимой пше-1ицы, при которых формируется урожайность зерна на уровне 45-50 ¡/та. Намеченные ориентировочные параметры обеспеченности зерна 13отом (Д03Ю, концентрации общего азота в растениях и количества

азота в надземной биомассе на единице плоцади посева по фазам развития растений позволяют прогнозировать и влиять на накопление белка в зерне. Определены параметры оптимального содержания подвижных форм фосфора и калия в почве для получения высоких урожаев озимой пшеницы, что позволяет создавать благоприятный фосфатный и калийный режим почвы и более эффективно использовать ресурсы фосфорных и калийных удобрений в земледелии. Разработана система уравнений регрессии, позволявшая расчетным путем определять оптимальные дозы удобрений в зависимости от планируемых результативны) показателей - урожайности, качества зерна, агрохимических свойств почвы, экономических показателей эффективности удобрений.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований проши производственную проверку в колхозе имени 40-летия Октября Нежинского района Черниговской области. Опытные данные использовались при разработке научно обоснованной системы земледелия в хозяйствах Черниговской области в 1966-1990 гг. и на период до 2000 года, а такав нормативов по определению потребности сельскохозяйственных культур в минеральных удобрениях по зонам УССР, предназначенных для составления пятилетних (1986-1990 гг., 1991-1995 гг.) и годовых планов развития сельского хозяйства*республики.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на Всесо-взных и Республиканской конференциях молодых ученых и специалистов (Москва, Минск, Киев в 1962, 1963, 1965, 1967 гг.).

Публикации.-По теме диссертации опубликовано 5 работ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 252 страницах макинописного текста; состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству. Работа содержит 50 таблиц и 6 рисунков; 44 таблицы помещены в приложения. Список литературы включает 324 наименования, в том числе в иностранных источников.

Условия проведения опытов и методика исследований. Экспериментальная работа выполнена в период 196С-Г982 гг. в стационарном опыте по разработке системы удобрения культур полевого з^рнотраво-прспашного севооборота, заложенного в 1973 г. в СПХ "10 лет Октября" Черниговской Г0СХ0С, расположенной в окном левобережье Полесья УССР.

Климат района умеренно континентальный. Среднегодовая температура воздуха равна 5,7-6,б°С. Су\ма температур вше 10° составляет 2450°С. По количеству атмосферныг осадков район относится к зоне достаточного увлажнения. За год выпадает 500-600 мм осадков, за вегетационный период - 324-415 мм.

Длительный опыт заложен на дерново-среднеподзолистой пылева-то-супесчаной почве, развивающейся на лессовидных суглинках. Такие почвы распространены на большей части территории региона. Перед закладкой опыта почва пахотного слоя (0-20 см) на опытном участке имела, следущие средние агрохимические показатели: P%qj-4,6, гидролитическая кислотность -3,5 мг-экв, суша поглощенных оснований - 2,59 мг-экв на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями - 3Q£; содержание гумуса - 1,1446, подвияных форм фосфора -13,4 иг, обменного калия - 12,6 мг на 100 г почвы. Схема опыта • спланирована математиком-статистиком В.НЛерегудовым, представляет собой специальную выборку 1/4 части П<ЗЭ (6x6x6), содержит 54 варианта. Исследования проводили в семипольном зернотравопропат-ном севообороте, вюпвчаицем кукурузу на силос, озимую рожь, картофель, ячмень, клевер одного года пользования, лен, озимую пшеницу. Севооборот в пространстве размещен на четырех палях, которые вводили последовательно одной культурой.

В севообороте под все предшествующие озимой пшенице культуры ежегодно вносили минеральные удобрения согласно схеме опыта. За единичную среднеголову® дозу азота было принято 25 кг/га, фосфора и калия - по 27 кг/га. Органические удобрения вносили фоном на

- 5-

всех вариантах под зяблевую вспашку при возделывании картофеля -30 т/га, кукурузы - 20 т/га, что составляет 7,1 т на I га севооборотной площади.- Перед закладкой опыта вносилась, известь из расчета 0,7 дозы по полной гидролитической кислотности.

При выращивании озимой пшеницы эффективность азотных, фосфорных и кялийных удобрений изучали в дозах: 0, 30, 60, 90, 120 и 150 кг/га, которые вносили в различных сочетаниях согласно схеме опыта. Фосфорные (Рс.г.) , к калийные (Кх) удобрения вносили под основную обработку почвы. Азотные удобрения (Наа) применяли в три срока: 3Q кг/га перед locqbou на всех вариантах, вклпчащих азот, остальную часть дозы - поровну рано весной и в период выхода в трубку. Технология возделывания озимой пшеницы в опыте - рекомендованная научными учреждениями для данной зоны. Сорт озимой пшеницы - Мироновская 608.

Урожай зерна учитывали методом сплошной уборки (комбайном). Урожай соломы определяли методом пробного снопа, отобранного с 4-х площадок , общей площадью I у? на всех вариантах двух повторений опыта.. Урожай зерна пересчитывали-на 100^-ную чистоту и 14$-ную влажность. Посевная площадь делянки в опыте 145 ы^, учетная -100 иР, повторность - двукратная.

В растительных образцах после мокрого озоления пробы по К.Б.Гинзбург и др. (1963) определяли азот - по Кьельдалп, фосфор -колориыетричёски, калий - на пламенном фотометре. Влажность зерна определяли весовым методом, содержание сырого белка в зерне - умножением количества общего азота на коэффициент 5,7, количество клейковины - по ГОСТу 13586-1-68, объемную массу зерна - ГОСТу 10840-64, массу 1000 зерен - ГОСТу 10842-76, технологические и хлебопекарные качества муки - в лабораториях технологической оценки качества сельскохозяйственных культур ВИРа им.Н.И.Вавилова.

В почвенных образцах определяли: рЯ^ - потендаометрически, гидролитическую кислотность - по Каппену, сумму поглощенных оснований - по Каппену-Гильковицу, 1умус - по Тюрину, нитрэ$икационную способность почвы - по Кравкову, нитратный азот - по Грандваль-Ляжу, подвижные формы фосфора - по Кирсанову, обменный калий - по Масловой. .

Расчет экономической эффективности изучаемых доз и сочетаний удобрений проводили в соответствии с методиками экономической оценки агротехнических мероприятий и эффективности удобрений в сель- . ском хозяйстве (Н.Н.Баранов, 1974). Основные статьи затрат определяли согласно "Укрупненных нормативов..." и "Технологических карт!., разработанных для хозяйств полесской зоны УССР (1980).

При анализе экспериментальных данных в зависимости от задач исследования использовали дисперсионный, корреляционный-и регрессионный методы.

. результаты ксшований. .

I. Влияние возрастающих доз минеральных удобрений ла урожайность озимой пшеницы

Обшая надземная биомасса по йазам развития растений. Особенно-зти действия минеральных удобрений яа накопление-надземной биомассы растениями в основные фазы их развития отражены' в уравнениях регрессии для средних за 3 года данных:

Сущение весной У * 7,90+0,78Ы+0,58(Ш0,5; -У * 32,98+15,79Ы°'5+1,2НК; У « 69,24+14,15Н0'5+4,71К°»5;

5ыход в трубку

ллошение

.одная спелость: зерно

солома

Г- 0,713; Б - 0,903; В » 0,921;

7 = 28Д+9,64Ы°'5^,94Ы40,8СК0'5; К « 0,848 У ■ 39,4+4,6Ы+2,76К°»5; К » 0,868.

Основное значение для накопления надземной биомассы озимой пшеницы имели азотные и калийные удобрения. При внесении удобрений в дозах ^^^ общее количество сухой биомассы в посевах увеличилось в 1,6 раза (с 67,5 до 105,4 ц/га), в том числе биомасса зерна в среднем за 3 года увеличилась по сравнение с контролем с 28,1 до 36,8 ц/га, соломы - с 39,4 до 68,6 и/тй1

Наиболее сильное действие азотных удобрений проявлялось в 1982 г. при умеренном (ГТК 0,80) увлажнении в шоне» крайне еда-, бое - в 1980 г. при избыточном (ГТК 2,34) увлажнении в этот Период. Максимальный прирост урожайности сухой надземной биомассы растений сод влиянием азотных удобрений б 1982 г. составил 14,9 ц/га, а в 1980 г. - только '4,6 ц/га.

Стртртура цооеда. Зависимость элементов структура посева озимой пшеницы от доз удобрений выражается уравнениями регрессий (табд.1).

ТабЛШа I

Уравнения регрессии, выраЖаяциё закономерности Дайотьий удобрения на структуру посева озимой пшеяшШ (в среднем за 3 года)

I ..............МЧ —I' 1—1» ШИПИМ! I I |

Показатели | Уравнение регрессии- ; Я

Высота растений У « 94,5+5,95Ы°,23КР'5 0,811

Количество продук-

тивных стеблей к уборке урожая У в 519+57,36Ы°'5-22,13Ы 0,660

Коэффициент продуктивного кущения У 3,5-0,65и°»5+0,60X1*0,06К0'6 0,973

Длина колоса У ж 7,6+0,20Ы+0,ЮкР'5 0,856

Число зерен в колосе У « 28,9+2 ДЗН0»5 0,86?

Масса зерна с одного колоса У 1,14+0,13Ы°'5-0,081| 0,618

Уборочный индекс У 43-1,39Н 0,601

Из уравнений регрессии видно, что существенное влияние на элементы структуры посева оказывали в основном азотные удобрения. С увеличением доз азота возрастала густота продуктивного стеблестоя, длина колоса, число зерен в колосе, высота растений, но снижался уборочный индекс - Kj-03. Достоверное, но слабое влияние оказывала калийные удобрения. Они способствовали увеличению плотности продуктивного стеблестоя, но снижали длину колоса. Действие фосфорных удобрений не проявлялось.

Высокая урожайность озимой пшеницы Ç45-50 ц/га) формировалась в посевах со следующими параметрами элементов структуры к ne-риоду полной спелости: количества продуктивных побегов на I м^ на уровне 550-560 шт., число зерея а колоса - 30-33 шт, масса зерна с одного колоса - ГДб-1,20 г, масса I0QÛ зерен - 36-33 г, убороч--ный индекс - не менее 42£.

Установлены: достоверные положительные корреляции урожайности озимой пшеницы с основными показателями структуры посева: плотностью продуктивного стеблестоя на единице площади к. уборке урожая (т = Q>526)v продуктивной кустистостью C"r, = 0,3751, длиной, колоса СХ= 0,472}', числом зерен в колосе Ct = 0,62IÏ; при п = 54 т

г даст.? а'273 -

Урожайность озимой шпенипыу Зависимость урожайности зерна от

доз удобрений по средним за 3 года данным выражается уравнением

регрессии:

I =32,6+11,2Иа'5-3,45Н>1, OIK0»5, 5= 0,845.

Опыты показали, что на дерново-подзолистой супесчаной почве, развивающейся на лёссовидном суглинке, с повышенным содержанием подвижных форм фосфора (IS-I7 мг/100 г почвы) и низким обменного калия С6-7 мгДОО г почвы) основная роль в повышении урожайности озимой пшеницы принадлежит азотный удобрениям. Применение азота в дозе 60 кг/га увеличивало урожайность по сравнению с контролем в

среднем за 3 года с 32,6 до 41,6 ц/га, или на 28$, При увеличении доз азота прирост урожайности ослабевал (табл.2).

Таблица 2

Влияние азотных удобрений на урожайность зерна озимой пшеницы, ц/га

Дозы азота, кг/га

год ! 0 | .30 | 60 | 90 | 120 | 150

1980 32,4 33,9 34,5 34,9 35,3 35,6

1981 35,7 43,6 44,2 43,6 42,4 40,8

1982' 36,0 46,3 48,7 49,9 50,4 50,5

В ореднем 32,6 40,3 41,6 41,6 41,3 40,4

Эффективность азотных удобрений зависела от погодных условий в период налива и созревания зерна. При обильном увлажнении в этот период прибавки урожайности от азота резко снижались вследствие формирования плохо выполненного'.зерна (табл.3).

Таблица 3

Влияние гидротермических условий в июне на урожайность и массу 1000 зерен озимой пшеницы при разных условиях азотного питания

Г ! ПК в июне ! ' Без азота . 1 N 60 1 ы 150

Год ! ! ! 1 (урожай-юность, | ц/га 1 - ¡масса {1000 ¡зерен, ¡урожайность, г| ц/га ¡масса {1000 ¡зерен, ¡урожай-}ность, Г|* ц/га ■•масса 1000 {зерен, 5 г

1980 2,34 32,4 33,2 34,5 31,1 35,6 27,9

1981 0,90 35,7 36,6 44,2 33,2 40,8 28,1

1982 0,80 36.0 44,4 48,7 43,6 50,5 36,9

Действие калийных удобрений было слабым: прибавка урожайности на варианте К-^ в среднем за 3 года составила 2,2 ц/га. Действие фосфорных удобрений не проявлялось в связи с повышенным содержанием подвижных форм этого элемента в почве. Однако для сохране-

ния запасов подвижных форм фосфора ж калия в почве при получении урожайности озимой пшеницы порядка 45-50 ц/га, вместе о азотным! предлагается вносить фосфорные и калийные удобрения в дозах, возмещающих вынос этих элементов урожаем. В этом случае оптимальными будут дозы удобрений - ^150Р45К120'

2. Влияние минеральных удобрений на химический состав растений озимэй пшеницы по фазам развития

Внесение минеральных удобрений оказывало существенное влияние на химический состав растений озимой пшеницы в процессе вегетации. Содержание общего азота, фосфора и калия в растениях.во все фазы их развития определялось в основном дозами соответствующих видов минеральных удобрений. Наряду с этим повышение уровня азотного питания усиливало потребление фосфора и калия растениями. Наиболее заметно под влиянием удобрений повышалась концентрация азота и калия в растениях, в меньшей степени - концентрация фосфора (табл*4).

Таблица 4

Влияние минеральных удобрений на химический состав растений озимой пшеницы по фазам развития (в среднем за 3 года), % на абсолютно сухое вещество

Дозы ''содержание! Фенологическая фаза развития растений

Ы-Р-К, кг/га !в растениях, % 1 1 ¡кущение [весной ! ¡выход в!колоше-{полная спелость }трубку {нив | " » '- | { ] зерно )солома

0-0-0 Ы ?2°5 %о . .2,19 0,91 2,47 1,40 ' 0,56 1,85 о? 3 8 ООН 1,58 0,60 0,48 0,28 ' 0,12 0,62

150-150-150 Ы Р2°5 3,47 1,13 3,45 1,62 0,76 2,86 1,44 .0,58 1.64 2,14 • 0,75 . . 0,51 0,50 0,27 1,08

Изучение связи урожайности с химическим составом растений показало, что в условиях достаточной обеспеченности растений подвижными формами фосфора и калия при благоприятных погодных условиях проявляется тесная прямая корреляционная связь между урожай-! ностыэ и концентрацией азота в растениях в начальные фазы их развития. При неблагоприятной погоде в период налива и созревания зерна (1980 и 1981 гг.) эта связь ослабевала или не проявлялась совсем (табл.5).

Таблица 5

Коэффициенты корреляции между урожайностью озимой пшеницы и содержанием общего азота в растениях в начальные фазы вегетации

Фенологическая фаза развития растений —г i 1980 г. 1 —1- i 1981 г. 1 1 '! 1982 г. 1

Кущение весной -0,171 0,406 0,609

Выход в трубку -0,515 0,324 0,557

При П. « 54, 'ЪдорТф 0,273^ Р « 0,95

3. Влияние минеральных удобрений на качество зерна озимой пшеницы

Физические свойства зерна. Масса 1000 зерен зависела от доз азотных удобрений. На натуру зерна оказывали влияние дозы азотных ■ калийных удобрений. Здесь подучены такие уравнения регрессии по средним за 3 года данным; для массы 1000 зерен У - 38,7-1,3711, В ■ 0,823; для натурн'зерна У ■ 768-8,4Ш+8,93К°'5, R « 0,852.

С увеличением доз азота до 150 кг/га масса 1000 зерен пшеницы в среднем за 3 года снижалась по сравнению с контролем с 38,7 до 31,9 г, натура зерна соответственно - с 768 до 726 г/л. Калийные удобрения в такой же дозе независимо от фона азота повышали натурную массу пшеницы на 20 г/л.

Общий уровень массы 1000 зерен и натуры зерна, а также действие азотных удобрений на эти показатели в значительной мере зависели от погодных условий в период созревания, пшеницы. Так, при увеличении количества осадков и ГТК от 0,80 до 2,34 в этот период масса 1000 зерен на контрольном варианте снижалась с 44,4 до 33,2 .г, а на варианте Hj50 - с 36,9 до 27,9 г, натурная масса "пшеницы в, первом случае уменьшилась с 794 до 740 г/л, во втором - с 757 до 666 г/л.

Содержание сырого балка и клейковины в зепяе. Наиболее силь-. ное и устойчивое по годам действие на накопление сырого белка (I) и клейковины (2) в зерне озимой пшеницы оказывали азотные удобрения:

7j « 9,0 + 0.633Ы, - К » 0,841;

У2 « 20,5 + 1.87Ы + 0.305К, К - 0,939.

С увеличением доз азота от.О до 150 кг/га содержание сырого белка в зерне в среднем за 3 года повышалось с 9,0 до 12,2£, клейковины - с 20,5 до 29,8£ (фабл.7). Общий уровень белковости был выше в неблагоприятные для формирования высокой урожайности годы. При избыточном увлажнении в период налива и созревания зерна снижалась масса 1000 зерен и урожайность озимой пшеницы, что обусловливало увеличение содержания белка в зерне.

С помощью регрессионного анализа установлена количественная зависимость содержания сырого белка (У) в зерне от показателя обеспеченности зерна азотом Ш03Ю, от концентрации азота в растениях и от количества азота в надземной биомассе на единице площади в оояовные фазы развития растений (табл.6). Полученные уравнения позволяет использовать любой из названных показателей для прогноза вероятного уровня белковости зерна.

Показано, например, что при значении показателя (ПоаЫ) а период полной спелости зерна на уровне 23 мг/г содержание сырого

Таблица б

Уравнения регрессии, выражающие зависимость содержания сырого белка в зерне озимой пшеницы от показателей обеспеченности зерна азотом (среднее за 3 года)

j Уравнения ; регрессии

Показатель

; Фенологическая Фаза ; развития растений

П03Ы. мг/г

Концентрация общего азота в растениях, %

Количество азота в надземной биомассе на I

Полная спелость У е 0.428 К 0,760

Кущение весной У с: 3,68 Kj 0,670

Выход в трубку У в 6,18 Kj •0,660

Колошение У » 8,73 Kj 0,680

Кущение весной У S 0,362 К, 0,685

Выход в трубку У SB 0,617 Kg 0,655

Колошение У - 0,680 Kg 0,680

г

белка в зерне будет около 10%, а при обеспеченности зерна азотом на уровне 33 мг/г - возрастет до 14%; с ростом показателя Ш03Н) на 2 иг/г белковость зерна увеличивалась в среднем на 1%. Аналогичные данные по другим показателям обеспеченности зерна азотом приведены в диссертации.

Технологические и хлебопекарные качества зерна. Все показатели технологических и хлебопекарных качеств муки озимой пшеницы определялись влиянием прежде всего азотных удобрений (табл.7). С внесением азота в дозе 150 кг/га качество зерна по основным показателям достигало уровня требований.ГОСТа на сильную пшеницу. Влияние на эти показатели фосфорных и калийных удобрений проявлялось лишь в отдельные годы й бьшр менее значительным. При этом калийные удобрения при совместном внесении с азотными незначительно повышали технологические качества муки, а фосфорные - снижали.

Между основными показателями химического состава зерна озимой пшеницы, его физических свойств, технологических и хлебопекарных качеств муки установлены достоверные корреляции (табл.8).

Таблица 7

Качество зерна озимой пшеницы в зависимости от доз азотных удобрений (в среднем за 3 года)

Дозы азота, кг/га

циказагш1ь С 1 0 } 30 1 60 Í 90 1 120 | 150

Сырой белок, % 9,0 9.6 10,3 10,9 11,5 12,2

Клейковина, % 20,5 22,4 24,2 26,1 28,0 29,8

Время до начала разжижения теста, мин. 1.4 1,7 2,0 2,4 2,7 3,0

Разжижение теста, ед.ф. 120 107 94 81 68 54

Валориметрическая оценка, ед.ф. 36 40 44 47 51 54

Сила муки, ед.а. 139 169 200 230 261 291

Отношение Р/Ь 2,7 2,4 2,0 1.7 1.4 1,1

Набухаемость муки, см3 30 33 37 41 45 49

Объемный выход хлеба, см3 565 585 605 625 644 664

Отношение ^/А 0,39 0,40 0,43 0,44 0,45 . 0,46

Таблица 8

Корреляция основных показателей качества . зерна озимой пшеницы

¡Масса ¡Набу-{Время;Разжи-,'Вало-|Сила

¡1000 ¡хае- ¡до науженив ¡риметумуки

Показатель¡зерен ¡мость;чала ¡теста ¡риче-(

{ ¡муки ¡разжи-г ¡екая ;

; \ ¡гения; ¡оцен-}

; ( ¡теста; ¡ка

Обь- ¡Отно-емннй;тенив выход} i и хлеба; *|в.

Сырой

белок -0,598 0,809 0,787 -0,775 0,801 0,828 -0,585 0,729 0,435

Клейковина -0,756 0,919 0,829 -0,900 0,917 0,909 -0,713 0,808 0,609

Набухае-мость муки

- 0,802 -0,928 0,933 0,906 -0,648 0,808 0,528

При п » 54, гДост. ^ °»273' Р " 0,95

- 15 -

Выявлена количественная зависимость основных показателей технологических и хлебопекарных качеств муки пшеницы от набухав-мости муки. Полученные уравнения для средних за 3 года данных имеют такой вид: разжижение теста - У « 218-31,71 Н, г * 0,926; валориметрическая оценка - Г « 13,8+0,769 К, т. = 0,936; сила муки - У « 5,6 Н; Ъ » 0,777; объемный выход хлеба - У = 457+3,85Н,

Ъш 0,808, где У - соответствующий показатель качества цуга;

з

Н - набухаешсть муки, см .

Показано, что расчетный путем по набухаемостж муки озимой пшеницы представляется возможность прогнозировать ожидаемые значения основных показателей ее технологических и хлебопекарных качеств (табл.9)* '

Таблица 9

Ожидаемые значения показателей технологических и хлебопекарных качеств муки озимой: пшеницы: в зависимости от ее дабухаемости в. уксусной, кислоте (в среднем за 3 года)1

Показатель

, ! Набухаамость муки, см?

| 30 1 35 ? 4й 1 45 г 50. £ 55

Разжижение теста, ед.ф. 120 107 91 75 59 43

Валориметрическая 37 41 45 43 52. 56

оценка теста, ед.ф.

Сила муки, ед.а. 168 194 222 250 278 305

Объемный выход хлеба, см 572 592 611 630 649 658

4. Влияние длительного применения удобрений на плодородие дерново-подзолистой пылевато-• супесчаной почвы

Реакция почвенного раствора. Кислотность дерново-подзолистой супесчаной почвы постепенно повышалась только с увеличением доз азотных удобрений при систематическом их применении в севообороте

1 не зависела от уровня фосфорно-халийного фона. Это нашло свое этражение в уравнениях регрессии для показателя в слое '

3-20 сы - У«5,6-0,082Ы, К « 0,379 и в слое 20-40 - У»5,4-0,1Ш, К • 0,462; для гидролитической кислотности в слое 0-20 см -У»1,9*0,1111, Н « 0,539 и в слое 20-40 см - У«1,7+0ДОН, В ^),486,

Нитрийикяпионная способность почвы. Систематическое в течение 7 лет применение минеральных удобрений в севообороте в годовых дозах от ^25^27^27 до ■^75^>82К82 способствовало значительному по-ЁЬшений (на 72$ х контроле) нитрификационной способности почвы в слое 0-20 с М. С повышением доз удобрений до КХ25Р136К136 оп<вчв~ Но снижение эмм показателя. Закономерного изменения нитрификаци*-йнной способности йочвы в слое 20-40 см под влиянием удобрений не происходило.

Соввгйанйб- йакфдп3 * ^ачвв. Зависимость содержания подвижного фоофора в почве а йериод весеннего кущения.растений от доз фосфорных удобрений выражалось уравнением регрессии (а среднем за 3 года): для олоя почвы 0-20 см: У»16,9+3,4Р, В * 0,897; для слоя 20-40 см -У«17,Ы,39Р, И • 0,680.

Длительное применение фосфорных удобрений существенно улучшало фосфатный режим почвы. Ежегодное внесение в течение 7 лет фосфорных удобрений в дозах от 27 до 82 кг/га увеличило содержание подвижных форм этого элемента в слое почвы 0-20 см от повышенного до высокою, 108-136 кг/га Р20д ■■» до очень высокого уровня. С увеличением доз фосфорных удобрений Содержание подвижных форм фосфора значительно повышалось не Только в пахотном, но и в подпахотном слоях до глубины 40 см. Наиболее .высокое Содержание подвижных форм фосфора в почве в йосездх озимой пшеницы отмечено в начале весенней вегетации растений, 8 фазе полной спелости- Оно было минимальным^ плшгт«« кяли* в мява. Зависимое» содержания обменной» калия а соча* а период весеннего кущеаая растений от доз удобрений

характеризуют уравнения: слой почвы 0-20 см - У=6,1+1,27К, 15=0,849; слой почвы 20-40 см - У»6,4+1,07К, К = 0,865. I

Возделывание культур в севообороте в течение 7 лет на фоне навоза (7,1 т/га севооборотной площади) без внесения кяд-уйи-от удобрений привело у. снижению содержания обменного калия в слое почвы 0-20 см от среднего до низкого по сравнению с исходным. Ежегодное внесение калийных удобрений независимо от уровня азотно-фосфорного фона повышало содержание обменного калия в слое почвы 0-20 см по сравнению с контролем. При внесении калийных удобрений в годовых дозах от 27 до 82 кг/га Л^О оно оставалось значительно ниже исходного, при 108-136 кг/га 1^0 поддерживалось на уровне, близком к исходному. Накопления обменного калия в почве по сравнению с исходным содержанием при изучаемых дозах калийных удобрений не происходило. Аналогичная закономерность прослеживалась в слое почвы 20-40 см.

Наибольшее количество обменного калия в почве отмечено в фазе .весеннего кущения, минимальное - в фазе колошения, к периоду полной спелости растений озиюй пшеницы содержание его в почве несколько возрастало.

Изменение агрохимических-свойств почвы на вариантах с систематическим внесением возрастаадих доз полного минерального удобрения показано в табл.10.

5. Экономическая эффективность применения минеральных удобрений

Из трех изучавшихся в опыте видов минеральных удобрений максимум чистого дохода с I га был получен при внесении азотных удобрений. Агрономически рациональной по критериям; урожайности, степени компенсации выноса элементов питания урожаем, экономическим показателям оптимальной была доза полного минерального удоб-

Таблица 10

Агрохимические показатели плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы к концу первой ротации севооборота в зависимости от доз минеральных удобрений (на фоне навоза 7,1 т на I ла севооборотной площади, в среднем по трем полям)

[ Дозы Н-Р-К, кг/га в год

Показатель ооо { 25 27 27 { 50 i 54 ¡ 54 1 75 82 í 82 100 108 | 108 i 125 ¡ 136 } 136

Слой 0-20см

^(KCI) Гидролитическая кислотность, мрэкв на 100 г почвы 5,6 1,9 5,5 2,0 5,5 2,1 5.4 2,2 5,3 2,3 5,2 2.4

Нитри$икационная способность почвы, мг Ы-Ш), на I кг почвы d 54,5 78,0 81,0 93,9 83,0 82,9

Подвижные формы фосфора, мг Р205 на 100 г почвы 16,9 20,4 23,8 27,3 30,7 34,2

Обменный калий, мг ^0 на 100 г почвы 6Д 7,3 8,6 9,9 ИД 12,4

Слой 20-40 см

1®(КС1) 5,4 5,3 5.2 5,1 4,9

Гидролитическая кислотность, мбэкв на 100 г почвы I,? 1,8 1,9 2.0 2 Д 2.2

Нитри£икационная способность почвы , мг К-Ы0 на I кг почвы 19,3 21,4 13,9 5,8 15,5 16,9

Подвижные формы фосфора, мг Р205 на 100 г почвы 17,1 •18,5 19,2 21,2 22,6 24.0

Обменный калий, мг на 100 г почвы 6,4 7,5 8,5 9,6 10,7 11,7

Примечание. Исходное содержание подвижного фосфора в слое 0-20 см - 13,4 мг на 100 г почвы, обменного калия 12,6 мг 1^0 на 100 г почвы.

рения - • к010!^ обеспечила 123,12 руб./га чистого д

хода при окупаемости затрат 4,22 руб./руб. и оплате удобрений уро жаем зерна озимой пшеницы 4,1 кг/кг.

ВЫВОДЫ

1. В условиях левобережного Полесья УССР на дерново-подзолис той супесчаной почве с содержанием подвижных форм фосфора 16-17 м обменного калия 6-7 мг на 100 г почвы, развивающейся на лёссовидном суглинке, при возделывании озимой пшеницы в севообороте на фоне навоза (7,1 т.на I га севооборотной площади) решавдая роль в формировании высокой урожайности принадлежит азотным удобрениям. Калийные удобрения незначительно повышали урожайность- Действие фосфорных удобрений не проявлялось.

Рациональными дозами удобрений под озимую пшеницу, обеспечива щими получение урожайности 45-50 ц/га, существенное улучшение качества зерна, сохранение запасов подвижных форм фосфора и улучшение калийного состояния почвы будут ^б0^45%20*

2. Структура посева озимой пшеницы определялась в основном азотными удобрениями. С увеличением доз азота возрастала густота продуктивного стеблестоя, длина колоса, число зерен в колосе, высота растений, но снижался уборочный индекс (К^^ ). Достоверное, но слабое влияние оказывали калийные удобрения. Они увеличивали плотность продуктивного стеблестоя на единице площади, но снижали длину колоса. Действие фосфорных удобрений не проявлялось.

Установлены достоверные корреляционные связи между урожайностью озжой пшеницы и показателями основных элементов структуры посева. Это открывает возможности целенаправленного воздействия на по: 15 с с сформирования урожайности озимой, пшеницы на основе оптими-зац;н: структуры посева.

¿ысокая (45-50 ц/га) урожайность озимой пшеницы формировалась

в посевах со следующими параметрами элементов структуры к уборке урожая: количество продуктивных стеблей на уровне 550-560 шт/ь? I число зерен в колосе - 30-33 шт, масса зерна с одного колоса -1,16-1,20 г, масса 1000 зерен - 36-38 г, - нё менее 42%.

3. Концентрация азота, фосфора и калия в растениях озимой пшеницы в основные фазы развития зависела от доз соответствующих видов удобрений. Наряду с этим повышение уровня азотного фона увиливало потребление фосфора и калия растениями. При благоприятных погодных условиях проявлялась тесная прямая корреляционная связь . между урожайностью озимой пшеницы и концентрацией общего азота в растениях в начальные фазы развития. При неблагоприятных погодных? условиях в период налива и созревания зерна эта связь ослабевала или не проявлялась совсем.

4. Физические свойства зерна озимой пшеницы зависели в основном от доз азотных удобрений и условий увлажнения в период налива и созревания. При избытке Влаги (ГГК 2,34) в этот период формировалось плохо выполненное зерно. Увеличение доз азотных удобрений снижало массу 1000 зерен и натуру пшеницы. Калийные, удобрения незначительно повышали натурную массу пшеницы. Действие фосфорных удобрений не проявлялось.

5. Содержание сырого балка и клейковины в зерне озимой пшеницы зависело от доз азотных удобрений и погодных условий в период . налива я созревания зерна. С увеличением доз азота от 0 до 150 -кг/га содержание сырого бедка в зерне повышалось в разные годы с 7,8-10,82 до 10,0-13,4$. При избыточном увлажнении (ГГК 2,34) в период созревания озимой пшеницы значительное снижение кассы 1000 зерен приводило к увеличению процентного содержания белка в зерне. В годы с благоприятной погодой в этот перибд увеличение массы 1000 зерен обуславливало снижение белковости зерна.

Установлена количественная зависимость содержания сырого бел- 21 -

ка в зерне озимой тттянипн от показателя обеспеченности зерна азотом Ш03Н) в фазе полной спелости, а также от концентрации общего азота в растениях я количества азота в надземной биомассе на единице площади в основные фазы развития. Уравнения регрессии позволяет прогнозировать вероятный уровень белковости зерна по одному из названных показателей.

6. Увеличение доз азота до 150 кг/га способствовало закономерному повышенно технологических и хлебопекарных качеств пшеницы. Зерно с высокими хлебопекарными качествами формировалось при внесении азота в дозах от 60 до 150 кг/га. Фосфорные и калийные удобрения оказывали незначительное влияние на хлебопекарные качества пшеницы.

Выявлены достоверные корреляции между содержанием сырого белка, клейковины в зерне и основными показателями его физических свойств, технологических и хлебопекарных качеств муки озимой пшеницы, а также между отдельными показателями технологических и хлебопекарных качеств муки; это служит теоратичеокой основой для прогьоза хлебопекарных качеств муки пшеницы по содержанию оырого белка, клейковины в зерне и показателе набухаемости щкт.

7. Ежегодное применение аммиачной селитры в севообороте в течение 7 лет в дозах от 25 до 125 кг/га незначительно повышало кислотность почвы пахотного и подпахотного слоев.

6. Систематическое в течение 7 лет применение минеральных удобрений в севообороте в годовых дозах U^PjgKgg значительно повышало (на 72% к контроле) нитри$икационную способность почвы в слое 0-20 см. При внесении более выооких доз удобрений отмечена тенденция к снижение этого показателя; закономерного изменения нитрификацвонной способности почвы в сдое 20-40 ом не наблюдалось,

9. При возделывании культур севооборота в течение 7 дет на фоне навоза (7,1 т/га севооборотной площади) без внесения мине- 22 -

рзльных удобрений содержание подвижных форм фосфора сохранялось на исходном высоком уровне. Систематическое внесение фосфорных удобрений повышало содержание подвижных форм фосфора в почве: при ежегодном внесении фосфора в дозах от 27 до 82 кг/га содержание этого элемента в слое 0-20 см увеличилось от повышенного до высокого, при Ю8-13в кг/га Р205 - до очень высокого уровня. При этом возрастало содержание подвижных фосфатов в слое почвы 20-40 си.

Выявлена отчетливая динамика содержания подвижного фосфора в почве под озимой пшеницей в весенне-летний период: наиболее высокое содержание этого элемента отмечено в начале весеннего кущения растений, минимальное - в фазе полной спелости.

10. Выращивание полевых культур в севообороте в течение 7 лет на фоне навоза (7,1 т/га севооборотной площади) без внесения калийных удобрений привело к снижению содержания обменного калия в слое почвы 0-20 см от среднего до низкого уровня. Ежегодное применение калийных удобрений в севообороте в дозах от 27 до 82 кг/га Ю>0 повышало содержание обменного калия в пахотном слое по сравнению с контролем. Однако оно оставалось значительно ниже исходного. При внесении годовых доз 108-136 кг/га 1^0 содержание обменного калия сохранялось на уровне, близком к исходному. Анало-. гичная закономерность прослеживалась в слое 20-40 см.

Динамика содержания обменного кадия в почве в посевах озимой пшеницы наиболее отчетливо выражена при низких его запасах в пахотном и подпахотном слоях. С увеличением содержания обменного калия в почве под влиянием удобрений устойчивость калийного режима почвы повышалась. Наибольшее содержание обменного калия в обоих слоях почвы на всех вариантах опыта было в фазе весеннего кущения и выхода в трубку растений, минимальное - в фазе колошения; к фазе полной спелости оно несколько возрастало.

12. Экономически оптимальными дозами минеральныг удобрений а условиях рассматриваемого опыта являются; ^£0^45^x20 * Вн0сение таких доз удобрений обеспечивало урожайность зерна озимой пшеницы на уровне 45-50 ц/га, чистый доход - 123,12 руб./га, окупаемость затрат - 4,22 руб./руб., оплату удобрений урожаем" зерна 4,1 кг/кг, позболяя при этом сохранять запасы подвижного фосфора и обменного калия в почве на исходных уровнях,

ПЩЩОЖЕНШ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В условиях левобережного Полесья: УССР на дерново-подзолистых пылевато-супесчанЬос почвах, с содержанием подвижных форм фосфора 16-17 мг/IOQ г и обменного калия - 6-7 мг/ЮО г пачвы, развивающихся на лёссовидных суглинках, наибольший прирост ypasaj ности озимой пшеницы, возделываемой в зврнотравопрапашнйм севооб< роте, обеспечивают азотные удобрения. Для получения урожайности озиюй пшеницы на уровне 45-50 ц/га, улучшения качества зерна и компенсации выноса фосфора и калия из почвы рекомендуется внесение минеральных удобрений в дозах ^60*4 5%20 ^ навоза в норме не менее 7,1 т на X га севооборотной площади.

2. Для формирования.урожайности озимой, пшеницы на уровне 45-50 ц/га рекомендуется иметь к уборке следующие параметра элементов структуры посева: количество продуктивных побегов 550-560 шт/i^, число зерен в колосе - 30-33 шт., масса зерна с одного ко лоса - 1,16-1,20 г, масса 1000 зерен - 36-38 г, уборочный индекс CKjj.03<) - не менее 42%.

3. Прогнозирование содержания сырого белка в зерне озимой, пшеницы предлагается осуществлять на основании концентрации обще го азота в растениях или его количества в надземной биомассе на единице площади посева' (I ifi) в основные фазы развития растений. 5 работе даны ориентировочные уровни назиянннт показателей.

4. Прогноз вероятного уровня технологических И' хлебопекарных честв зерна.озимой пшеницы можно осуществлять на основании лег> я быстро определяемого показателя - набухаемости цуки.

5. На дерново-подзолистых супесчаных почвах, развивающихся

i лёссовидных суглинках для получения высоких урожаев озимой платы (45-50 ц/га) оптимальным содержанием подвижных форм фосфора пахотном слое следует считать 16-17 мг Р205 на 100 г почвы и именного калия - 12-15 мг KgO на 100 г почвы.

Основные положения диссертации.опубликованы в следующих работах:

1. Локоть А.Ю. Действие возрастающих доз минеральных удобрб-3 на урожай и качество озимой пшеницы в Полесье УССР // Тезисы кладов Всесоюзного научно-технического совещания географической ти опытов с удобрениями 19-21 октября IS82 г. - М., 1982. - Ч.П.

С.62-63.

2. Локоть А.Ю. Использование производственных функций как да из методов прогнозирования продуктивности сельскохозяйствен-х культур // Тезисы докладов Всесоюзной школы молодых ученых и ециалистов 25 ноября - I декабря 1983 г. - Минск, 1983. - С.68-69.

3. Локоть А.Ю. О некоторых резервах увеличения производства рна пшеницы // Обзор. Продовольственная программа - дело всена-дное. - Чернигов, 1983. - 26 с.

4. Локоть А.Ю. Действие возрастающих доз минеральных удобре^ В на урожай и качество озимой пшеницы в Полесье УССР //Бйлл.

... С. • •<■<-■ , 2марнШ'1с,М^>лЛокоть А.Ю.'; Методические ре- •. иендации nó внедрению даучно обоснованной системы земледелия в зяйствах Черниговской-области в^ 1986-1990 годична 'период до DO года. - Чернигов, 1987. - С.95-106.