Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние минеральных удобрений на урожайность и качество зерна озимых зерновых культур в Предуралье

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние минеральных удобрений на урожайность и качество зерна озимых зерновых культур в Предуралье"

На правах рукописи,

005044164

НЕВОЛИНА КСЕНИЯ НИКОЛАЕВНА

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В ПРЕДУРАЛЬЕ

06.01.04 - Агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 7 мд(? 2072

Пермь-2012

005044164

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова и в ГНУ Пермский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Попова Сталина Ивановна Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Ведущая организация: ГНУ «Удмуртский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии».

Защита диссертации состоится «23» мая 2012 г. в 10.00 часов, на заседании диссертационного совета ДМ 220.054.02 при ФГБОУ ВПО Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова по адресу: 614990, Россия, Пермский край, г. Пермь, ул. Петропавловская, 23.

Тел./факс (342) 212-53-94, E-mail: DM220.054.02@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова», с авторефератом - на сайтах http://vak.ed.gov.ru и http://pgsha.ru

Автореферат диссертации разослан « 23» апреля 2012 г. Ученый секретарь

Юлушев Ирек Галеевич

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Бортник Татьяна Юрьевна

диссертационного совета

Ю.А. Акманаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В современной России одним из основных резервов повышения продуктивности пашни без дополнительных капитальных вложений является более полное использование урожайного потенциала культуры, сорта, почвенного покрова, удобрительных средств (Попова С.И., 1990, 2007; Жученко A.A., 1993; Митин В.В., 2001; Юлушев И.Г., 2005, 2011).

В связи с этим большое значение для увеличения производства зерна приобретают озимые зерновые культуры, которые в почвенно-климатических условиях Предуралья способны формировать высокую урожайность. Однако в последние годы их урожайность составляет не более 1,5 т/га. Посевные площади под озимыми культурами по сравнению с 1991 г. в 2011 сократились с 208 тыс. га до 35 тыс. га, что привело в практике практически к исчезновению озимого поля из севооборота.

Одним из путей выхода из сложившейся ситуации является внедрение в производство таких озимых зерновых культур как пшеница и тритикале, а также оптимизация доз и соотношений минеральных удобрений при их возделывании в Предуралье. Рост цен на материально-технические ресурсы и, как следствие, повышение себестоимости сельскохозяйственной продукции, подтверждают актуальность исследований.

Цель исследований - дать сравнительную оценку действия минеральных удобрений на урожайность и качество зерна озимых зерновых культур (рожь, пшеница, тритикале), выращиваемых по разным предшественникам на дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почвах Предуралья.

Задачи исследований:

- изучить влияние минеральных удобрений на урожайность озимых зерновых культур, выращиваемых по разным предшественникам и дать ее научное обоснование структурой урожайности

- установить действие минеральных удобрений на динамику минеральных форм азота в почве при выращивании озимых зерновых культур по пласту клевера 2 т.п.;

- определить влияние минеральных удобрений на показатели качества зерна при выращивании озимых зерновых культур по пласту клевера 2 т.п.;

- с целью создания оптимального баланса питательных веществ в почве установить размеры их выноса растительной продукцией и интенсивность баланса при выращивании озимых зерновых культур по пласту клевера 2 г.п.;

- дать агроэнергетическую и экономическую оценки применения минеральных удобрений и рекомендации производству.

Новизна. Впервые в Предуралье проведена сравнительная оценка эффективности применения минеральных удобрений на озимых зерновых культурах (рожь, пшеница, тритикале), выращиваемых по разным предшественникам.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Урожайность зерна озимой ржи и тритикале не менее 4 т/га, озимой пшеницы не менее 3 т/га при выращивании по пласту клевера 2 г.п.

обеспечивает сочетание допосевного внесения полного минерального удобрения в дозе Ы3оР3оК30 с весенней подкормкой азотом N30.

2. Внесение минеральных удобрений под предпосевную культивацию в сравнении с контролем без удобрений повышает содержание минерального азота в почве в фазе кущения в среднем на 4 мг/кг почвы. Применение подкормки позволяет обеспечить озимые зерновые культуры во все фазы развития доступными формами минерального азота.

3. Для получения продовольственного зерна озимой пшеницы согласно ГОСТ 9353-90, зерна ржи по ГОСТ 16990-88 пригодного для хлебопечения и фуражного зерна тритикале 1 класса по ГОСТ 53899-2010 при выращивании культур по пласту клевера 2 г.п. применять ИзоРзоКзо + N30.

4. Бездефицитный баланс питательных веществ при возделывании озимых зерновых культур по пласту клевера 2 г.п. позволяет сохранить совокупное действие пожнивно-корневых остатков клевера и минеральных удобрений в дозе К6оР60К60.

5. На дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах с повышенным содержанием фосфора и калия по чистому и сидеральному парам для получения урожайности зерна озимой ржи и тритикале не менее 3 т/га, и озимой пшеницы не менее 2,5 т/га, достаточно вносить N60-

Практическая значимость. Проведенные исследования позволяют предложить производству рациональные дозы и способы применения минеральных удобрений на озимых зерновых культурах, выращиваемых по разным предшественникам, гарантирующие получение в Предуралье стабильного сбора зерна не менее 3,0 т/га. Внедрение оптимальной системы применения минеральных удобрений проведено в ООО «Сергинское» Сивинского района Пермского края с годовым экономическим эффектом 631 руб./га.

Апробация. Основные положения работы ежегодно докладывали и получили положительную оценку на заседаниях кафедры агрохимии ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА» и на заседаниях ученого совета ГНУ Пермский НИИСХ, на Всероссийских научно-практических конференциях (Пермь, 2009, 2010, 2011 г.г.), (Ижевск, 2010 г.), (Екатеринбург, 2011 г.) и международной научно-практической конференции (Пермь, 2010 г.). По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 124 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству. Экспериментальный материал приведён в 28 таблицах, 6 рисунках и 42 приложениях. Список литературы включает 351 источник, из них 15 иностранных авторов.

МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проведены на центральном опытном поле ГНУ Пермский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии в 2007-2010 гг. Проведено три закладки полевого трехфакторного опыта, две закладки полевого двухфакторного опыта в двух сериях.

Опыт 1. Эффективность минеральных удобрений на озимых зерновых культурах, выращиваемых по пласту клевера лугового 2 г. п.

Схема: Фактор А - дозы минеральных удобрений, кг д.в./га: 1. N0P0K0 (контроль); 2. N30P30K30; 3. Ы60РбоК60; 4. N^Poo^o- Фактор В - весенняя подкормка: 1. Без подкормки; 2. Подкормка N30. Фактор С - культура: 1. Озимая рожь; 2. Озимая пшеница; 3. Озимая тритикале.

Повторность вариантов в опыте четырехкратная, расположение систематическое, методом расщепленных делянок, учетная площадь делянки третьего порядка - 39 м2. Почва дерново-мелкоподзолистая тяжелосуглинистая среднеокультуренная, характеризуется pHKci 4,8-5,6; гумус 2,3-2,4 %; Р2О5 -142-152 мг/кг; К20- 151-168 мг/кг.

Минеральные, удобрения применяли в форме нитроаммофоски (16:16:16) под предпосевную культивацию и аммонийной селитры в подкормку.

Опыт 2. Влияние минерального питания на урожайность зерна озимых зерновых культур по паровому предшественнику.

Схема: Фактор А - фон питания: 1. Без удобрений; 2. N60; 3. Р3оК6о; 4. Ы60РзоКбо- Фактор В - культура: 1. Озимая рожь; 2. Озимая пшеница; 3. Озимая тритикале.

Опыт заложен в двух сериях: по чистому пару и сидеральному викоовсяному пару.

Повторность вариантов в опыте трёхкратная, расположение вариантов систематическое методом расщепленных делянок, учетная площадь делянки второго порядка - 38 м2. Почва дерново-мелкоподзолистая тяжелосуглинистая среднеокультуренная, характеризуется pHKci 5,3-5,7; гумус 2,3-2,4 %; Р2О5 -459-510 мг/кг; К20 - 205-242 мг/кг.

Минеральные удобрения применяли в форме аммонийной селитры, двойного суперфосфата и калия хлористого под предпосевную культивацию.

Используемые в опытах сорта: озимая рожь Фаленская 4; озимая пшеница Московская 39; озимая тритикале Антей. Агротехника в опыте общепринятая для озимых зерновых в Предуралье (Прокошев В.Н., 1980). Посев проводили сеялкой СН-16. Норма высева: ржи - 6 млн., пшеницы - 6 млн., тритикале - 5 млн. всхожих семян на 1 гектар. Учёт урожая зерна сплошной поделяночный в конце фазы восковой спелости однофазным способом комбайном «Сампо» с последующим пересчётом на 100 % чистоту и 14 % влажность. При проведении опытов руководствовались рекомендациями для научно-исследовательских учреждений, которые изложены в учебном пособии Б.А. Доспехова (1985) и в Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных- культур (1985).

Анализ почвенных и растительных образцов проведен с использованием стандартных методик. Энергетическая оценка проведена по методике, изложенной в учебном пособии Ю.Н. Зубарева и др., 2001. Экономическая оценка рассчитана на основе технологической карты с учётом нормативов затрат и фактической стоимости продукции на опытном поле ГНУ Пермский НИИСХ Россельхозакадемии в 2011 г. Статистическая обработка результатов выполнена с использованием компьютерных программ Excel и KARAT.

Метеорологические условия 2007-2010 гг. были удовлетворительными для роста и развития растений озимых зерновых культур.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Динамика содержания минеральных форм азота в почве по фазам развития озимых зерновых культур, ее связь с удобрениями при выращивании по пласту клевера 2 г.п.

Содержание минерального азота в почве от начала к концу вегетационного периода снижалось во всех вариантах опыта вследствие поглощения его растениями. Так, в почве без применения удобрений в фазе кущения озимых зерновых культур было 16 мг/кг почвы минерального азота. К фазе цветения происходило снижение содержания минерального азота до 11,5 мг/кг почвы, к концу вегетации уровень азота понизился в 2 раза в сравнении с фазой кущения. Внесенные под предпосевную культивацию удобрения в сравнении с контролем повысили содержание минерального азота в фазе кущения в среднем на 4 мг/кг почвы (25 % к контролю). Подкормка азотом способствовала увеличению минерального азота в среднем до 24 мг/кг почвы.

Динамика содержания нитратного и аммиачного азота в почве (среднее по культурам) в вариантах с применением минеральных удобрений и контроле носила сходный нисходящий характер (рисунок 1). При этом в фазу кущения доля аммиачного азота в два раза превышала содержание нитратного азота, что свидетельствует о низкой нитрификационной способности почвы в этот период. В фазы цветения и полной спелости отношение аммиачного азота к нитратному снизилось до 0,8-1,1. Такое соотношение форм минерального азота в почве вызвано повышением температуры, которое активизировало процессы нитрификации, вследствие чего произошло снижение содержания аммиачного азота к концу вегетации (Пискунов A.C., 1995). Однако содержание нитратного азота значительно не увеличивалось, очевидно, это происходило не только из-за его потребления растениями, но и потерь от вымывания и денитрификации.

20

Фаза кущения Фаза цветения Фаза полной спелости

$N-N144 £¡N-N03

Рисунок 1. Влияние минеральных удобрений на динамику минеральных форм азота в пахотном слое дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы, мг/кг почвы, слой 0-20 см, (среднее за 2008-2010 гг.)

б

Таким образом, в вариантах с применением подкормки во все фазы развития озимых зерновых культур было отмечено максимальное значение аммиачного и нитратного азота в почве, что соответствовало средней обеспеченности растений доступными формами минерального азота.

2. Влияние минеральных удобрений на урожайность и качество озимых зерновых культур, выращиваемых по пласту клевера лугового 2 г. п.

2.1 Полевая всхожесть и перезимовка озимых зерновых культур

Полевая всхожесть в среднем по опыту у озимой ржи была 82 %, озимой пшеницы - 92 %, тритикале - 91 %, разница по факторам А и В находилась в пределах ошибки опыта. Количество перезимовавших растений озимой ржи не зависело от доз минеральных удобрений (г = 0,18) и составило 86%. Перезимовка растений озимой пшеницы составила в среднем 59 %, выявлена тесная связь (г = 0,92) от применяемых минеральных удобрений. Внесение удобрений оказало среднее влияние на перезимовку тритикале (г = 0,63), она составила 71 %.

Таким образом, установлено, что озимая тритикале довольно пластичная культура, хуже перезимовка озимой пшеницы, а традиционная культура для Предуралья рожь имеет стабильно высокий процент перезимовки.

2.2 Урожайность озимых зерновых культур

Внесение минеральных удобрений в дозах ЫзоРзоК^о и [Ч^оРбоК-бо обеспечило в среднем по фактору А достоверные прибавки к варианту без удобрений 0,52 т/га и 0,84 т/га соответственно (НСР[в=0,48) (таблица 1.) Таблица 1. Влияние минеральных удобрений на урожайность озимых зерновых

культур, т/га, (среднее за 2008-2010гг.)

Доза удобрений, кг/га (фактор А) Подкормка, кг/га (фактор В) Культура (фактор С) Среднее по фактору А

озимая рожь озимая пшеница озимая тритикале

без удобрений 0 з,п 2,33 3,10 3,06

N30 3.47 2,77 3,58

КзоРзоКзо 0 3,49 2,74 3,59 3,58

N30 4,10 3,27 4,38

^оРбоКбо 0 4,02 3,00 4,00 3,90

N30 4.24 3,51 4,61

N9(^90^.90 0 4,03 3,18 4,04 3,96

N30 4.33 3,54 4,61

Среднее по фактору В 0 3,66 2.81 3,68

N30 4,04 3,27 4,29

Среднее по фактору С 3,85 3,04 4,00

НСР05 Фактор А Фактор В Фактор С

частных различий 0,50 0,65 0,48

главных эффектов 0,20 0,18 0,11

Применение подкормки высокоэффективно, так в среднем по фактору В урожайность озимой ржи повысилась на 0,38 т/га, озимой пшеницы на 0,46 т/га, тритикале на 0,61 т/га (НСРсб=0,18).

Наиболее продуктивной была озимая тритикале, так в среднем по опыту ее урожайность достоверно выше озимой ржи на 0,15 т/га (НСР^ = 0,11), Пшеница занимала последнее место с урожайностью - 3,04 т/га. Это связано со способностью тритикале формировать больший по площади фотосинтетический аппарат. В фазу колошения в среднем по опыту площадь листьев достигла 36,1 тыс. м2, тогда как у пшеницы - 26,2 тыс. м2, у ржи -24,6 тыс. м2 (НСРо; = 3,9). Определена тесная корреляционная связь между фотосинтетическим потенциалом и урожайностью озимых культур. Коэффициенты корреляции равны соответственно 0,96; 0,92 и 0,88. В результате регрессионного анализа получены уравнения регрессии, выражающие зависимость урожайности культур от уровня фотосинтетического потенциала: Ур = 3,74 + 0,47х (озимая рожь); Уп = 2,77 + 0,45х (озимая пшеница); Ут = 2,52 + 0,63х (озимая тритикале).

Анализируя урожайные данные по частным различиям, следует отметить, что возделывание озимой ржи по пласту клевера 2 г.п. без внесения минеральных удобрений позволяет получить 3,11 т/га зерна. Прибавка от применения ЫзоРзоКзо - 0,38 т/га была в пределах ошибки опыта (НСР^ = 0,50). Применение Ы6оРбоК«о достоверно увеличивало урожайность до 4,02 т/га в сравнении с ЫзоРзоКзо- Дальнейшее повышение доз минеральных удобрений не обеспечило достоверного повышения урожайности. Во всех вариантах опыта при применении подкормки наблюдалась тенденция к повышению урожайности. Максимальная доказанная урожайность озимой ржи на основании частных различий получена при применении N30 на фоне ЫзоРзоКзо.

Урожайность озимой пшеницы при возделывании по пласту клевера 2 г.п без применения удобрений составила 2,33 т/га. При внесении КзоРзоКзо прибавка 0,41 т/га не достоверна (НСРК = 0,50). Применение подкормки во всех вариантах, как и увеличение дозы в основное внесение, привело к тенденции повышения урожайности (прибавки в пределах ошибки опыта). На основании частных различий преимущество имел вариант сочетания подкормки и дозы ЫзоРзоКзо в основное внесение, получено 3,27 т/га.

Выращивание тритикале на фоне без удобрений обеспечило урожайность 3,10 т/га. Доказанная прибавка от подкормки получена только на фоне ЫзоРзоКзо - 0,79 т/га в сравнении с ЫзоРзоКзо (НСР05 = 0,65). Этот же вариант на основании частных различий является наиболее эффективным при возделывании озимой тритикале. Повышение доз минеральных удобрений не имело преимущества по урожайности.

Регрессионный анализ урожайности и показателей структуры показал, что урожайность культур в опыте в значительной степени зависела от количества продуктивных стеблей (рожь (г=0,95), пшеница (г = 0,69), тритикале (г=0,73) и массы тысячи зерен (г = 0,71), (г = 0,79), (г = 0,68) соответственно.

Таким образом, для получения урожайности зерна озимой ржи и тритикале не менее 4 т/га, и озимой пшеницы не менее 3 т/га, возделываемых по пласту клевера 2 г.п. наиболее рационально применять ЫзоРзоКзо + Ы30.

В

2.3 Качество зерна озимых зерновых культур

Содержание сырого протеина в зерне озимой ржи варьировало от 7,55 до 9,66 % (таблица 2). Внесение ^0Рз0К30 увеличило содержание сырого протеина в зерне озимой ржи на 15 отн. % в сравнении с вариантом без удобрений. Максимально достоверное значение получено в варианте N30P30K30 + N30.

Применение минеральных удобрений не оказало достоверного влияния на содержание протеина в зерне озимой пшеницы и тритикале, Получена лишь тенденция к увеличению протеина с 10,33 % в варианте без удобрений до 11,32 % в варианте N3oP3oK30 + N30 и с 10,17 % до 10,92 % соответственно. Разница в значениях сырого протеина между озимой пшеницей и тритикале в пределах ошибки опыта, в зерне ржи в среднем на 14 отн. % ниже сырого протеина, чем в зерне пшеницы и тритикале.

Натура зерна озимой ржи на контроле была 708 г/л, применение N30P30K30 + N30 повысило ее показатель до 732 г/л. Зерно, пригодное для выпечки хлеба (с числом падения выше 200) получено при применении N30P30K.30 с подкормкой.

Таблица 2 . Влияние минеральных удобрений на показатели качества зерна озимых зерновых культур, (среднее за 2008 - 2010 гг.)_

Доза удобрений, кг/га (фактор А) Подкормка (фактор В) Культура (фактор С) Сырой протеин, % на воздушно сухое вещество Сырая клейковина, % Натура, г/л

рожь 7,55 не опр. 708

0 пшеница 10,33 25,5 813

¡г о тритикале 10,17 19,7 729

Оч о рожь 8,44 не опр. 719

N30 пшеница 10,83 26,7 808

тритикале 10,75 21,5 723

рожь 8,69 не опр. 735

о 0 пшеница 10,65 28,6 806

а о тритикале 10,67 21,3 751

рожь 9,44 не опр. 732

z N30 пшеница 11,32 30,0 765

тритикале 10,92 23,5 762

рожь 8,81 не опр. 730

¿5 0 пшеница 11,44 29,3 816

и о тритикале 10,88 21,7 750

CU о рожь 9,41 не опр. 726

z N30 пшеница 11,75 31,3 794

тритикале 11,17 25,4 771

рожь 9,28 не опр. 727

о о- 0 пшеница 11,11 29,9 818

и § тритикале 11,00 22,4 760

& 0 рожь 9,66 не опр. 731

2 N30 пшеница 11,78 31.9 800

тритикале 11,15 26,3 768

части, различий - А 1,21 2,19 8,81

НСР05 части, различий - В 0,68 1,15 8,73

части, различий - С 0,87 1,56 8,15

Содержание клейковины в зерне пшеницы во всех вариантах опыта с применением удобрений в среднем на 16 % выше, чем в контрольном варианте (без удобрений). От подкормки содержание сырой клейковины в зерне увеличилось во всех вариантах опыта. Максимальное содержание клейковины было в варианте N60P6oK-6o +N30 - 31,3 %. Использование подкормки совместно с основной дозой минеральных удобрений способствовало достоверному увеличению натурного веса зерна пшеницы до 816 г.

Установлено, что применение подкормки достоверно увеличивает содержание клейковины в зерне тритикале во всех вариантах в среднем на 1,5 %, а в сравнении с пшеницей клейковины в зерне тритикале меньше на 24 отн. %. Натурный вес зерна тритикале зависел от применяемых минеральных удобрений, так, в варианте без удобрений натура зерна равнялась 708 г/л, подкормка обеспечила ее повышение до 723 г/л. Максимальное значение 771 г/л получено в варианте ИбоРбоКбо + N30.

Таким образом, для получения продовольственного зерна озимой пшеницы согласно ГОСТ 9353-90, зерна ржи по ГОСТ 16990-88 пригодного для хлебопечения и фуражного зерна тритикале 1 класса по ГОСТ 53899-2010 при возделывании культур по пласту клевера 2 г.п. достаточно применять N30P зоК-зо + N30.

3. Элементный состав продукции и баланс питательных веществ в почве при выращивании озимых зерновых культур по пласту клевера 2 г.п.

Содержание азота в зерне озимой ржи колебалось от 1,23 до 1,55 %, слабо повышаясь с увеличением доз азотных удобрений. Достоверное увеличение содержания азота в зерне озимой ржи по сравнению с контролем отмечено при основном внесении в варианте N6oP6oK6o- Повышение дозы азота свыше 60 кг/га. практически не увеличивало его содержание в зерне озимой ржи. В зерне пшеницы содержалось от 1,65 до 1,89 % азота, в зерне тритикале от 1,63 % до 1,79 %. Для существенного повышения его содержания для этих культур требовалось более высокая доза удобрений - N60P60K60 и N90P90K90 По содержанию азота в соломе значительных колебаний в опыте не отмечено, так же, как и по содержанию фосфора и калия в зерне и соломе.

При сравнении культур следует отметить, что для формирования 1 тонны продукции озимая пшеница нуждается в большем количестве элементов питания, чем рожь и тритикале. Так, для образования 1 т зерна с соответствующим количеством соломы пшеница потребляла 28 кг азота, рожь - 20,8 кг, а тритикале - 26,3 кг. Это доказывает, что пшеница наиболее требовательна к условиям минерального питания. Тритикале по выносу на единицу продукции приближается к пшенице.

Изучаемые дозы минеральных удобрений обеспечили различные уровни баланса питательных веществ (таблица 3).

Так, в вариантах без внесения удобрений по всем элементам питания отмечены отрицательные балансы. Запашка пожнивно-корневых остатков клевера не обеспечила возмещение выноса. Дефицит в среднем по культурам

составил по азоту - 35, по фосфору - 30, по калию - 13 кг/га. Использование подкормки не привело к бездефицитному балансу.

Для формирования положительного баланса по азоту и высокой продуктивности озимых культур необходимо при возделывании по пласту клевера 2 г.п. вносить не менее ИЛЮю в сочетании с подкормкой азотом в дозе 30 кг/га Дальнейшее увеличение доз минеральных удобрений отдельно и совместно с подкормкой обеспечивают сохранение положительного баланса по азоту.

Таблица 3. Влияние минеральных удобрений при возделывании озимых зерновых культур на баланс питательных веществ в почве, _кг/га, (среднее за 2008 - 2009 гг.)

Дозы удобрений, кг/га (фактор А) Подкормка (Фактор В) Поступление в почпу с минеральными удобрениями и ПКО клевера, кг/га Баланс, кг/га Интенсивность баланса, %

N Р?0, К20 N Р205 К,0 N Рз05 К20

ЫоРоКо 0 32 6 17 -35 -30 -13 48,0 16,0 58,3

N30 62 6 17 -26 -38 -20 71,0 13,0 45,7

ЫзоРзоКзо 0 62 36 47 -23 -10 8 73,3 76,3 125,0

N30 92 36 47 -15 -20 -0,5 86,7 64,3 100,0

КьоРбоК-бо 0 92 66 77 -3 15 35 98,7 131,7 117,0 195,7 169,7~

N30 122 66 77 12 8 29 113,7

"Ы9оР?оКдо 0 122 96 107 21 44 122,7 190,7 245,0

! N30 152 96 107 32 32 53 131,0 153,0 209,0

Для достижения положительного баланса по фосфору достаточно вносить ЫбоРбоКбо- По калию положительный баланс получается при внесении КзоРзоКзо, однако для получения продуктивности озимых зерновых культур на уровне 3 -3 5 т/га и выше, а также учитывая низкий коэффициент использования фосфора из удобрений, дозу фосфорных удобрений необходимо увеличить до 60 кг/га.

4. Экономическая и агроэнергетичсская эффективность использования минеральных удобрений при выращивании озимых зерновых культур по

пласту клевера 2 г.п.

Окупаемость удобрений прибавкой зерна в среднем за годы исследований по культурам была максимальной в варианте с применением подкормки без основного внесения и составила у озимой ржи 11,9 кг/кг, у пшеницы 14,7 кг/кг, у тритикале 15,9 кг/кг, что доказывает эффективность подкормки на всех исследуемых культурах. Также фактическая оплата минеральных удобрении в основном внесении в сочетании с подкормкой была выше, чем без подкормки

на всех культурах и во всех вариантах. Наибольшая окупаемость зерном 1 кг д. в. удобрений (в среднем на 23%) была получена у озимой тритикале.

При оптимальной по урожайности дозе - N30P30K30 + N30 для ржи и тритикале окупаемость удобрений зерном составила 8,2 кг зерна на 1 кг д. в. и 10,6 кг/кг соответственно, для пшеницы - 7,8 кг/кг. Дальнейшее увеличение доз минеральных удобрений приводило к снижению величины окупаемости.

Экономическая оценка изученных доз удобрений также подтверждает эффективность применения подкормки. Так, наименьшая себестоимость продукции всех трёх культур получена в варианте с внесением подкормки на фоне N30P30K30 от 2645 руб./т до 2783 руб./т. Наибольший условно чистый доход от 5330 до 5552 руб./га был получен в этом же варианте, что обеспечило рентабельность производства зерна на уровне 32 % по пшенице, 43 % по тритикале, 51 % по ржи.

Наиболее экономически выгодным является возделывание озимой ржи. В среднем по опыту рентабельность производства составила по ржи 42 %, тритикале занимает промежуточное место с рентабельностью - 30 %, а у пшеницы самая низкая рентабельность - 21 %.

Исследования показали, что применение удобрений являлось важным фактором повышения не только урожайности, но и коэффициента энергетической эффективности (КЭЭ). Максимальный КЭЭ возделывания озимой ржи и тритикале 3,3, озимой пшеницы 2,6 был получен в варианте N30P30K30 + N30.. При дальнейшем увеличении дозы минеральных удобрений и применении подкормки КЭЭ остается на том же уровне или снижается, что связано с повышением затрат на удобрения.

5. Влияние минеральных удобрений на урожайность озимых зерновых культур и экономическую эффективность при возделывании их по чистому и сидералыюму парам

При возделывании по чистому пару перезимовка озимой ржи в среднем по опыту составила - 82 %, пшеницы - 60 %, тритикале - 69 %. Возделывание озимых по чистому пару (таблица 4) обеспечило следующую урожайность культур в варианте без удобрений: рожь - 3,3 т/га, пшеница - 2,5 т/га, тритикале - 2,8 т/га. Продуктивность ржи и тритикале во всех вариантах была на одном уровне. Урожайность тритикале сформировалась за счет лучшей озерненности колоса и массы зерна с 1 колоса коэффициенты корреляции составили соответственно - 0,87 и 0,95. У озимой пшеницы урожайность сформировалась за - счет увеличения массы тысячи зерен (г = 0,91), озерненности колоса (г = 0,95) и массы зерна с 1 колоса (г = 0,97). У озимой ржи высокая урожайность сформировалась за счет массы тысячи зерен и продуктивного стеблестоя (г = 0,84 и г = 0,91). Наиболее эффективно по чистому пару на окультуренных почвах возделывание озимой ржи и пшеницы тритикале с внесением, N6o- Так, урожайность ржи составила - 4,4 т/га, пшеницы - 3,0,т/га, тритикале - 4,0 т/га. Это подтверждается и экономической оценкой, применение N¿0 обеспечивает урожайность ржи и тритикале на уровне 4 т/га с условно чистым доходом в среднем 5000 руб./га и рентабельностью

45%, а урожайность пшеницы - 3 т/га при рентабельности 35 % и чистом доходе 2947 руб./га. По результатам исследований возделывания озимых по сидеральному пару установлено, что гибель растений озимой пшеницы составила 44 %, ржи - 14 %, тритикале - 32%.

Озимые зерновые положительно и математически доказуемо реагируют на применение минеральных удобрений (см. табл. 4). Наиболее продуктивным оказалось возделывание с внесением Ní0- Урожайность озимой тритикале составила 3,9 т/га, пшеницы - 3,3 т/га, ржи - 2,9 т/га. При внесении фосфора и калия в опыте была лишь тенденция к увеличению урожая. Высокая урожайность сформировалась у тритикале за счет лучшей озерненности колоса и веса зерна с 1 колоса коэффициенты корреляции составили соответственно -0,87 и 0,98. У озимой пшеницы урожайность сформировалась за счет увеличения массы тысячи семян (г = 0,68), озерненности колоса (г = 0,92) и веса зерна с 1 колоса (г = 0,99). У озимой ржи наоборот вес зерна с 1 колоса не сыграл значительной роли (г = 0,59) урожайность сформировалась за счет массы тысячи и озерненности колоса. У всех трех культур отмечена тесная связь между урожайностью и густотой продуктивного стеблестоя. Коэффициент корреляции составил в среднем по изучаемым культурам 0,96. Применение сидерального викоовсяного пара позволяет рентабельно возделывать рожь и тритикале. Рентабельность при применении N6o составила 16,5 и 34,4 % соответственно, по пшенице в этом варианте рентабельность -7,2%. Максимальная окупаемость удобрений получена на всех культурах при возделывании по обоим предшественникам в варианте Ибо,-

Таблица 4. Влияние применения минеральных удобрений на урожайность

озимых зерновых культур по чистому и сидеральному парам, т/га, __(среднее за 2008-2009гг.)__

Серия Фон питания (А) Культура (В) Среднее по (А)

озимая рожь озимая пшеница озимая тритикале

Чистый пар Без удобрений 3,3 2,5 2,8 2,9

РзоКео 3,6 2,5 2,8 3,0

N60 3,9 2,9 4,0 3,6

ЫбоРзоКво 4,4 3.0 4,4 4,0

Среднее по В 3,8 2,7 3,5

НСРсз Фактор А Фактор В

частных различий 0,43 0,31

главных эффектов 0,25 0,16

Сидеральный пар Без удобрений 2,3 1,9 2,5 2,2

РзоКбо 2,3 2,5 2,9 2,5

N6o 2,9 3,3 3,9 3,4

N6oP3oK60 3,2 3,4 4,1 3,6

Среднее по В 2,67 2,77 3,35

НСР05 Фактор А Фактор В

частных различий 0,43 0,49

главных эффектов 0,24 0,24

выводы

1. Применение подкормки позволяет обеспечить озимые зерновые культуры во все фазы развития доступными формами минерального азота. Внесенные под предпосевную культивацию удобрения в сравнении с контролем (16 мг/кг) повысили содержание минерального азота в фазе кущения в среднем на 4 мг/кг почвы (на 25 % к контролю). Подкормка азотом способствовала увеличению минерального азота в среднем до 24 мг/кг почвы.

2. Установлено, что озимая тритикале довольно пластичная культура в отношении перезимовки (71 %), хуже перезимовывает озимая пшеница (59 %), а традиционная культура для Предуралья рожь имеет стабильно высокий процент перезимовки - 86 %.

3. Урожайности зерна озимой ржи и тритикале не менее 4 т/га, озимой пшеницы не менее 3 т/га при выращивании по пласту клевера 2 г. п. обеспечивает сочетание допосевного внесения полного минерального удобрения в дозе КтзоРзоК-зо с весенней подкормкой азотом N30.

4. Установлено, что для получения продовольственного зерна озимой пшеницы согласно ГОСТ 9353-90, зерна ржи по ГОСТ 16990-88 пригодного для хлебопечения и фуражного зерна тритикале 1 класса по ГОСТ 53899-2010 при выращивании культур по пласту клевера 2 г.п. применять ЫзоРзоКзо +N30.

5. Бездефицитный баланс питательных веществ при возделывании озимых зерновых культур по пласту клевера 2 г.п. позволяет сохранить совокупное действие пожнивно-корневых остатков клевера и доза М60РбоКм-

6. Наименьшая себестоимость продукции всех трёх культур получена в варианте с внесением подкормки на фоне ЫзоРзоКзо от 2645 руб./т до 2783 руб./т. и наибольший условно чистый доход от 5330 до 5552 руб./га был получен в этом же варианте, что обеспечило рентабельность производства зерна на уровне 32 % по пшенице, 43 % по тритикале, 51 % по ржи и коэффициент энергетической эффективности выращивания озимой ржи и тритикале 3,3, озимой пшеницы 2,6.

7. На почвах с повышенным содержанием фосфора и калия при возделывании по чистому пару наиболее эффективно внесение так урожайность ржи составила - 3,9 т/га с рентабельностью - 45 %, пшеницы - 2,8 т/га при 35 % рентабельности, тритикале - 4,0 т/га при экономическом эффекте в 45 %.

8. На почвах с повышенным содержанием фосфора и калия при возделывании по сидералыюму викоовсяному пару наиболее эффективно внесение N¿0, так рентабельность возделывания озимой ржи составила 16% при урожайности 2,9 т/га, тритикале 34% при урожайности 3,9 т/га, рентабельность озимой пшеницы в этом варианте 7,2 %, урожайность - 3,3 т/га.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ В Предуралье на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой среднеокультуренной почве:

- для получения зерна озимой ржи и тритикале не менее 4 т/га и озимой пшеницы не менее 3 т/га, при выращивании по пласту клевера 2 г. п. применять ЫзоРзоКзо + Ы30.

- на почвах с повышенным содержанием фосфора и калия для получения урожайности зерна озимой ржи и тритикале не менее 3 т/га, и озимой пшеницы не менее 2,5 т/га, при возделывании по чистому и сидеральному парам достаточно вносить М60.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Ведущие рецензируемые научные журналы, определённые ВАК Минобрнауки РФ:

1. Попова, С.И. Эффективность использования минеральных удобрений на озимых зерновых культурах в Предуралье / С.И. Попова, К.Н. Неволина // Аграрная Наука Евро-Северо-Востока. - 2011. - №3. - С. 29-33.

Научные статьи и материалы конференций:

2. Неволина, К.Н. Влияние доз минеральных удобрений и подкормки на урожайность зерна озимой тритикале сорта Антей, возделываемой на дерново -мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве // Пермский аграрный вестник. -Пермь: Изд-во ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА», 2009. - С. 44-45.

3. Неволина, К.Н. Реакция озимых зерновых культур на минеральные удобрения в зависимости от влагообеспеченности посева // Инновационному развитию АПК - научное обеспечение, Сб. науч. пр. конф. в 5 ч. 4.2: Пермь: Изд-во ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА», 2010. - С. 140-143.

4. Неволина, К.Н. Влияние азотной подкормки на урожайность озимой тритикале на фоне различных доз минеральных удобрений / К.Н. Неволина, В.В. Власова. // Молодежная наука 2011: технологии, инновации: труды Всеросс. науч.-практич. конф. в 3 ч. Ч. 1: Пермь : Изд-во ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА», 2011. -С. 56-57.

5. Неволина, К.Н. Влияние минеральных удобрений и сидерального викоовсяного пара па урожайность и качество озимой тритикале в условиях Предуралья // Молодежная наука 2011: технологии, инновации: труды Всеросс. науч.-практич. конф. в 3 ч. Ч. 1: Пермь : Изд-во ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА», 2011.-С. 112-115. ---------

6. Неволина, К.Н. Влияние основного внесения полного минерального удобрения и ранневесенней подкормки на урожайность озимых культур / К.Н. Неволина, С.И. Попова. Системы высокоурожайного земледелия и биотехнологии как основа инновационной модернизации АПК в условиях климатических измерений // Материалы Всероссийской научно-практической

конференций. - Уфа: НВП «БашИнком», ФГОУ ВПО Башкирский ГАУ, 2011. — С. 277-281.

7. Неволина, К.Н. Влияние минеральных удобрений и сидерального викоовсяного пара на урожайность озимой ржи в условиях Предуралья / К.Н. Неволина, С.И. Попова. // Инновационные технологии в АПК Евро-Северо-Востока РФ. Сб. науч. тр. - Нижний Новгород, 2011. - С.138-142.

8. Неволина, К.Н. Влияние минеральных удобрений и сидерального викоовсяного пара на урожайность озимой тритикале в условиях Предуралья // Стратегия развития кормопроизводства в условиях глобального изменения климатических условий и использования достижений отечественной селекции: Материалы международной науч.-практич. конф., посвященной 55-летшо Уральского НИИСХ / Сост. А.П. Колотов. - Т. 1. Растениеводство. -Екатеринбург: Издательство АМБ, 2011. - С.231-234.

9. Неволина, К.Н. Влияние минеральных удобрений и сидерального викоовсяного пара на урожайность озимой пшеницы в условиях Предуралья // Инновационные вопросы в АПК: Сборник статей 3 Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию образования аграрного факультета РУДН. - М.: РУДН, 2011. - С.49-50.

Формат 60х84'/|6. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 71

Отпечатано в ИПЦ «ПрокростЪ» Пермской государственной сельскохозяйственной академии имени академика Д.Н. Прянишникова 614990, Россия, г. Пермь, ул. Петропавловская, 23 Тел.:210-35-34

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Неволина, Ксения Николаевна, Пермь

61 12-6/389

Государственное научное учреждение «Пермский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Россельхозакадемии» Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова»

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

В ПРЕДУРАЛЬЕ

На правах рукописи

УДК 631.82:631.559:633.1 (470.53)

НЕВОЛИНА КСЕНИЯ НИКОЛАЕВНА

06.01.04 - Агрохимия

Диссертация

на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Сталина Ивановна Попова

Пермь - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

С.

Введение..................................................................................... 6

Глава 1. Эффективность применения минеральных удобрений при выращивании озимых зерновых культур (обзор научной литературы по теме диссертации)......................................................................................................................................................9

1.1. Биологические особенности минерального питания озимой ржи......... 11

1.1.1. Влияние основного внесения минеральных удобрений и подкормки азотом на урожайность озимой ржи................................................. 12

1.1.2. Влияние предшественников и минеральных удобрений на урожайность

озимой ржи........................................................................

1.1.3. Влияние минеральных удобрений, подкормки, предшественника на качество зерна озимой ржи........................................................................................................................19

1.2. Биологические особенности минерального питания озимой пшеницы........................................................................................................................................................................21

1.2.1. Влияние основного внесения минеральных удобрений и подкормки азотом на урожайность озимой пшеницы........................................... 22

1.2.2. Влияние предшественников и минеральных удобрений на урожайность озимой пшеницы....................................................................................................................................26

1.2.3. Влияние минеральных удобрений, подкормки, предшественника на качество озимой пшеницы............................................................. 27

1.3. Биологические особенности минерального питания озимой тритикале.................................................................................................................................................30

1.3.1. Влияние основного внесения минеральных удобрений и подкормки азотом на урожайность озимой тритикале....................................................................................35

1.3.2. Влияние азотной подкормки на фоне различных доз минеральных

удобрений на качество озимой тритикале......................................................................................41

Глава 2. Методика и условия проведения исследований..................................................44

2.1. Методика проведения полевых опытов..................................................................................44

2.1.1. Схемы опытов.....................................................................

2.1.2. Методика проведения исследований......................................... 46

48

2.2. Условия проведения исследовании..............................................

2.2.1. Общая характеристика почвенных условий............................... 48

2.2.2. Общая характеристика метеорологических условий........................................50

Глава 3. Влияние минеральных удобрений на содержание подвижных форм минерального азота в почве при выращивании озимых зерновых культур по

г/.г

пласту клевера лугового 2 г.п.........................................................

Глава 4. Влияние минеральных удобрений на урожайность и качество озимых зерновых культур, выращиваемых по пласту клевера лугового 2 г.

................ 60

...........................................................................

4.1. Полевая всхожесть и перезимовка озимых зерновых культур....................60

4.2. Влияние минеральных удобрений на фотосинтетическую деятельность

/ГО

растений озимых зерновых культур.................................................

4.3. Урожайность озимых зерновых культур....................................

4.4. Влияние применения минеральных удобрений на элементы структуры

урожайности и биологическую урожайность озимых зерновых куль................71

тур...........................................................................

4.5. Влияние минеральных удобрений на показатели качества продукции

75

озимых зерновых культур...........................................................

4.6. Влияние минеральных удобрений на элементный состав продукции и баланс питательных веществ в почве при выращивании озимых зерновых

Я1

культур по пласту клевера лугового 2 г. ...........................................

4.6.1. Элементный состав продукции и вынос элементов питания............. 81

4.6.2. Влияние минеральных удобрений на баланс питательных веществ в 85

почве при выращивании озимых зерновых культур..............................

4.7. Экономическая и агроэнергетическая эффективность использования минеральных удобрений при выращивании озимых зерновых культур по пла-

0 ............................89

сту клевера 2 г.п......................................................

*

з

4.7.1. Экономическая эффективность возделывания озимых зерновых культур.......................................................................................... 90

4.7.2. Агроэнергетическая эффективность возделывания озимых зерновых

культур..................................................................................................................................................93

Глава 5. Влияние минеральных удобрений на урожайность озимых зерновых культур и экономическую эффективность при возделывании их по чистому и

сидеральному парам...................................................................... 95

Выводы....................................................................................... ЮЗ

Рекомендации производству............................................................ Ю4

Список литературы........................................................................ 105

Приложения................................................................................. 130

ПРЕДИСЛОВИЕ

Диссертационная работа выполнена в Государственном научном учреждении Пермский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии и ФГБОУ ВПО «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова» в период с 2008 по 2010 годы.

Автор выражает благодарность за помощь в проведении исследований всем сотрудникам отдела семеноводства ГНУ «Пермский НИИСХ Россельхозакадемии» - Т.Е. Калиной, Р.И. Вяткиной, Л.В. Бессоновой, М.А. Могильниковой, сотрудникам отдела агрохимии и земледелия - к.с.х.-н. И.Д. Сосниной, Т.С. Брюховой, к.с.х.-н. Е.М. Митрофановой, В.Р. Ямалтди-новой, к.с.х.-н. Д.С. Фомину, И.Н. Останиной, заведующей отделом агрохимии и земледелия д.с.-х.н. А.И. Косолаповой, сотрудникам аналитической лаборатории ГНУ «Пермский НИИСХ» во главе с д.б.н. Завьяловой Н.Е., сотрудникам кафедры агрохимии ФГБОУ ВПО «Пермская ГСХА им. Д.Н. Прянишникова», заведующей кафедрой агрохимии д.с.-х.н. Л.А. Михайловой, студентам ФГБОУ ВПО «Пермская ГСХА» Камышанову Д., Феофилак-товой И., Евсеевой В., Власовой В., которые в разные годы принимали участие в проведении полевых опытов. Автор благодарит руководителей ГНУ Пермский НИИСХ и ФГБОУ ВПО «Пермская ГСХА им. Д.Н. Прянишникова» за предоставленную возможность проводить исследования и учиться в аспирантуре. Автор благодарит за активную помощь в выполнении данной

работы к.с.х.-н. Е.М. Кирякову.

Искреннюю благодарность и особую признательность автор выражает научному руководителю, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Сталине Ивановне Поповой.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. В современной России одним из основных резервов повышения продуктивности пашни без дополнительных капитальных вложений является более полное использование урожайного потенциала культуры, сорта, почвенного покрова, удобрительных средств (Попова С.И., 1990, 2007; Жученко А.А., 1993; Митин В.В., 2001; Юлушев И.Г., 2005, 2011).

В связи с этим большое значение для увеличения производства зерна приобретают озимые зерновые культуры, которые в почвенно-климатических условиях Предуралья способны формировать высокую урожайность. Однако в последние годы их урожайность составляет не более 1,5 т/га. Посевные площади под озимыми культурами сократились с 208 тыс. га в 1991 г. до 35 тыс. га в 2011, что привело практически к исчезновению озимого поля из севооборотов.

Одним из путей выхода из сложившейся ситуации является внедрение в производство таких малораспространенных в Предралье озимых зерновых культур, как пшеница и тритикале, а также оптимизация доз и соотношений минеральных удобрений при их возделывании. Рост цен на материально-технические ресурсы и, как следствие, повышение себестоимости сельскохозяйственной продукции подтверждают актуальность исследований.

Цель исследований - дать сравнительную оценку действия минеральных удобрений на урожайность и качество зерна озимых зерновых культур (рожь, пшеница, тритикале), выращиваемых по разным предшественникам на дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почвах Предуралья.

Задачи исследований: - изучить влияние минеральных удобрений на урожайность озимых зерновых культур, выращиваемых по разным предшественникам и дать ее научное обоснование структурой урожайности;

- установить действие минеральных удобрений на динамику минеральных форм азота в почве при выращивании озимых зерновых культур по пласту клевера 2 г.п.;

- определить влияние минеральных удобрений на показатели качества зерна при выращивании озимых зерновых культур по пласту клевера 2 т.п.;

- с целью создания оптимального баланса питательных веществ в почве установить размеры их выноса растительной продукцией и интенсивность баланса при выращивании озимых зерновых культур по пласту клевера 2 т.п.;

- дать агроэнергетическую и экономическую оценки применения минеральных удобрений и рекомендации производству.

Новизна. Впервые в Предуралье проведена сравнительная оценка эффективности применения минеральных удобрений на озимых зерновых культурах (рожь, пшеница, тритикале), выращиваемых по разным предшественникам.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Урожайность зерна озимой ржи и тритикале не менее 4 т/га, озимой пшеницы не менее 3 т/га при выращивании по пласту клевера 2 г.п. обеспечивает сочетание допосевного внесения полного минерального удобрения в

дозе МзоРзоКзо с весенней подкормкой азотом N30.

2. Внесение минеральных удобрений под предпосевную культивацию в сравнении с контролем без удобрений повышает содержание минерального азота в почве в фазе кущения в среднем на 4 мг/кг почвы. Применение весенней подкормки позволяет обеспечить озимые зерновые культуры во все фазы развития доступными формами минерального азота.

3. Для получения продовольственного зерна озимой пшеницы согласно ГОСТ 9353-90, зерна ржи по ГОСТ 16990-88, пригодного для хлебопечения, и фуражного зерна тритикале 1 класса по ГОСТ 53899-2010 при выращивании культур по пласту клевера 2 г.п. следует применять М30РзоКзо + N30.

4. Бездефицитный баланс питательных веществ при возделывании озимых зерновых культур по пласту клевера 2 г.п. позволяет сохранить совокупное действие пожнивно-корневых остатков клевера и минеральных удобрений в дозе 1МбоРбоКбо-

5. На дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах с повышенным содержанием фосфора и калия по чистому и сидеральному парам для получения урожайности зерна озимой ржи и тритикале не менее 3 т/га и озимой пшеницы не менее 2,5 т/га достаточно вносить N50-

Практическая значимость. Проведенные исследования позволяют предложить производству рациональные дозы и способы применения минеральных удобрений на озимых зерновых культурах, выращиваемых по разным предшественникам, гарантирующие получение в Предуралье стабильного сбора зерна не менее 3,0 т/га. Внедрение оптимальной системы применения минеральных удобрений проведено в ООО «Сергинское» Сивинского района Пермского края с годовым экономическим эффектом 631 руб./га.

Апробация. Основные положения работы ежегодно докладывали и получили положительную оценку на заседаниях кафедры агрохимии ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА» и на заседаниях ученого совета ГНУ Пермский НИ-ИСХ, на Всероссийских научно-практических конференциях (Пермь, 2009, 2010, 2011 гг., Ижевск, 2010 г., Екатеринбург, 2011 г.) и международной научно-практической конференции (Пермь, 2010 г.). По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена

на 129 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству. Экспериментальный материал приведен в 28 таблицах, 5 рисунках и 42 приложениях. Список литературы включает 351 источник, из них 15 иностранных авторов.

ГЛАВА 1. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР (обзор научной литературы по теме диссертации)

В начале XXI столетия перед мировым сообществом стоит важнейшая задача обеспечения качественным продовольствием стремительно растущего населения мира. При этом следует учитывать, что сельскохозяйственные земли и водные ресурсы ограничены и в мировом масштабе имеют тенденцию к сокращению. Кроме того, долгосрочные климатические прогнозы предполагают дополнительные негативные тенденции, которые будут оказывать всё большее влияние на мировое сельскохозяйственное производство

(Сандухадзе Б.И., 2002; Корзун В. и др., 2009).

Для выхода из сложившейся ситуации в настоящий период особое

внимание должно быть уделено научному обеспечению и развитию агропромышленного комплекса, в частности, использованию адаптивной технологии выращивания озимых зерновых культур и внедрению в производство высокоурожайных, но пока малораспространенных озимых культур.

Озимые гарантируют устойчивость валового сбора зерна в хозяйствах по годам. При выращивании яровых зерновых и озимых культур выравниваются по периодам года затраты живой силы и техники, снижается трудовая напряженность в посевной и уборочный периоды. Озимые культуры хорошо используют осенние и зимние запасы влаги в почве, почти не страдают от весенне-летней засухи и, давая устойчивые урожаи по годам, по праву считаются «страховыми» культурами. Созревают озимые на 2-3, а иногда и на 4 недели раньше яровых культур, а в тех районах, где надежна перезимовка озимых, они дают более высокую урожайность, чем яровые. Благодаря более продолжительной вегетации намного полнее используют солнечную энергию и в связи с этим, накапливают в почве почти в 2 раза больше органического вещества, чем многие яровые зерновые. Озимые зерновые культуры весьма эффективно отзываются на органические и минеральные удобрения. При их возделывании совокупное действие технологических элементов способствует

очищению полей от сорняков, они являются прекрасными предшественниками в севообороте для картофеля, ячменя и других культур. В Нечерноземной зоне озимые культуры, размещенные в основном по занятым парам, способствуют эффективному использованию пашни и увеличению производства кормов для животноводства (Хоринко П.А., 1957; Русинов С.П., 1971; Кор-ляков H.A. и др., 1972; Стихии М.Ф. и др., 1977; Шляпников А.П., 1977; Сдобников С.С., 1979; Прокошев В.Н., 1980; Мединец В.Д., 1982; Зезин H.H. и др., 2006; Сортовая политика..., 2008; Васильев Ю.И., 2009; Майсак Г.П. и др., 2009; Behringer Р., 1973; Kampe W., 1973).

Формирование высоких урожаев зерна озимых зерновых культур хорошего качества является важнейшей задачей земледелия. Достичь этого можно лишь при соблюдении зональной технологии возделывания данных культур, внедрении более продуктивных культур и сортов, адаптированных к почвенным и климатическим условиям конкретного региона (Коданев И.М., 1976; Попова С.И., 1968; Попова С.И. и др., 1977; Константинов А.Р., 1978; Агроклиматические ресурсы..., 1979; Шляпников А.П., 1981; Кирюшин В.И., 1996; Ивойлов A.B. и др., 1991; Макарова В.М., 1995; Трунов Н.П., 2000; Бе-бякин В.М. и др., 2003; Тимергалиев И.Ф. и др., 2003; Карпова J1.B. 2005; Матыс И.В. и др., 2005; Гудиев О.Ю., 2006; Личко Н.М. и др., 2009; Obst А. и др., 1961; Schmiede- Knecht М., 1972).

Задачи оптимизации доз и соотношений минеральных удобрений при возделывании озимых зерновых культур в Предуралье, несмотря на длительный опыт исследований, не становятся менее актуальными (Хоринко П.А., 1957; Петухов М.П.и др., 1964; Вышинский A.M., 1966; Дмитренко П.А. и др., 1967; Стрельникова М.М.,1 968; Попова С.И., 1976; Савина B.C., 1984; Шляпников А.П., 1977; Дозоров А. и др., 2001; Соснина И.Д., 2008; Сиротен-ко О.Д. и др., 2009). Напротив, рост цен на материально-технические ресурсы и, как следствие, повышение себестоимости сельскохозяйственной продукции делают эту проблему наиболее значимой. Для достижения наиболее высокого экономического эффекта необходимо использовать минеральные

удобрения в сочетании с биологическими особенностями культур (Бушук H.A. и др., 1980; Ганжара Н.Ф. и др., 2003; Жученко А.А.,2004).

1.1. Биологические особенности минерального питания озимой ржи Озимая рожь является одной из основных зерновых культур, возделываемых в Нечерноземной зоне России. Ее высокая адаптационная способность, стабильность получения урожая зерна, агротехническая значимость как хорошего предшественника в сочетании с традиционным использованием в питании ржаного хлеба, кормопроизводстве, получении крахма�