Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИИ НА ВЕЛИЧИНУ И КАЧЕСТВО УРОЖАЯ СОРТОВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ НЕУСТОЙЧИВОГО УВЛАЖНЕНИЯ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИИ НА ВЕЛИЧИНУ И КАЧЕСТВО УРОЖАЯ СОРТОВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ НЕУСТОЙЧИВОГО УВЛАЖНЕНИЯ"

Л-зъчеХу

На правах рукописи

КОПЫЛОВ Владимир Иванович

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ВЕЛИЧИНУ И КАЧЕСТВО УРОЖАЯ 4- СОРТОВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ НЕУСТОЙЧИВОГО УВЛАЖНЕНИЯ

06.01.04 — Агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

САРАНСК 2004

Работа выполнена в 2000-2003 гг. в Мордовском НИИ сельского хозяйства и на кафедре агрохимии и почвоведения Мордовского государственного университета им. Н, П. Огарева.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук

профессор Л. В. И вой лов

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

профессор С. И. Новоселов,

кандидат сельскохозяйственных наук В. В. Бутяйкин

Ведущая организация: Министерство сельского хозяйства и

продовольствия Республики Мордовия

Защита состоится 27 февраля 2004 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета ЕС 212.117.03 при Мордовском государственном университете им. Н. П. Огарева по адресу: 430904, Республика Мордовия, г. Саранск, пос. Ялта, ул. Российская, 31, ауд. 223.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева.

Автореферат разослан « января 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Г. М. Кононова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ .

Актуальность темы. Проблема производства фуражного и пивоваренного ячменя на юге Нечерноземной зоны России стоит довольно остро, поскольку в современных экономических условиях перед регионами ставится задача достижения самообеспеченности потребностей животноводства и перерабатывающей промышленности относительно дешевым зерном отой культуры. Данная проблема особую актуальность приобретает в последнее время, так как на закупку на стороне сырья для производства пивного солода тратятся достаточно большие средства, необходимые аграрному сектору республик, краев и областей. 1 - • - -

Ячмень в Мордовии стал традиционной сельскохозяйственной культурой лишь в последние 30-35 лет. До середины 70-х годов минувшего столетия он возделы вался в республике на площади не более 10 тыс. га в год, с 70-х гг.—около 40 тыс. га в год. В последние 10 лет посевы ячменя занимают здесь от 135 до 285 тыс. га, а урожайность зерна варьирует от 0.35 до 2.25 т/га.

Низкая продуктивность ячменя связана прежде всего с нарушениями в технологии возделывания этой культуры и недостаточной изученностью отдельных вопросов агротехники новых сортов, отсутствием информации1 о сортовой отзывчивости на применение удобрений.

Появление в последние годы новых высокопродуктивных сортов ярового ячменя диктует необходимость совершенствования адаптивных технологий возделывания этой.культуры, изучения особенностей питания и сортовой реакции растений на внесение удобрений.

Исследования являются составной частью плана НИР Мордовского НИИ сельского хозяйства по заданию 06.06.01 Российской академии сельскохозяйственных наук для Волго-Вятского региона.

Цель и задачи исследований. Целью работы явилось изучение влияния минеральных удобрений на урожайность и показатели качества зерна сортов ярового ячменя Зазерский 85 и БИОС~! в зависимости от погодных условий в зоне неустойчивого увлажнения юга Нечерноземья России,

Основные задачи исследований;

- определить эффективность действия различных доз и соотношений минеральных удобрений на урожайность зерна и соломы ячменя в условиях неустойчивого увлажнения;

- выявить влияние минеральных удобрений и погодных условий на химические и технологические показатели качества зерна ячменя;

- оценить роль отдельных факторов (погода, сорт, удобрение) и их сочетаний в варьировании урожайности и показателей качества зерна ячменя;

- установить параметры потребления и коэффициенты использования главных элементов питания сортами ячменя из почвы и удобрений;

- дать экономическую и энергетическую оценку применения удобрений под ячмень. -ч"

Научная новизна исследований. Впервые применительно к агроклиматическим условиям" РбспУбШКй" Мордовтпручена сортовая реакция ярового ячменя 3и ер екай «Уй на вь зеение различных доз фонд научной литературы

>10 ЧЬ 9,

к сочетаний минеральных удобрений, экспериментально доказано, что погодным условиям., периода вегетации принадлежит доминирующая роль (55-80 %) в варьировании урожайности и отдельных показателен качества зерна ярового ячменя.

Автором установлены корреляционно-peipecciiomibie связи между количественными и качественными показателями урожая ярового ячменя, а также математические зависимости для прогнозирования экстракт вносги зерна сортов ячменя Зазерский 85 и БНОС-1 по содержанию в них белка и массе 1 ООО зерен.

Практическая значимость работы. Полученные в исследованиях данные являются теоретической и практической основой для рационального применения минеральных удобрений при возделывании ячменя на черноземах выщелоченных тяжелосуглинистых в условиях неустойчивого увлажнения юга Нечерноземной зоны России.

На защиту выносятся следующие положения:

- варьирование величины урожая и отдельных показателен качества зерна сортов ярового ячменя на 55-80 % зависит от условии погоды периода вегетации и на 4-20 % — от применения различных доз и сочетаний минерал ьных удобрений;

- увеличение дозы внесения калия в составе полного минерального удобрения с 40 до 80-120 кг/га д. в. на черноземах выщелоченных тяжело* суглинистых со средним содержанием подвижных форм калия не приводит к достоверному улучшению пивоваренных качеств ячменя;

- параметры потребления основных элементов питания сортами ячменя и коэффициенты их использования из почвы н удобрений существенно отличаются от опубликованных справочных данных;

- использование минеральных удобрений в умеренных дозах под ячмень экономически и биоэн ергстичсски эффективно. •

Личный вклад соискателя. Соискателем лично разработана программа исследований, проведен полевой опыт и выполнен значительный обьем сопутствующих наблюдений, учетов и анализов,'сделаны теоретические обобщения полученного экспериментального материала, а также выводы и предложения производству.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на заседаниях ученого совета Мордовского НИИ сельского хозяйства (Саранск, 2000-2003), на заседаниях кафедры агрохимии и почвоведения Мордовского государственного университета им, Н. П. Огарева (Саранск, 2000-2003), апробированы на международных, всероссийских и региональных научно-практических конференциях: «Агрохимические аспекты повышения продуктивности сельскохозяйственных культур» (Москва, 2002), «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства» (Пен- -за, 2002), «Достижения и новейшие технологии в агрономии на рубеже веков» (Самара, 2002), «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» (Йошкар-Ола, 2003), «Пути решения проблем повышения адаптивности, продуктивности и качества зерновых и кормовых культур» (Самара, 2003), «Результаты ис-

следовании Географической, сети опытов с удобрениями .и другими агрохимическими средствами» (Москва, 2003).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 13 работ.

Структура II объем диссертации. Диссертация изложена на 111 страницах машинописного текста в компьютерном исполнении н состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству. Она включает 29 таблиц, 7 рисунков, 45 приложений. Библимрафичесюш список содержит 268 наименований, в т.ч. 6-иностранных авторов.

Автор выражает признательность д-ру с.-х. наук нроф. Л. В. Ивойлову, сотрудникам JI. Н. Прокнной, М. Н. Бессоновой, Е. Н. Хвостову, Е. М. Соло-11CHKO, студентам О. Н. Самойловой, Е. Л. Ковалевой, Д. Е. Солоненко за помощь при проведении нолевых и лабораторных исследований.

УСЛОВИЯ II МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ,

Исследования проводились на опытном поле отдела семеноводства Мордовского НИИ сельского хозяйства в 2000-2002 гг.

Для оценки влияния минеральных удобрении на урожайность, химический состав и качество зерна районированных сортов яровою ячменя (Hordeum sativum var. dhttchon Asch. et Graebn.) бил заложен методом наложения нолевой мелкоделдночный двухфакгорный (2x9) опыт. На делянках 1-го порядка изучались два сорта ячменя - Зазсрский 85 (селекции Белорусского НИИ земледелия и кормов) н БНОС-1 (селекции НИИСХ ЦРНЗ совместно с Рязанским НИИПТИ ЛПК и ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии), на делянках 2-го порядка - доил и сочетания минеральных удобрений (в форме N№ Ptl и КО: 1 - без удобрений (контроль), 2 — N«P«, 3 — Niotv«, 4 - N^PjoKjcs 5 - N«P,*)Kw. 6 - K^PjoKto. 7 - NsoPjoKjo. 8 - N«P»oK«b 9 - МюРлоК)». Расположение делянок 2-го порядка в опыте — систематическое в 4 яруса, со смещением вариантов в последующем ярусе на 2 делянки, повторность — четырехкратная. Общая площадь делянки первого порядка 63,0 м1 (31.5x2.0), второго - 7.0 мг (35x2.0), учетная - 5.0 мг (3.0x1.65).

Почва участка - чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый среди е-моишый среди егумусный на желто-бурой делювиальной глине с содержанием (0-25 см) гумуса (по Тюрину) 7.610.5 %, общего азота (по Кьсльдалю) — 0.37i0.01 %, подвижного фосфора и калия (по Кирсанову) - соответственно 262±33 и 104-U2 мг/кг почвы. Гидролитическая кислотность (по Капнсну) равнялась 7.Ы0.9 мг-экв/100 г почвы, сумма поглощенных оснований (по Каипсну-Гцльковицу) 30.7АО.6 мг-экв/100 г почвы, степень насыщенностн почвы основаниями - 81.2±2.4 %; рНТО1 (потснцномстричсскн) - 5.3±0.2.

Агротехника возделывания ячменя в опыте - рекомендуемая для условии Республики Мордовия. Норма высева — 5 млн всхожих семян. Предшественник — озимая рожь, идущая по чистому пару.

Учег урожая проводился вручную с обмолотом снопов на сноповой селекционной молотилке МСМ-1 с последующим взвешиванием зерновой массы н приведением ее к 14-% влажности и 100-% чистоте.

Исследования, учеты, наблюдения и анализы проводились в соответствии с общепринятыми меюдиками (Методические указания..., 1933; Доспехов Б.Л., 1985) и но соответствующим ГОСТам. Химический анализ зерна и соломы ячменя выполнен нз анализаторе <(N1RSCANER»-42S0 в агрохимической лаборатории Мордовского НИИ сельского хозяйства.

Статистическая обработка результатов исследовании осуществлена на ПЭВМ с использованием дисперсионного и корреляцион н о- peipecc и он ко го методов анализа с привлечением пакета программ прикладной статистики «Stat» (версия 2,6, ИВЦ МарГУ, 1993). Энергетическая оценка технологий выполнена но методике РЛСХН (1994), экономическая - но фактическим затратам с привлечением технологических карт возделывания культуры.

Метеорологические условия в годы проведения опытов были различными, но типичными для зоны неустойчивого увлажнения.

2000 г. характеризовался как избыточно увлажненный с пониженными температурами в первую половину вегетации ячменя и как засушливый и жаркий — во вторую (особенно в период формирования и налива зерна), а 2001 г, — как засушливый и холодный в первую половину вегетации и как засушливый и жаркий - во вторую (однако достаточные весенние запасы продуктивной влаги в почве н выпадение атмосферных осадков в критические по отношению к влаге фазы развития культуры способствовали формированию ее высокой продуктивности). 2002 г. оценивался как холодный и влажный в первой половине вегетации, сухой и жаркий - во второй ее половине. Гндротермнческий коэффициент (ГТК) за период вегетации при средней многолетней норме 1.1 составил в 2000,2001 и 2002 гг. соответственно 1.61,0.70 и 0.82.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Влияние минеральных удобрений на урожайность ярового ячменя

Складывающиеся погодные условия в годы проведения исследований оказали существенное влияние на продуктивность ячменя. Так, урожайность зерна ячменя Зазерский 85 в 2000 г. составила в среднем по опыту 2.85 т/га, БИОС-! - 2.48 т/га, в 2001 г. - 533 и 4.27 т/га, а в 2002 г.-2.99 и 3.51 т/га соответственно. Урожайность соломы была наибольшей в 2000 г. (в среднем но опыту 4.21 т/га для сорта Зазерский 85 и 3.74 т/га - для БИОС-!), наименьшей-в 2002 г. (3.23 и 3.10 т/га соответственно). Коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза (А"*«), показывающий долю зерна и обшей надземной биомассе, наиболее высоким был в 2001 г. (для ячменя Зазерский 85 в среднем по опыту он составил 0.623, для БИОС-1 — 0.564), наименьшим — в 2000 г. (0.403 и 0,398 соответственно).

Внесение минеральных удобрений достоверно увеличивало урожайность зерна и соломы ячменя. Наивысший сбор зерна ячменя Зазерский 85 наблюдался в 2000 г. при внесении N^K^ N4oP«K«b NsoP*oK«o 11 NwPajKso (прибавки урожайности к контролю без удобрений равнялись 0.70-0.93 т/га, или 30-40 %). По сорту БИОС-i по тем же вариантам прирост урожайности

зерна составил 0.83-1.33 т/га, или 46-73 % к контролю. Лучшую результативность для первого сорта обеспечивало в 2001 г, применение М^Р^К« и Г^иЛоК]», в 2002 г. - ИбоРадК« и ^оРиКю, для второго - КвоРдо^о. К^РадКад и Г^оР^аь в 2002 г. - Ы^РдоК^о И ИеоРчоК^ •

Таким обратом, отзывчивость ячменя на удобрения зависела как от метео-ролошчсскнх условий периода вегетации (в 2000 г. прибавки урожайности от внссеиия удобрений были выше, чем в 2001-2002 гг.), так н от возделываемого сорта (ячмень БИОС-1 в среднем за 3 года исследований при меньшем уровне продуктивности лучше, чем Зазерский 85, отзывался на удобрения).

В среднем за 3 года исследований самая высокая прибавка урожайности ячменя Зазерский 85 получена ог внесения N^43X40 (0.58 т/га, или 18 % к контролю) с окупаемостью 1 кг д. в, КРК зерном 4.8 кг (табл. 1). 11з парных сочетаний наибольший э<}>фект по сорту Зазерский 85 получен от ЫадКю (прибавка урожайности 0.41 т/га с окупаемостью 1 кг д. в. 1ЧРК 5.1 кг зерна). Для ячменя БИОС-1 лучшую результативность обеспечивало применение НюРдцКдо — прибавка урожайности составила 1.12 т/га, или 40 % к контролю с оплатой 1 кг д. в. №К 7.0 кг зерна. При внесении М^Кю под ячмень БИОС-1 окупаемость 1 кг д. в. №К была равна 8.5 кг зерна,, а прибавка урожайности — 0.68 т/га, млн 24 % к контролю без удобрений.

Таблица 1. Влияние удобрений на урожайность сортов ярового ячменя, т/га (среднесза 2000-2002 тт.)

Шрмит Зазерский /(5 БИОС-1 ■

Урожайность Окупаемость ИРК зерном, кг/кг Урожайность ' Окупаемость НРК зерном, кг/иг

зерна соломы зерна- соломы

Без удобрений 331 3.26 - .2.79 2.90 -

3.69 3.20 4.8 3.21 3.01 5.2

ЫиК« 3.72 3.59 5.1 3.47 3.41 8.5

ИгоР-юШ) ■ 3.49 3.17 1.8 3.11 3.40 ■ 3.2

МюРмК« 3.89 3.51 4.8 3.49 337 5.8

3.86 3.63 3.9 3.72 3.75 6.6

3.8В 3.92 3.6 3.91 3.92 7.0

Ы^РадКад 3.83 3.82 3.2 3.53 3.11 4.6

3.83 3,79 2,6 3.54 3.61 3.8

1ГСРс1 (общая) 0.57 1.00 ,

ИСРщ (с<?рт) 0.11 0.19

ПСР«%( удобрение) 0.23 041

Действие отдельных элементов минерального литания и а урожайность зерна и соломы ячменя (в среднем за 3 года исследований) выражалось сле-

дующими уравнениями регрессии; для ячменя Зазерский 85

У, = 3.354 + О.ООбЫ + 0.001Р + 0.002К; И1 = 0.825; '

Ус = 3.142 + 0.009М - 0.006Р+ 0.005К; 1^ = 0.866;

для ячменя БИОС-1

У, = 2.800 + 0.014Ы - 0.002Р + О.ООЗК; Я1 = 0.972;

Ус = 2.931 + 0.01 Ш - 0.003Р + 0.002К; Я1 = 0.638; где У, — урожайность зерна, т/га; У( - урожайность соломы, т/га; N. Р, К -дозы соответствующих форм удобрений, кг/га д. в.; Я1 - коэффициент детерминации.

Из приведенных уравнений видно, чго ведущая роль в повышении урожайности зерна и соломы ячменя принадлежала азоту удобрений, калий находился во втором минимуме. На почвах, хорошо обеспеченных подвижными формами Р^О;, применение фосфора в составе минеральных удобрений практически не влияло на урожайность зерна и соломы ячменя. Это хорошо согласуется с исследованиями и других авторов (Иванова Т. II, 1989; Державин Л. М., 1992; Богомазов Н. П. и др., 1997).

Как показал корреляционно-регрессионный анализ результатов снопового анализа, урожайность зерна ячменя напрямую зависела от количества продуктивных стеблей на единице площади (гв 0.388...0.724) и массы I 000 зеренячмеия (г = 0.50б...0.582). ■■ '

Влнннне минеральных удобрений на показатели качества и химический состав зерна ячмени

Технологические показатели качества зерна. Масса 1 000 зерен зависела как от погодных условий периода вегетации, так и от особенностей сорта и применения минеральных удобрений (табл. 2).

Таблица 2. Влияние удобрений и* тс шел отческие показатели качества зерна ячменя (среднее за 2000-2002 гг.)

3.1 крекий М БИОС-!

Натур Масса Круп- Прорас- Нагур Масса Круп- Прорас-

Вариант ная 1000 ность, тае- нзя- 1000 ность, тае-

масса. зерен. % МОСТЪ, масса, зерен. % мость,

г/л г % г/л" г %

Без удобрений 667 39.8 »9.4 95 663 46.2 89.9 95

660 41.5 90.5 94 666 47.0 89,9 94

666 41.8 906 94 671 48.7 90.3 95

671 41.4 88.7 94 670 49.6 90.6 95

Ы«Р4фК40 661 42.8 88.5 95 671 49.2 91.0 ■95

МмР«К40 666 43.5 89.2 94 670 49,9 91.0 . 95

(ад^оК« ,670 42.6 89.1 94 670 50,0 92.6 94

ЫиРмКэд 670 42.3 88.9 95 670 48.9 91.2 95

Ы^Р^оКцо 670 42.6 88.8 96 672' 48.5 91.8 96

Среднее по сорту 667 42.0 893 95 669 48.7 90.9 95

НСР<я (общая) 3.1 ИфСРоц 2

ИСР<а (сорт) Рф<Ри 06 Р*<Р<»

НСРщ (удобрение) Р<Ь<Р^ 1.3 Р,Ь<Ро' 1

Самая низкая масса 1 ООО зерен в среднем по опыту отмечена в 2000 г. (42.4 г), а самая высокая - в 2002 г. (47.6 г). Лчмень БИОС-1 во все годы исследования формировал более крупное зерно (в среднем за 3 года масса 1 000 зерен составила 48.7 г), чем ячмень Зазерский 85 (42.0 г). Применение минеральных удобрений достоверно увеличивало этот показатель. В среднем за три года он был максимальным по сорту Зазерский 85 на варианте ЫбоРадК^ — 43.5 г (на контроле - 39.8 г), по сорту БИОС-! — на варианте Ы^оРдоК« - 50.0 г (без удобрений - 46.2 г).

Применение минеральных удобрений практически не оказало влияния на натурную массу и крупность семян ячменя.

Прорастаем ость зерна определялась погодными условиями вегетационного периода (максимальный показатель по опыту отмечался в 2001 г,-98.9 %, минимальный - в 2002 г. - 96.6 %} и внесением минеральных удобрений (внесение ИдоРло^чзо обеспечивало хоть и незначительное, но достоверное увеличение прорастаем ости ячменя).

Содержание сырого белка и крахмала. В 2000-2001 гг. ячмень БИОС-1 имел зерно, более богатое протеинами но сравнению с Зазерским 85. Так, в 2000 г. содержание белка в зерне ячменя БИОС-1 в среднем по опыту равнялось 14.4 % (с колебаниями от 13.8 до 15.1 %), у Зазерского 85 -13.8 % (пределы варьирования составляли от 12,6 до 15.7 %), в 2001 г. -14.4% (от 14.0 до 14.9%) и 13.1 %(от 12.8 до 13.7 %) соответственно. В условиях 2002 г. изучаемые сорта по содержанию белка в зерне существенных различий не имели. Следует отметить, что во все годы исследований белковость зерна ячменя изучаемых сортов превышала 12.%, в том числе на варианте без применения удобрений (табл. 3).

Тайчица 3. Влияние удобрений на иокататели качества пивоваренного ячменя (среднее и 2000-2002 гг.)

Зазерский Н5 ЫЮС-1

Белок, Крах- Плен ча- Экстра Белок, Крах- Нлгнча- Экстра

Вариант % . мал. % юете., % ктив-ность, мал, % тостъ, % КГН8- ность,

% %

Без удобрений 13.2 Ы.1 9.5 74,9 13.9 59.5 10.7 72.7

13.0 61.3 9.9 753 13.5 600 11.2 73.3

12.7 61.5 10.4 75.7 13.4 600 10.9 73.7

ИгоР^К« 13.1 60.9 9.9 74.7 13.7 59.7 10.6 73.0

13.0 61.1 10.0 75,0 13.6 60.0 11.0 73.3

И^РиК,., 13.4 60.7 10.4 74.3 143 59,2 11.0 72.0

ЫюР^Км 14.1 60.0 10.8 73.0 143 59.2 113 72.0

КюРасКв» 133 60.8 9.6 74,4 13,6 60.0 10,5 733

N^>40^1» 12.9 бы 9.3 75.4 13.4 60.2 10.2 73.8

Среднее по сорту 13.2 61.0 10.0 74.7 ■ 13.7 59.8 10.8 73.0

НСГ<я (общая) 0.9 1.2 1.0 2.0

НСРа (сорт) 0.2 0.2 0.2 0.4

НСРг^ (удобрение) 0,4 0.5 0.4 0.8

В среднем за годы исследований зерно ячменя с наименьшим содержанием белка (12.7 % по сорту Зазсрский 85 и 13.4 % - но БИОС-!) было получено при внесении Х<оКю. наибольшее - при использовании (14.1 и 14.3 % соответственно). Увеличение дозы калия в составе полною минерального удобрения с 40 кг д. в. до 80-120 кг не приводило к достоверному снижению белковости зерна ячменя.

Содержание крахмала в зерне изучаемых сортов ячменя составило в 2000 г. 59.2 %, в 2001 г. - 60.3 и в 2002 г. - 61.6 Более высокая крахмали-стость отмечалась у ячменя сорта Зазерский 85 (61.0 %, или на 1.2 % выше, чем у ячменя БИОС-1).

• Содержание крахмала (/0 в зерне ячменя вне зависимости от сорта находилось в тесной обратной связи с количеством в нем белка (Б), и эта закономерность выражалась следующим уравнением регрессии: Л*(з)оо-гоо1)~ 88.35 — 1.43 Б, г = -0.935.

В годы проведения исследований содержание экстрактивных всшсств в зерне изучаемых сортов ячменя варьировало в пределах 69—77 %. В среднем по опыту его экстрактивность в 2000 г, равнялась 72 %, в 2001 г. — 74 и в 2002 г. — 76 Ячмень Зазсрский 85 имел более высокое содержание экстрактивных веществ (75 %), чем БИОС-1 (73 %). Этот показатель находился в тесной прямой зависимости ог уровня накопления крахмала (у»с1|.= 1.62х>г1чч — 24.18; г— 0.995) и тесной обратной - ог содержания белка в зерне ОЧор = 107.13 - 2.47^^.; г = -0.954).

Между экстрактнвиостью ячменя (£), содержанием белка (Б) в зерне и массой 1 000 зерен (А/) также существует тесная зависимость, которая выражается следующими уравнениями множественной линейной регрессии: 101.10-2.33 £+0.10 А/ = 0.939; Етос-1 = 95.85-2.11 £ + 0.13 Л/ /Г = 0.949. Однако уравнения для быстрою определения экстрактавности зерна по его белковости и массе 1 000 зерен, полученные для условий Мордовии, значительно от-личаютсяог уравнений, используемых в Чехии (Бе1еуловМ. Ш.,2002),

В опыте но годам наблюдений не было зарегистрировано достоверной, связи между содержанием белка в зерне изучаемых сортов ячменя и массой 1 000 зерен, которая нередко отмечалась другими исследователями (Иванова Т.Н. и др., 1978). Однако при анализе трехлетних данных, установлена достоверная зависимость между содержанием белка в зерне (5) и массой I 000 зерен (А/) для ячменя Зазерский 85, которая выражается следующим уравнением регрессии: . , £(2000-2002) =

18.71-0.1314А/; 11 = 0.518, Для ячменя сорта БИОС-1 этой связи не выявлено.

Пленчатость ячменя значительно менялась от условий года, минерального питания и сортовых особенностей. Так, в среднем по опыту максимальная пленчатость наблюдалась в 2000 г. — 11.6 %, минимальная - в 2001 г. — 9.7 %, причем у сорта БИОС-1 она была выше, чем у Зазер-ского 85 (10.8 и 9.9 % соответственно). Минеральные удобрения оказывали значимое влияние на пленчатость ячменя. Максимальное содержаВ

нис мякинной оболочки оказалось на варианте ИзоР^Кло. минимальное -при внесении ЫмРдэКсо.

Химический состав зерна. Содержание N. Р1О3, КгО, СаО в зерне и соломе ячменя при возделывании его в зоне неустойчивого увлажнения существенно изменялось по годам н значительно отличалось по отдельным параметрам от данных, приводимых в справочной литературе. Так, в зерне ячменя содержание N было на 0.19-0.30 % выше, а Р205 - на 0.17-0.31 % ниже средних нормативных показа!елей, в соломе содержание азога, фосфора и кальция выше на 0.64-0.66 %, 0.20-0.24 и 0.40-0.43 % соответственно, а калия на 0.35-0.40 % ниже справочных данных.

Достоверное влияние на содержание N. РгО; и КгО в зерне и соломе ячменя оказывали, как правило, только дозы соответствующего вида удобрения независимо от того, в каких соотношениях с другими удобрениями оно применялось. При этом азотные удобрения значительнее повышали содержание азота » зерне ячменя, в соломе его концентрация изменялась в довольно узких пределах. Следует отмен гть, что увеличение содержания азота взерне и соломе ячменя определялось не только дозами азота в составе минеральною удобрения, нон фосфора— аяемет а, комплементарного по действию азоту.

Роль погоды, сорта и удобрений в варьировании величины и показателей качества урожаи ярового ячмени

Анализ рассеивания экспериментальных данных свидетельствует о том, что погодные условия вегетационного периода сказывались главным образом па варьировании зерновой продуктивности ячменя, на содержании в зерне золы, крахмала, экстрактинных веществ, Р2О5 и КгО, его пленчато-сти; сортовые особенности - на изменчивости содержания СаО в зерне ячменя и на массе 1 000 зерен (табл. 4),

Таблица 4. Роль факторов в варьировании величины и показателей качества

урожая ярового ячменя

Фактор Долевое участие фактора^1, %)в варьировании

урожайности содержания в зерне пленчат ости зерна истрак т и внести зерна массы 1000 зерен

зерна соломы белка крахмала клетчатки

Погода (фактор Л) 50 37 47 57 53 61 59 24

Сорт (фактор В) 2 2 12 21 16 15 17 57

Удобрения (фактор С) 5 20 16 8 ' 4 12 9 6

В ыимодействие фак-

торов:

АВ 9 4 11 4 6 1 6 В

ЛС 2 29 7 4 3 5 4 2

ВС ■ 1 5 1 2 4 л 1 1

ЛВС 1 3 6 4 12 4 4 2

Варьирование белковости зерна ячменя наполовину определялось погодными условиями периода вегетации (47 %), в меньшей мере — внесением удобрений (16 %) и сортовыми особенностями (12 %).

Полученные для зоны неустойчивого увлажнения данные о долевом участии погоды в варьировании величины продуктивности ячменя значительно (в 1.5-2 раза) отличаются от таковых для зоны устойчивого увлажнения (Пасынков Л. В., 2002; Ризенко Г, В;, 2002), .

Параметры потребления основных элементов питании различными сортами ячмени и коэффициенты их использовании из удобрении

Минеральные удобрения,.способствуя увеличению урожайности ячменя и содержания элементов питания как в продуктивной, так и в непродуктивной части растений, оказали заметное'влияние на величину общего выноса питательных веществ урожаем (табл. 5). Значительное воздействие в этом плане оказывали также условия погоды и связанные с ними уровень продуктивности и химический состав растений. ■

Таблица 5. Влияние удобрений на вынос Г4, РгО:, К1О м СаО с урожаем ячменя (средпееза 3 года)

Вариант Вынос, кг/га • ъ Расход на 1 т зерна1 КГ

N рго< ■ СаО N. | Рг(К К-О СаО

Зазерсхи ¿«5

Без удобрений 98 26 27 28.' 29.6 7.9 8.2 8.5

104 ■• 29 •30 ' 27 28.2 7,8 8.1 7.3

107 . .29 " 38 28 28.8 ■ 7,8 10.2 1Л>

100. ,28 31 . 25 • 28.6 8,0 8.9 7 2

Ы^Р^Кдо 111 - 31 . 34 29 28.5 8.0 8.7 7.5

ЫмРасК« 117 32 42 29 30.3 8.3 10.9 7.5

125 33- ■ 44 * 34- ■ 32.2' 8.5 11.3 8.8

117 34 " ' 42 ' 32' 30.5 8.9 11.0 8.4

Н»оР4оКт ПО 29 37 29 28.7 7.6 9.7 7.6

Среднее по сорту ПО 30 36 , 29 293±1.0 8.1*0.3 9.7±1.0 7.8±0.7

.. - ■.■ БИОС-! . *

Без удобрений ' 89 27' 27 23 31.9 9.7 9.7 8.2

95 - 29 -- 29 23 29.6 9.0 9.0 7.2

1« 32 33 25 30,0 9.2 9.5 7.2

■ КхД1*)^« 100 30 33 . 26 32.2" 9.6 106 8.4

.- М«Р«К40 106 33 • 36 - 26. 30.4- 9.5 10.3 7.4

МмРлоК« 120 35 . . 39 29 32.2 9.4 10.5 7.8

129 ■ 36 45 : ' 32 33.0 92 11.5 8.2

105 31. 35 24 29.7 ■ 8.8 9.9 6.8

109 30 38 26 30.8 8.5 10.7 7.3

Среднее па сорту 106 31 . 35-'. 26, Э1.Ш-0 9.2,10,3 10.2±0.6 7.6*0.4

Справочные 25.0 11.0 22.0

. данные

' С учетом побочиоЯ продукции.

Рост общего выноса азота, фосфора, калия к кальция в вариантах с внесением удобрений происходил главным образом за счет повышения урожайности основной и побочной продукции и в меньшей степени - за счет увеличения содержания элементов питания в растениях.

Средние показатели затрат элементов питания существенно отличаются от справочных данных, особенно по калию (они меньше примерно в 2 раза), что необходимо учитывать при расчете доз удобрений в сходных почвенно-кл и магических условиях. Однако подобные отклонення (особенно в отношении КзО) отмечаются в исследованиях и других авторов (Никнти-шеи В. И. с соавт., 2002).

По результатам исследований были рассчитаны разностным методом коэффициенты использования элементов питания из минеральных удобрений (табл. 6).

Таблица б. Коэффициенты использовании питательных вешеств минеральных удобрений, %

Вариант Здзерсьий Я5 БИОС-1

N к,о N

N101**3 15.0 7,5 _ 15.0 5.0 _

■ М*>К*} 22.5 - 273 373 - 15.0

100 5.0 10.0 55.0 7.5 15.0

323 123 17,5 423 15.0 22.5

31.7 15.0 373 51.7 200 300

М^Р^Кад 33.8 17.5 415 50.0 223 45.0

Ы^Р^Ки 47.5 20.0 18.8 400 100 100

30.0 7.5 8.3 500 73 9.2

Среднее по сорту 27.9 12.2 23.2 42.7 123 21.0

Установлено, что самый высокий КИУ для азота и фосфора отмечался у ячменя Зазерский 85 при внесении К<оР«К(о. для калия - НюР«К«о. у БИОС-1 лучшие показатели были при использовании N»^«>1^0.

Динамика содержании нитратного н аммонийного азота в почпе н связь этих показателем с продуктивностью сортов нчмени

Нами подтверждены ранее установленные другими исследователями выводы о высокой динамичности форм минерального азота в почве (Мартынович Н. Н., 1975; Гамзиков Г. П., 1981; Гамзиков Г. П. с соавт., 1985; Баш-кин В. Н., 1987; Кудеяров В. Н., 1989; Евдокимова М. Л., 2003 и др.).

Результатами корреляционно-регрессионного анализа установлена достоверная (на 5-% уровне значимости) тесная положительная связь между содержанием нитратного азога в почве и внесенными дозами азотных удобрений. Достоверные уравнения регрессии, устанавливающие связь между содержанием в почве N-N0} и внесенными дозами азота в составе удобрений (в интервале 0^80 кгд, в./га), имеют следующий вид;'

для ячменя Зазерский 85 2001 г. - N-N03, = 9.140 + 0.17Ш; Яг=0.838;

М-ЫОн«,^,«) = 2.447 + 0.055И; 1^=0.915;

N-NOj (muu. (i.tñmtt = 1.529 + 0.182N; ' RJ=0.S21

2002r.- N-NOj,^.«..«) = 0.447 + 0.036N;: R^O.638

N-NOj^uvti.jpjp.jjS 2.070 + 0.015N; ■ ■ R2=0.602

для ячменя БИОС-1 •

2001г.- N-NOí(^„lt,wt)= -13.180 + 0.284N; R2=0.S77

N-NOítMil<a„^V,,, = 2.689 + 0.090N;:- , ' R2=0.778

N-NO}„e¡MnK)wcl = 3.951+0.054N; ' ' R2=0.7Ó8

N-NOj (паищ c«.Mtrt = 3.892 + 0.223N; ' R2=0.887

■2002г.- N-NO,(^lw,«) = 0.6S6-»-0.016N; " R^O.753

N-NOj Iniul .tn&j)= 2.566 + 0.024N; " R2=0.542

N-NOj [1щД1И, oe.i«fo = 2^616 + O.OOIN;' • R2=0.032,

где N-NOj — содержание нитратного азота в слое почвы (МО см, мг/кг; N — доза азота в составе удобрений, кг д.вУга; R1-коэффициент детерминации.

Урожайность зерна сортов ячменяЗазе/зсмш 55 в 2001 г. коррелировала, как правило, с содержанием нитратного и аммиачного азота и их суммарным накоплением в почве в фазы выхода в трубку и колошения, а в 2002 г. — во все фазы, кроме колошения.^Урожайность зерна ячменя БИОС-1 в большей мере зависела от азотного режима почвы (лишь 4 незначимых уравнения из 24), чем ячменя Зазерский 85 (13 незначимых уравнений из 24),

Экономическая и энергетическая оценка -применения минеральных удобрений под ячмень

Расчеты экономической эффективности^ показали, что самая высокая рентабельность отмечалась от применения удобрений в дозе NjoKw. Условно чистый доход на этом варианте: у сорта: Зазерский 85 составил 478.8 руб./га, у сорта БИОС-1 — 998.5 руб./га: У'последнего выше была и рентабельность применения удобрений: Это обусловлено тем, что он эффективнее, чем Зазерский 85; отзывался на внесение минеральных удобрений. В: то же время ячмень Зазерский 85.по сравнению с сортом БИОС-1 без применения удобрений имел более высокую зерновую продуктивность и самую низкую себестоимость зерна - 487 рубУг.

В'среднем за три года коэффициент энергетической эффективности удобрен и и , оказался максимальн ым по сорту Зазерский 85 на вариантах N»oK¿). N40P40K40 (1.91-2.32), 'по сорту БИОС-1- на вариантах N^PjoK«. NjoKío (2.80-3.20). Минимальный коэффициент эффективности удобрений был при внесении NioP.<oK4o. NíoP4oK¿) t по сорту Зазерский 35, N«oP«o, NajPíoK« - по сорту EHOCiL ......

Наименьшая энергоемкость зерна ячменя Зазерский 85 (полная) за годы исследований оказалась на вар пантах N40K40. NíoPíoKjo. N40P+0K40 — 5i4 МДж/кг, у сорта БИОС-1- на вариантах N«oKjo. NioPíoKjo* Г^РдоКзд 7 5.8-6.0 МДж/кг (без внесения - удобрений 5.0 и 5.7 МДж/кг соответственно). * ' .

выводы

1. Внесение минеральных удобрений на черноземе выщелоченном тя-жслосуглинистом является действенным агрохимическим фактором, в значительном мере определяющим величину и качество урожая ячменя, содержание и динамику азотных соединений в почве. Ведущая роль в повышении продуктивности ячменя принадлежит азоту удобрений. Калий находится во втором минимуме. Применение фосфора в составе минеральных удобрений на почвах, хорошо обеспеченных подвижными формами ^О}, практически не влияет на урожайность ячменя.

2. В среднем за три года исследований урожайность ячменя Зазер-ский 85 на варианте без применения удобрений была на 0.52 т/га выше, чем у ячменя БИОС-1 (3.31 и 2.79 т/га соответственно). Отзывчивость культуры на удобрения зависела как от метеорологических условий вегетационного периода, так и от особенностей возделываемого сорта. Ячмень сорта БИОС-1 при меньшем уровне продуктивности лучше, чем За-зерский 85, отзывался на внесение минеральных удобрений.

3. Самая высокая прибавка урожая зерна ячменя Зазерский 85 получена при внесении Ы^адК« (0,58 т/га, или 18 % к варианту без использования удобрений). Для ячменя сорта БИОС-1 лучшую резулыативность обеспечивало применение ЫазРадК^: прибавка урожайности составила 1.12 т/га, или 40 % к контрольному варианту.

4. Применение удобрений сказывалось на химическом составе и качестве зерна. В среднем за три года исследований зерно с наименьшим содержанием белка и Солее высокой экстрактивн остью было получено при использовании N(0^40, с наивысшим содержанием С елка и наименьшей экстрактавностью - при внесении удобрений в дозе Ы^о-ыЛоК«.

5. Увеличение дозы калия в составе полного минерального удобрения с 40 до 80-120 кг д. в. па черноземах вы шел очен ных тяжел осугл ин истых со средним содержанием подвижных форм калия не приводит к достоверному улучшению пивоваренных качеств ячменя (снижению его белковости, илен-ча гости, повышению экстрактивн ости).

6. Варьирование урожайности зерна ячменя, его плснчатость, содержание в зерне золы, крахмала, экстрактивных веществ, Р20}. К}0 зависят главным образом ог погодных условий периода вегетации. Изменчивость содержания СаО в зерне и масса 1 000 зерен определяется генотипом растений. Белковость зерна на 47 % определяется погодными уело* виями периода вегетации, в меньшей мерс — внесением удобрений (16 %) и особенностями сорта (12

7. Средние показатели затрат элементов цитаты (28-33 кг/т по N. 8-10 по Р^Оз и 8-12 кг/т по КгО) существенно отличаются ог справочных данных, особенно по калию, что необходимо учитывать при расчете доз удобрений в сходных иочвенно-климатических условиях.

8. Самый высокий коэффициент использования удобрений (КПУ) по азогу и фосфору (47.5 и 20.0 % соответственно) отмечался у ячменя Зазер-

ский 85 при внесении NjoPwKio, ц0 калию {42.5 %) - ^сРла^лп- У ячменя БИОС-/ лучшие показатели КИУ но всем трем элементам отмечены при внесении NkJV,K«{50.0, 22.5 и 45.0 % соответственно).

. 9. Применение удобрений в умеренных дозах (N^Kw и N^wK«) не только агрономически оправданно, Н0:И экономически и энергетически эффективно. Рентабельность применения удобрений по вариантам колеблется у.сорта Зазерский 85 в пределах 17-140 у сорта БИОС-1 - 67-276

, Рекомендации производству^ ,

На черноземах выщелоченных тяжелосуглинистых Республики Мордовия с повышенным содержанием подвижных форм фосфора и со средним содержанием кат и я из двух сортов ячменя; включенных в ресстр но сортоиспытанию, без использования удобрений целесообразно выращивать яровой ячмень Зазерский 85 как более урожайный. ' . ' ' '

Возделывание ячменя Зазерский 85 на пивоваренные цели но комплексу показателей более целесообразно, чем ячменя сорта БИОС-1.

Для повышения зерно вой'продуктивности ячменя на таких почвах рекомендуемая доза внесения минеральных удобрений NioK« или NujPjoK«.

■ ' Список работ, опубликованных по теме диссертации

.1 , * "С ■,•■<•

1. Ивой.юв А. В., Копылов В. И., Салюйлова О. И. Влияние минеральных удобрений на азотный режим чернозема выщелоченного тяжслосуглинистого при возделывании ячменя // XXX Огарсвскис чтения (естественные .и технические науки): Материалы науч. ко нф;-Саранск, 2001,-С. 109-111.

-2. Ивойлое А. В., Копылов В. //., Пахомов Л, В. Влияние минеральных удобрений на химический состав зерна н соломыячменя // Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства: Материалы .Междунар. иауч.-нракт. конф.: В 2 т.-Пенза, 2002. -Т, 2. - С. 15-18. V 3. Копыюв В, II,, Ивойлое А. В., Самойлова О, И. Влияние минеральных удобрений на вынос азота, фосфора, калия и кальиия с урожаем ячменя в условиях неустойчивого увлажнения 11 Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства: Материалы Междунар. на-уч.-практ, конф.: В 2 т. -Пенза, 2002. - Т. 2. - С. 31-33.

4. Копылов В. И. Энергетическая'опенка применения удобрений под ячмень // Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства: Материалы. Междунар. науч.-практ. конф.: В 2 т. -Пета, 2002, - Т. 2.-С. 227-228. .. . -

5. Копылов В. И. Роль погоды, сорта и минеральных удобрений в формировании величины и качества урожая ярового ячменя // Агрохимические аспекты повышения продуктивности сельскохозяйственных культур / Бюл. ВИУА. -Л'г 116. —М., 2002. С, 258-261.

6. Копылов В. И., Ивойлов А. В. Сортовая реакция ячменя на внесение минеральных удобрений в зоне неустойчивого увлажнения // Научные основы рационального землепользования сельскохозяйственных территорий Се-

веро-Востока европейской части России: Сб. материалов иауч.-практ. конф. -Сыктывкар, 2002. -С. 161-166.

7. Ивойлов А. В., Хвостов Е. /Л, Копылов В. И. Агрометеорологические условия формирования качества зерна ячменя на выщелоченных черноземах Мордовии // Новые подходы в естественных исследованиях: экология, биология, сельскохозяйственные науки: Межвуэ. сб. науч. тр. - Саранск, 2002. -Вып. 2. -С. 65-68.

8. Ивойлов А, В., Копылов В. //.. Самойлова О. Н„ СолоненкоД. Е„ Ковалева Е. А. Влияние минеральных удобрений на урожайность и пивоваренные качества зерна ярового ячменя в зоне неустойчивого увлажнения И Естествен но-научные исследования: теория, методы, практика: Межвуз. сб. науч. тр. - Саранск, 2003. - Выи. 2. - С. 52 - 55.

9. Ивойлов А. В.. Копылов В. И. Агрометеорологические и технологические аспекты возделывания пивоваренного ячменя на выщелоченных черноземах Мордовии в условиях неустойчивого увлажнения // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки нродук-' цнн сельского хозяйства / Мосоловскнс чтения: Материалы регион, иауч.-практ. конф. - Йошкар-Ола, 2003.-Вып. 5.-С. 109- 112.

10. Копылов В. И., Ивойлов А. В. Технологические и агрометеорологические аспекты производства пивоваренного и фуражного ячменя в Республике Мордовия И Пути решения проблем повышения адаптивности, продуктивности и качества зерновых и кормовых культур: Материалы Мсждунар. науч.-иракт. конф, - Самара, 2003. - С. 194-195.

11. Ивойлов А. В., Копылов В. И. Влияние удобрений на урожай и взаимосвязь отдельных качественных показателей зерна ячменя // Результаты исследований Географической сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами / Бюл. ВИУА.117. - М., 2003. - С. 157-158.

12. //войтов А. В., Копылов В. И., Самойлова О. II. Реакция сортов ячменя на внесение минеральных удобрений в зоне неустойчивого увлажнения // Агрохимия. - 2003. - X* 9. - С. 30-41. ,

13. Самойлова О. И.. Ивойлов Л. В., Копшов В. И. Взаимосвязь урожайности ярового ячменя с содержанием форм минерального азота в черноземе выщелоченном тяжслосуглинистом // Технические и естественные науки; проблемы, теория, практика: Сб. науч. тр.- Саранск, 2003. - Вып. 3. -С. 127-130.

Подписано в печать 19.01.04. Объем 1,00 п. л. Тираж 100 Заказ.МЬ 121.

Типография Издательства Мордовского университета 430000. Саранск, ул. Советская, 24