Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние способов применения макро- и микроудобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы на черноземе выщелоченном

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние способов применения макро- и микроудобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы на черноземе выщелоченном"

На правах рукописи

00504487А

Олейников Андрей Юрьевич

ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ПРИМЕНЕНИЯ МАКРО- И МИКРОУДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ

06.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

2 4 МАЙ 2012

Ставрополь - 2012

005044872

Работа выполнена на кафедре агрохимии и физиологии растений ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Есаулко Александр Николаевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, доцент

Подколзин Олег Анатольевич -заведующий кафедрой землеустройства и кадастра Ставропольского государственного аграрного университета

кандидат сельскохозяйственных наук Овсянникова Галина Владимировна — ведуицш специалист лаборатории технологии возделывания зерновых и кормовых культур ВНИИЗК им. И. Г. Калиненко

Ведущая организация: Государственное научное учреждение

«Ставропольский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» РАСХН

Защита состоится 30 мая 2012 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220.062.03 при ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет» по адресу: 355017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12, ауд. 4, тел/факс (8652) 34-58-70.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет».

Автореферат размещён на официальном сайте ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет» www.stgau.ru

Автореферат разослан «1& » г.

Учёный секретарь диссертационного совета

а

А. П. Шутко

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Одной из главных задач сельского хозяйства в современных условиях остается повышение продуктивности земледелия. Для увеличения производства высококачественной сельскохозяйственной продукции наряду с основными удобрениями важное значение имеют микроудобрения, содержащие микроэлементы. В условиях интенсификации сельского хозяйства рост урожаев сопровождается увеличением выноса всех питательных элементов, в том числе микроэлементов.

При возделывании интенсивных сортов применение микроудобрений высокоэффективно не только на почвах с низкой обеспеченностью, но и среднеобеспеченных одноименным микроэлементом. Однако при решении вопроса о внесении микроудобрений необходимо знать, что оно может дать ожидаемый результат лишь на фоне высокой культуры земледелия.

При применении микроудобрений помимо их запасов в почве и генетико-сортовых особенностей культур необходимо учитывать почвенно-климатические условия зоны, уровень применения и способы внесения минеральных и органических удобрений, агрохимическую характеристик' конкретного типа и подтипа почвы, условия, способствующие накоплению, изменению в почве подвижных форм микро- и макроэлементов.

Цель (I задачи исследований. Цель исследований — изучить влияние способов применения жидких комплексных микроудобрений и минеральных удобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы на черноземе выщелоченном. В задачи исследований входило:

- изучить влияние способов и доз внесения макро- и мнкроудобрений на агрохимические показатели чернозема выщелоченного в течение вегетации озимой пшеницы;

- установить влияние макро- и микроудобрений на рост и химический состав растений;

- определить урожайность и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от способов и доз применения макро- и микроудобрений;

- дать экономическую оценку эффективности изучаемых приёмов.

Научная новизна. Впервые на чернозёме выщелоченном Ставропольской возвышенности изучено влияние способов применения жидких комплексных микроудобрений Микромак и Микроэл в сочетании с минеральными удобрениями на показатели почвенного плодородия, урожайность и качество зерна озимой пшеницы. Экономически обоснована целесообразность применения новых комплексных микроудобрений на фоне способов и доз внесения минеральных удобрений под озимую пшеницу на черноземе выщелоченном.

Достоверность полученных результатов подтверждается большим количеством наблюдений и учетов в лабораторных и полевых опытах, критериями статистической обработки результатов исследований и положительными результатами при внедрении.

Основные положения, выносимые на защиту:

- способы внесения макроудобрений влияют на содержание в 0-20 см слое почвы нитратного и аммонийного азота, подвижного фосфора в течение вегетации озимой пшеницы;

- динамика содержания в 0-20 см слое почвы подвижных форм меди, цинка и марганца зависит от фазы развития культуры и условий увлажнения;

- содержание в растениях культуры азота и микроэлементов изменяется в зависимости от дозы азота и способа применения микроудобрения;

— урожайность и качество зерна озимой пшеницы определяются в большей степени погодными условиями, способами и дозами внесения макро- и микроудобрений;

- экономическая эффективность применения микроудобрений под озимую пшеницу зависит от способа применения, уровня урожайности и качества зерна.

Практическая значимость. Получены экспериментальные данные, позволяющие рекомендовать производству применение жидких комплексных микроудобрений Микромах и Микроэл в зависимости от способов и доз внесения минеральных удобрений под озимую пшеницу на черноземе выщелоченном. Определен оптимальный способ применения микроудобрений Микромак и Микроэл, обеспечивающий максимальную агротехническую и экономическую эффективность.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований апробированы в СПК-колхоз «Дубовский» Шпаковского района и СПА «Колхоз имени Ворошилова» Новоалександровского района. Рекомендованные способы и дозы макро- и микроудобрений используются в технологии возделывания озимой пшеницы в хозяйствах.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях Ставропольского государственного аграрного университета (2010-2011 гг.) и научной конференции Донского ГАУ (2011 г.).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 2 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК РФ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 162 страницах машинописного текста, включает 17 таблиц. 23 рисунка, 34 приложения. Список использованной литературы включает 180 источников, из них 16 - зарубежных авторов.

2. МЕСТО, УСЛОВИЯ II МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТА

Место проведения полевььх исследований - землепользование опытной сельскохозяйственной станции Ставропольского государственного аграрного университета. Опытный участок располагается в пределах Ставропольской возвышенности, на высоте 500-550 м над уровнем моря. Рельеф территории - слабоволнистая равнина, мезорельеф - северный пологий склон с крутизной около 1°.

Почва опытного участка - чернозем выщелоченный мощный малогумусный тяжелосуглинистый. В настоящее время чернозем выщелоченный характеризуется средними значениями показателей содержания гумуса (5,1-5,4 %), нитрификационной способности (16-30 мг/кг), содержания подвижного фосфора (20-25 мг/кг по Мачигину) и средним - обменного калия (220-270 мг/кг). Реакция почвенного раствора в верхних горизонтах почвы нейтральная, рН находится в пределах 6,1-6,8. Содержание общего азота - 0,25 %, общего фосфора - 0,13-0,15 %, общего калия - 2,3 %.

Содержание подвижных форм микроэлементов (по данным 2009 г.) следующее: марганца - среднее (16 мг/кг), цинка - низкое (0,7 мг/кг), бора - высокое (2,87 мг/кг).

По средним многолетним данным в зоне проведения опытов в год выпадает 550650 мм, в т. ч. в период активной вегетации растений 450-470 мм осадков. Сумма эффективных температур за период активной вегетации колеблется от 3000 до 3200 °С. Гидротермическпй коэффициент колеблется в пределах 1,1-1,3, что согласно схеме агроклиматического районирования Ставропольского края позволяет расположить место проведения исследовании на границе умеренно влажной и зоны неустойчивого увлажнения.

Годы проведения исследований характеризовались неравномерным выпадением осадков, уступающим многолетней норме на 43-89 мм (за исключением 2009/10 г.), на фоне повышенного температурного режима (+1,1-1,4 °С). Наиболее благоприятные агрометеорологические условия для формирования урожая культуры сложились в 2010/11 г. Сумма выпавших осадков (580 мм) уступала норме 7%, однако их равномерное распределение способствовало оптимальной влагообеспеченности посевов и формированию наибольшей урожайности озимой пшеницы. Среднегодовая температура воздуха оказалась на 1,4 "С выше многолетних значений, достигнув 10,6 "С.

Погодные условия для формирования урожая озимой пшеницы в 2008/09 и 2009/10 гг. сложились удовлетворительно. На фоне повышенного температурного режима (+1,1-1,3 "С) неравномерное распределение осадков в весенне-летний период оказало неблагоприятное влияние на формирование урожая озимой пшеницы. Количество осадков в 2008/09 гг. оказалось меньше многолетней годовой нормы на 89 мм, а в 2009/10 гг. соответствовало ей.

Схема 3-факторного опыта, представленная в таблице 1, построена по методу расщепленных делянок, повторность - 3-кратная, площадь делянки - 50 м2. Ширина делянки - 8 м, длина - 6,25 м. Общая площадь делянки - 50 м1. В качестве предшественника в годы проведения опытов использовалась озимая пшеница.

Таблица 1 - Схематическое расположение делянок в опыте

Способ внесения

минеральных удобрений микроудобрений

Допосевное Подкормка Контроль (без обработки) Обработка семян ММ* Двукратное опрыскивание МЭ (2 р.)** Обработка семян + + двукратное опрыскивание ММ + МЭ (2 р.)

Wo 0 1 2 3 4

N30 5 6 7 8

N60 9 10 11 12

0 13 14 15 16

N30 17 18 19 20

N60 21 22 23 24

0 25 26 27 28

N30 29 30 31 32

N60 33 34 35 36

Здесь и далее. *ММ - обработка семян Микромаком в дозе 2 л/т.

**МЭ (2 р.) - некорневая подкормка Микроэлом в дозе 0,2 л'га 2раза: 1-е фазу кущения, 2-е конце фазы выхода в трубку.

Объектом исследований являлся интенсивный сорт озимой пшеницы краснодарской селекции Старшина, включенный в Госреестр по Северо-Кавказскому (6) региону.

Предметом исследовании являлись способы применения жидких комплексных микроудобрений (Микромак, Микроэл) и минеральных удобрений. В опыте на 3 фонах питания (контроль, Ы.0РМК3„, КТ75Р3|)К,0- допосевной способ) изучалось действие

различных доз (0, 30, 60 кг/га д. в. - послепосевной способ) ранневесенних азотных подкормок, а также раздельного и совместного применения микроудобрений на продуктивность озимой пшеницы.

В качестве допосевного удобрения, вносимого под предпосевную культивацию, использовали аммиачную селитру, аммофос, нитроаммофоску, хлористый калий. В качестве послепосевного удобрения, вносимого рано весной в фазу кущения, использовали аммиачную селитру. Применение микроэлементов совмещалось с основными агротехническими приемами: обработка Микромаком - с протравливанием семян, 2-кратная некорневая обработка Микроэлом (в фазу кущения и в конце фазы выхода в трубку) - с применением пестицидов.

Изучаемые препараты - высокоэффективные комплексные микроэлементные удобрения, предназначенные соответственно для предпосевной обработки семян и некорневой обработки посевов сельскохозяйственных культур (табл. 2).

Таблица 2 - Содержание микро- и макроэлементов в изучаемых комплексных микроудобрениях, %

Препарат Микроэлемент Макроэлемент

Си Ха В Мп Ре Мо Со V м8 N Р К

Микромак 3,6 3,3 0,38 0,32 0,45 0,58 0,23 0,08 1,4 4,8 0,9 7,0

Микроэл 0,64 1,36 0,15 0,29 0,40 0,44 0,084 - 0,89 0,49 - 0,06

Технология возделывания озимой пшеницы соответствовала рекомендациям для Центральной зоны Ставропольского края.

В опытах проводились следующие наблюдения, учеты и анализы. В почвенных образцах определяли нитратный азот по Грандваль-Ляжу, ГОСТ 26488-91; аммонийный азот колориметрированием с реактивом Несслера, ГОСТ 26489-91; подвижный фосфор и обменный калий по методу Мачигина в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26205-91; влажность почвы весовым методом по Б. А. Доспехову (1987); содержание подвижных соединений марганца, меди и цинка атомно-абсорбционной спектрофо-тометрией.

В растительных образцах определяли динамику линейного роста и структуру урожая по методике ГСИ (1971); содержание в растениях азота, фосфора и калия по Б. А. Ягодину (1987); содержание в растениях марганца, меди и цинка атомно-абсорбционным методом; проводили анализ качества зерна зерновых культур: белок - ГОСТ 10846-91, массовая доля клейковины - ГОСТ 13586.1, стекловид-ность - ГОСТ 10987, масса 1000 зерен - ГОСТ 10842-89; учет урожая сплошным методом с помощью комбайна «САМПО-500»; статистическую обработку экспериментальных данных методами корреляционно-регрессионного и дисперсионного анализа (Доспехов Б. А., 1985); рассчитывали экономическую эффективность систем удобрений по технологическим картам с использованием действующих нормативных затрат и цен.

Отбор растительных и почвенных проб и их анализ были приурочены к основным фазам развития озимой пшеницы: перед посевом, выход в трубку, колошение, полная спелость.

3. ДИНАМ11КА АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО В СВЯЗИ С ПРИМЕНЕНИЕМ МАКРО- И МИКРОУДОБРЕНИЙ

На основании анализа полученных результатов в данном разделе представлены средние значения вариантов, в которых изучались способы применения микроэлементов. Это связано с тем, что изучаемые приемы внесения микроудобрений не оказали определенного влияния на агрохимические показатели чернозема выщелоченного.

3.1. Динамика продуктивной влаги

Изучаемые фоны и дозы азотных удобрений в подкормку нг изменяли направленности динамики продуктивной влаги в течение вегетации озимой пшеницы. Дисперсионный анализ свидетельствует о том, что в течение вегетации культуры изучаемые фоны основного удобрения не оказали достоверного влияния на содержание продуктивной влаги в обрабатываемом слое почвы по сравнению с контролем. Сравнение средних данных по опыту показало, что допосевное внесение макроудобрений снижало по сравнению с естественным агрохимическим фоном содержание продуктивной влаги несущественно, на 0,5 и 0,3 мм соответственно.

Азотные удобрения на протяжении всей вегетации способствовали заметному снижению запасов продуктивной влаги в 0-20 см слое почвы, и разница с контролем составляла 0,5-0,9 мм (табл. 3). Следует отметить, что внесение в подкормку N60 достоверно снижало содержание продуктивной влаги в среднем за период вегетации в 0-20 см слое почвы, что косвенным образом свидетельствует о более интенсивном потреблении влаги растениями озимой пшеницы за счет формирования культурой более мошной вегетативной массы.

Таблица 3 - Динамика содержания продуктивной влаги (мм) в 0-20 см слое чернозема выщелоченного, среднее за 2009-2011 гг.

Способ внесения А,НСРо = 0,8 В, НСРШ= 0,8

макроудобрений мпкроудобреннй, С*

Допосевное, А Подкормка, В Срок отбора

Перед посевом Выход в трубку Колошение Полная спелость

0 25,8 28,8 24,3 19,9 24,2 24,4

30 24,3 28,2 23,4 20,6 23,9

60 26,0 27,3 22,6 19,3 23,5

N^0*30 0 24,8 27,9 24,0 18,9 23,7

30 25,8 27,3 22,7 20,0

60 24,5 26,3 22,2 20,0

0 26,3 28,4 23,3 20,4 23,9

30 24,6 27,7 23,2 18,5

60 25,0 27,4_ 22,0 19,7

С,НСР05 = 0,5 25,2 27,7 23,1 19,7 НСРс = 2,4, 8х=3,3

* Здесь и далее. С - среднее содержание по способам внесения микроудобрений.

В течение вегетации озимой пшеницы влажность в 0-20 см слое почвы в среднем за три года имела единый ход: это достижение максимальных величин в фазу выхода в трубку и постепенное достоверное снижение запасов продуктивной влага с достижением минимальных значений в фазу полной спелости. На контроле максимальное содержание влаги отмечалось в фазу выхода в трубку - 29,7 мм, после чего содержание постепенно снижалось, достигнув своего минимума (19,9 мм) к фазе полной спелости. На вариантах с применением допосевного удобрения содержание продуктивной влаги изменялось аналогично естественному агрохимическому фону, но абсолютные величины были несколько ниже и разница с контролем составляла: в фазу выхода в трубку - 0,9 и 0,3 мм, в фазу колошения - 0,4 и 0,6 мм, в фазу полной спелости - 0,3 и 0,4 мм соответственно.

3.2. Динамика нитратного азота

Согласно результатам дисперсионного анализа средних данных по опыту (табл. 4) содержание нитратного азота в почве при внесении М30Р3(,К30 по сравнению с контрольным вариантом существенно увеличилось - на 3 мг/кг, а доза М7 5РЭОК30 способствовала несущественному его уменьшению.

Таблица 4 - Влияние основного удобрения на динамику нитратного азота (мг/кг почвы) в 0-20 см слое чернозема выщелоченного, 2009-2011 гг.

Способ внесения А, НСР05= 1,2

макроудобрений микроудобрений, С*

Срок отбора

Допосевное, А Перед посевом Выход в трубку Колошение Полная спелость

НДК, 6,0 25,2 18,0 10,7 14,9

8,6 28,8 21,3 13,1 17,9

НА&о 6,3 25,5 16,7 10,7 14,8

С,НСР05=1,3 6,9 26,5 18,7 11,5 НСР =2,6,8 =3,8 05 7 ' X '

Перед посевом культуры концентрация элемента была минимальной, изучаемые фоны несущественно увеличивали его концентрацию, на 0,3-2,6 мг/кг. В фазу выхода в трубку концентрация элемента при внесении Х30Р30К30 существенно возрастала, на 3,6 мг/кг почвы. Применение К, 5РзиКз0 несущественно увеличивало содержание нитратного азота на 0,3 мг/кг. В период колошения озимой пшеницы на фоне полного минерального питания содержание нитратного азота в почве составило 21,3 мг/кг, что на 5,1 мг/кг больше значения контрольного варианта и выше наименьшей существенной разницы (НСР = 2,6 мг/кг). На фоне И,^„¿^концентрация в почве нитратов несущественно снижалась, на 1,3 мг/кг почвы. В период полной спелости фон с применением полной дозы азота Ы30Р30К_0 несущественно увеличивал содержание нитратного азота в почве по сравнению с контролем, на 2,4 мг/кг.

Азотные подкормки увеличивали содержание нитратного азота в почве (табл. 5), и разница по сравнению с контролем составила 1,1-3,5 мг/кг.

Таблица 5 - Влияние азотной подкормки на динамику нитратного азота (мг/кг почвы) в 0-20 см слое чернозема выщелоченного, 2009-2011 гг.

Способ внесения В, НСР05= 2,1

макроудобрении мпкроудобретш, С*

Срок отбора

Подкормка, В Перед посевом Выход в трубку Колошение Полная спелость

0 7,0 23,5 16,7 10,4 14,4

N30 7,1 25,9 17,8 11,0 15,5

N60 6,8 30,1 21,6 13,1 17,9

С, НСР05=3,6 6,9 26,5 18,7 11,5 НСР05= 4,8, 3,3

Минимальное содержание его отмечается перед посевом культуры - 6,9 мг/кг, максимальное в фазу выхода в трубку - 26,5 мг/кг, в дальнейшем происходит снижение содержания нитратного азота в почве. Внесение азота минеральных удобрений в дозе N60 обеспечивало достоверную разницу как относительно контроля, так и вариантов с внесением N30.

3.3. Динамика аммонийного азота

Данные, приведенные в таблице 6, указывают, что в течение вегетации озимой пшеницы динамика содержания аммонийного азота в пахотном слое чернозема выщелоченного имела единый ход - увеличение концентрации от посева к фазе выхода в трубку и дальнейшее непрерывное снижение концентрации аммония с достижением минимальных величин в фазу полной спелости культуры.

Таблица 6 - Влияние основного удобрения на динамику аммонийного азота (мг/кг почвы) в 0-20 см слое чернозема выщелоченного, 2009-2011 гт.

Способ внесения А, НСР05= 2,3

макроудобрешш микроудобрений, С*

Срок отбора

Допосевное, А Перед посевом Выход в трубку Колошение Полная спелость

17,6 35,0 32,0 30,0 28,7

20,3 42,3 35,6 32,1 32,6

17,9 35,7 32,4 28,2 28,5

С,НСРП,= 1,3 18,6 37,7 33,3 30,1 НСР05= 4,4, Эх = 3,8

Изучаемые в опыте формы минеральных удобрении не изменили направленности динамики содержания аммонийного азота в 0-20 см слое почвы. В то же время согласно результатам дисперсионного анализа средних данных по опыту на фоне Ы3;|Р30К,0

фиксируется достоверное увеличение накопления в почве аммонийного азота как по отношению к контролю - 3,9 мг/кг почвы, так и по отношению к фону' Ы75Р30К31) -4,1 мг/кг почвы. Разница между последними несущественна.

Минеральные удобрения, внесенные перед посевом, способствовали накоплению в почве изучаемой формы азота. Так, по сравнению с контролем перед посевом в зависимости от дозы фонового удобрения содержание аммонийного азота увеличивалось на 0,3-2,4 мг/кг почвы; в фазу выхода в трубку эта разница составляла - 0,7-7,3 мг/ кг почвьг. В фазу колошения отмеченные ранее зависимости сохраняются, но разница между значениями вариантов нивелируется. Во все сроки отбора нами отмечается более значительное влияние на концентрацию в почве аммиачного азота дозы фонового удобрения К30Р30К3(1.

Статистическая обработка данных по влиянию различных доз азотной подкормки (табл. 7) показала неуклонное и достоверное снижение содержания аммонийного азота на протяжении всего вегетационного периода культуры начиная с фазы выхода в трубку, что является следствием его поглощения озимой пшеницей особенно в межфазный период выхода в трубку - полной спелости.

Таблица 7 - Влияние азотной подкормки на динамику аммонийного азота (мг/кг почвы) в 0-20 см слое чернозема выщелоченного, 2009-2011 гг.

Способ внесения А, НСР05= 2,3

макроудобрений микроудобрений, С*

Срок отбора

Подкормка, В Перед посевом Выход в трубку Колошение Полная спелость

0 18,7 34,7 31,3 28,3 28,2

N30 18,4 37,3 33,2 29,6 29,6

N60 18,7 40,9 35,6 32,4 31,9

В,НСР05= 1,3 18,6 37,6 33,4 30,1 НСР05= 4,4, вх = 3,8

Максимальное содержание аммонийного азота в 0-20 см слое почвы на протяжении всей вегетации озимой пшеницы обеспечивала доза N60, и разница по отношению к другим вариантам составила: в фазу выхода в трубку 3,6-6,2 мг/кг почвы, в фазу колошения 2,4-4,3 мг/кг почвы, в фазу полной спелости 2,8-4,8 мг/кг почвы. Применение микроудобрений в эти сроки не оказало достоверного влияния на минеральные формы азота в почве, что в большей мере связано с более поздними сроками проведения двух подкормок шпфоэлементсодержащим препаратом Микроэл.

3.4. Динамика микроэлементов Цинк. Внесённые азотные удобрения не оказали существенного влияния на содержание цинка в чернозёме выщелоченном, при этом доза минерального азота 60 кг/га способствовала незначительному увеличению его концентрации на 0,02 мг как относительно контроля, так и одинарной дозы.

Изучаемые фоны питания оказали положительное влияние на концентрацию цинка лишь в начале вегетации озимой пшеницы, когда разница с контролем составила от 0,03 до 0.06 мг/кг почвы. В то же время согласно результатам дисперсионного анализа средних данных по опыту на фоне Ы3.Р3()К30 в фазу выхода в трубку по отношению к контрольному фону увеличивалось содержание в почве подвижного цинка, и разница по отношению к контролю составила 0,06 мг/кг почвы. Это можно объяснить тем, что внесенные минеральные удобрения в подкормку озимой пшеницы приводили к подкис-лению почвенного раствора и повышали подвижность этого элемента в почве (рис. 1).

Рисунок 1. Динамика содержания цинка (мг/кг почвы) в 0-20 см слое чернозема выщелоченного, 2009-2011 гт.

В следующий срок отбора - фазу колошения озимой пшеницы - было установлено, что на фоне 5Р30К30 фиксируется максимальное содержание элемента, и разница по отношению к контролю составила 0,08 мг/кг почвы.

К фазе полной спелости отмечалось устойчивое снижение концентрации цинка, что связано как с условиями увлажнения, так и с особенностями потребления микроэлемента растениями озимой пшеницы.

Марганец. Содержание подвижных форм марганца при всех фонах основного удобрения возрастает от посева до фазы колошения с достижением максимальных величин, а к фазе полной спелости наблюдается резкое снижение содержания элемента (рис. 2).

Рисунок 2. Динамика содержания марганца (мг/кг почвы) в 0-20 см слое чернозема выщелоченного, 2009-2011 гг.

Перед посевом в почве опытного участка содержание марганца на всех фонах было практически одинаковым и колебалось в пределах 15,2-15,7 мг/кг почвы. В фазе выхода в трубку содержание марганца в почве на всех фонах возросло и находилось в пределах 17,6-18,2 мг/кг почвы.

Внесение основного удобрения в дозе Т^Р^К^ способствовало возрастанию содержания марганца в почве относительно контроля в фазу выхода в трубку на 0,4 мг/кг почвы, а в фазу колошения - на 0,6 мг/кг почвы.

Двойная доза азота обеспечивала более значительное увеличение содержания марганца в почве на всех анализируемых фонах основного удобрения. Так, на естественном агрохимическом фоне существенная прибавка содержания элемента отмечена в фазу колошения, где прибавка относительно контроля составила 3,1 мг/кг почвы. На фоне внесения Н^РздК^ двойная доза подкормки существенно увеличивала содержание элемента в фазы выхода в трубку и колошения, где разница с контролем составила 2 и 2,5 мг/кг почвы соответственно. На фоне внесения М7 5Р30^0 азотная подкормка в дозе N60 вовсе фазы развития обеспечивала существенное увеличение содержания марганца в почве. Так, в фазу выхода в трубку прибавка относительно контроля составила 2,9 мг/кг, в фазу колошения - 1,8 мг/га, а в фазу полной спелости - 2,3 мг/кг почвы.

4. ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ПРИМЕНЕНИЯ МАКРО- И МИКРОУДОБРЕНИЙ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

4.1. Динамика линейного роста

Основное удобрение увеличивало высоту растений озимой пшеницы, и разница по сравнению с неудобренным фоном составила 3,4-5,9 см, при этом только фон М30Р3()К3!| обеспечивал достоверное увеличение анализируемого показателя.

Подкормки озимой пшеницы существенно увеличивали линейный рост растений относительно контроля на 8,9-12,7 см.

Вне зависимости от фона питания во все фазы развития наибольшую высоту растений обеспечивали варианты с двойной дозой подкормки аммиачной селитрой. Максимальные показатели линейного роста в течение вегетации в опыте обеспечивала подкормка в дозе 60 кг/га д. в. азота на фоне М^Р^К^.

4.2. Динамика элементов пптанпя в растениях озимой пшеницы

Содержание азота. Рассматриваемые факторы не изменили направленности процесса — снижение концентрации элемента с достижением минимальных величин к фазе полной спелости. В зависимости от фона питания концентрация азота снижалась от 3,5-3,8 % в фазу выхода в трубку до 1,1-1,2 % в фазу полной спелости, что объясняется так называемым ростовым разбавлением и перераспределением элемента между товарной и побочной продукцией. Внесение до посева доз минеральных удобрений \'3(|Р30К30 и К7 5Р30К30 способствовало достоверному увеличению концентрации общего азота в растениях озимой пшеницы вне зависимости от фазы развития культуры.

Рассматриваемые дозы азотных подкормок оказали положительное влияние на содержание азота в растениях озимой пшеницы. В течение вегетации растений наибольший показатель формировал вариант с внесением двойной дозы азотной подкормки -2,32 %, существенно превышающий другие фоны питания.

При анализе влияния доз азотных подкормок на концентрацию элемента в зависимости от фазы развития культуры необходимо отметить, что удобренные варианты увеличивали концентрацию азота в фазы выхода в трубку и колошения на 0,1-0,2 %, а в фазу полной спелости содержание элемента с удобренных и контрольных вариантов

находилось в пределах ошибки опыта. Существенное увеличение содержания азота в растениях относительно контроля было отмечено лишь при применении подкормки в дозе 60 кг азота на га по д. в., а разница составила в фазу выхода в трубку 0,3 %. Применение одинарной дозы несущественно увеличивало содержание азота в растениях. К фазе полной спелости влияние азотной подкормки нивелировалось.

4

3,5 3 2,5 2 1,5 1

0,5

о

Рисунок 3. Влияние доз азотной подкормки на динамику содержания азота (%) в растениях озимой пшеницы, 2009-2011 гг.

Анализ данных, приведенных в таблице 8, позволил сделать вывод, что все изучаемые факторы способствовали увеличению концентрации общего азота в растениях озимой пшеницы в фазу полной спелости.

Таблица 8 - Влияние способов внесения макро- и микроудобрений на содержание общего азота (%) в зерне озимой пшеницы, 2009-2011 гг.

Способ внесения А НСРО5=0,03 в, НСРО5=0,03

макроудобрений микроудобрений, С*

Допосев-ное, А Подкормка, В Контроль ММ* МЭ (2 р.)** ММ + МЭ (2 Р.)

0 1,14 1,14 1,16 1,18 1,17 1,18

N30 1,17 1,18 1,17 1,2 1,20

N60 1,15 1,19 1,18 1,23 1,22

N Р К ^30 Г3(гЪо 0 1,19 1,2 1,21 1,24 1,24

N30 1,22 1,23 1,24 1,27

N60 1,26 1,25 1,27 1,3

N,№0 0 1,16 1,16 1,16 1,19 1,18

N30 1,17 1,17 1,18 1,2

N60 1.18 1,19 1,2 1,22

С, НСРП5 = 0,03 1,18 1,19 1,20 1,23 НСР05= 0,11, Бу = 4,0 %

Основное внесение удобрений в дозе Ы.()Р3((К30 в среднем по опыту способствовало существенному увеличению содержания азота в растениях озимой пшеницы по отношению к контролю на 0,07 %. Результаты, полученные на фоне внесения 5Р30Кз0, незначительно превышали показатели относительно фона без внесения основного удобрения - 0,01 %. но достоверно снижали показатели относительно полной дозы основного удобрения - 0,06 %.

Азотные подкормки оказали положительное влияние на содержание общего азота в растениях, но существенные прибавки содержания были отмечены только на вариантах с двойной дозой азотной подкормки - 0,04 %, относительно варианта без применения ранневесенней азотной подкормки.

При анализе влияния способов внесения комплексных микроудобрений можно констатировать, что как предпосевная обработка семян, так и двукратная подкормка растений озимой пшеницы на всех фонах минерального питания не оказали существенного влияния на содержание азота в растениях, прибавка составляла 0.01 и 0,02 % и находилась в пределах ошибки опыта. В то же время совместное применение микроудобрений способствовало существенному увеличению содержания азота в растениях в среднем по опыту по отношению к контрольному варианту без применения удобрений микроэлементов.

Среди изучаемых способов внесения макро- и микроудобрений наибольшее содержание общего азота в растениях озимой пшеницы формируется на фоне основного удобрения Ы30Р3(1К30, внесённого до посева культуры. Дальнейшее насыщение системы удобрения минеральным азотом до 60 кг д. в/га в подкормку способствует увеличению рассматриваемого показателя. Применение жидких комплексных микроудобрений при обработке семян и двукратном опрыскивании посевов озимой пшеницы на фоне Ый0Р30К3() способствовало получению максимального показателя концентрации общего азота в растениях озимой пшеницы в фазу полной спелости -1,30%.

Цинк. Анализ данных, представленных на рисунке 4, показывает, что изучаемые способы применения макро- и микроудобрений оказывали различное влияние на содержание цинка в зерне озимой пшеницы.

Рисунок 4. Влияние способов применения микро- и макроудобрений на содержание цинка (мг/кг) в зерне озимой пшеницы, среднее за 2009-2011 гг.

Изучаемые дозы основного удобрения не оказали существенного влияния на концентрацию элемента в основной продукции. Внесение до посева 1^30Р30К30 способствовало возрастанию содержания цинка в зерне озимой пшеницы по всем способам обработки микроэлементами относительно аналогичных значений на контрольном варианте. Разница по отношению к другим фонам составила 0,1 мг/кг. Применение основной дозы удобрений Ы75Р30К30не оказывало существенного влияния на содержание микроэлемента в зерне озимой пшеницы.

Внесение двойной дозы N60 азотных удобрений в ранневесеннюю подкормку существенно снижало содержание цинка в зерне озимой пшеницы, по отношению к другим вариантам содержание оказалось ниже на 0,2 мг/кг. Одинарная доза азота формировала содержание цинка на уровне контроля.

Вне зависимости от способа внесения минеральных удобрений раздельное использование микроудобрений Микромак (обработка семян) и Микроэл (двукратное опрыскивание по вегетации) не оказало существенного влияния на концентрацию цинка в зерне. Совместное применение вышеназванных микроудобрений способствует значительному увеличению содержания цинка в зерне озимой пшеницы, и разница по отношению к другим вариантам составила 0,2-0,3 мг/кг в зерне озимой пшеницы (НСР 0,11 мг/кг).

Марганец. В проведенных нами исследованиях рассмотрено влияние способов применения микроудобрений и фонов питания на содержание марганца в зерне озимой пшеницы в фазе полной спелости (рис. 5).

13.1 13.1

□1Ч0Р0К0 ВШОРЗиКЗО □ N 7,5Р30К30

Рисунок 5. Влияние способов применения микро- и макроудобрений на содержание марганца (мг/кг) в растениях озимой пшеницы в фазу полной спелости, среднее за 2009-2011 гг.

Данные, отображенные на рисунке 5, свидетельствуют о том, что рассматриваемые способы внесения минеральных удобрений - фоны питания и дозы азотной подкормки не оказали существенного влияния на содержание марганца в зерне озимой пшеницы. Внесение до посева полной дозы минерального удобрения незначительно, на 0,1 мг/кг, повысило концентрацию марганца в зерне. Мы отмечаем существенную прибавку содержания рассматриваемого элемента на вариантах с двукратной

обработкой посевов препаратом Микроэл и совместное применение микроудобрений Микромак и Микроэл. Применение микроудобрения только при обработке семян не оказало достоверного влияния на содержание подвижного марганца в зерне озимой пшеницы относительно контроля.

4.3. Продуктивность озимой пшеницы в связи с изучаемыми приёмами

43.1. Формирование структуры урожая. Результаты наших исследований свидетельствуют о том, что совместное применение жидких комплексных удобрений Микро-мак и Микроэл на всех способах внесения макроудобрений оказывало положительное влияние на показатели структуры урожая озимой пшеницы.

Максимальные показатели элементов структуры урожая были получены на фоне основного внесения N^P^Kj,, при совместном применении Микромака и Микроэла и азотной подкормки в дозе N60. Разница с контролем по основным элементам структуры урожая составила: количество растений - 36 шт., общее количество стеблей -190 шт., продуктивный стеблестой - 178 шт. Высота растений увеличилась на 25,7 см. Коэффициент общей и продуктивной кустистости оказался выше контроля на 0,5 и 0,4 ед. соответственно. Соотношение массы зерна и соломы на контроле составляет 1:1,5, а на рассматриваемом варианте -1:1.

43.2. Урожайность зерна. Трехлетние данные свидетельствуют о том, что изучаемые в опыте удобрения, внесённые до посева (фактор А), и азотные удобрения, применяемые в ранневесешпою подкормку (фактор В), существенно увеличивали урожайность озимой пшеницы относительно естественного агрохимического фона (табл. 9).

Таблица 9 — Влияние способов внесения макро- и микроудобрений на урожайность (т/га) озимой пшеницы (2009-2011)

Способ внесения А, НСР0 5=0,14 т/га в, НСР05=0,14 т/га

макроудобрений микроудобрений, С*

Допосев-ное, А Подкорм-кцВ Контроль ММ* МЭ (2 р.)** ММ + МЭ (2 P-)

Wo 0 2,87 3,34 3,36 3,46 3,26 3,52

N30 3,46 3,73 3,66 3,89 3,90

N60 3,70 3,84 3,77 4,01 4,10

N^oK» 0 3,35 3,84 3,82 3,97 3,75

N30 4,03 4,13 4,10 4,28

N60 4,29 4,39 4,30 4,55

адЛо 0 3,10 3,65 3,89 3,74 3,60

N30 3,67 3,91 3,86 4,13

N60 3,93 4,07 4,07 4,27

С,НСРо, = 0,12т/га 3,60 3,89 3,87 4,03 НСР = 0,42 т/га, S = 4,4 % 05 ^ у '

Анализ результатов изучаемого опыта говорит о значительной роли основного удобрения (А) в формировании урожайности культуры, прибавка в зависимости от фона питания составила 0,34-0,49 т/га. При выборе системы удобрения под

озимую пшеницу, расположенную после озимой пшеницы, в зоне неустойчивого увлажнения на чернозёме выщелоченном следует учитывать эффективность различных видов удобрений. Так, снижение дозы азота до 7,5 кг д. в/га от полной дозы N30 при равных количествах Р и К - по 30 кг д. в/га обеспечило существенное снижение продуктивности на 0,15 т/га относительно полной дозы основного удобрения ^0Р30К30.

Максимальная прибавка урожая зерна - 0,49 т/га была получена при применении в качестве фона питания К;3иР31)К30, урожайность за три года исследований составила 3,75 т/га.

Наибольшая прибавка урожая зерна вне зависимости от фона питания фиксируется в 2008/09 сельскохозяйственном году и составляет от 0,49 до 0,71 т/га в зависимости от дозы азота, применяемого в подкормку.

В среднем за три года исследований на всех фонах прибавка от допосевного внесения азотных удобрений была существенной и составила 0,42-0,58 т/га. Максимальные значения продуктивности озимой пшеницы обеспечило применение в ранневесеннюю подкормку аммиачной селитры в дозе 60 кг д. в/га, в зависимости от года исследований урожайность составила от 3,52 до 4,78 т/га.

Применение микроудобрешш в опьгге (фактор С) как прием повышения продуктивности озимой пшеницы оказывает существенное и неоднозначное влияние на урожайность культуры в зависимости от допосевного внесения (фактор А), применения азотной подкормки (фактор В) и способа применения самих микроудобрений (фактор С).

Изучаемые микроудобрения в опыте существенно увеличивали продуктивность культуры, и в зависимости от способа их применения прибавка составила 0,270,43 т/га относительно фона без применения агрохимикатов. В год с неблагоприятными погодными условиями, 2008/09, прибавка была минимальной - 0,26 т/га, в отличие от благоприятного 2009/10 г., когда прибавка составила 0,44 т/га.

Различие в уровне урожайности между раздельным применением микроудобрений Микромак, Микроэл и их совместным использованием существенно, в среднем за 3 года прибавка относительно контроля составила 0,06-0,11 т/га. Лучшим является вариант с совместным применением микроудобрений при обработке семян и двукратном опрыскивании во время вегетации озимой пшеницы — 3,79 т/га, который существенно превышал не только фон - без микроудобрений, но и варианты с раздельным применением ММ и МЭ. Вариант, обеспечивший максимальный уровень продуктивности озимой пшеницы — 4,55 т/га на протяжении всего периода исследований, формируется на фоне питания ^аР30К..г) с применением в ранневесеннюю подкормку 60 кг азота на гектар с обработкой семян до посева препаратом Микромак и двукратным опрыскиванием растений Микроэлом.

4.3.3. Качество зерна. Изучаемые способы внесения микро- и макроудобрений оказывали значительное влияние на один из главных показателей качества зерна — содержание сырой клейковины. Данные, приведенные в таблице 10, показывают, что в среднем за три года все изучаемые способы микроудобрения увеличивали содержание клейковины по сравнению с вариантами без обработки микроэлементами на 0,6-1,5 %. При этом существенная разница относительно контроля была получена на вариантах с совместным применением микроудобрешш.

Содержание клейковины в зерне при совместном применении микроудобрений было существенно выше не только вариантов без обработки микроэлементами, но и вариантов с отдельным применением препарата Микромак (обработка семян) -на 0,9 %.

Таблица 10 - Влияние способов внесения макро- микроудобрений на содержание сырой клейковины (%) в зерне озимой пшеницы (среднее за 2009-2011 гг.)

Способ внесения а. нср115= = 0,80 В, нсрс = = 0,80

макроудобрений микроудобрений, С*

Допосевное, а Подкормка, В Контроль мм* мэ (2 р.)** мм+мэ (2 р.)

0 16,5 16,7 17,1 18,0 21,5 18,5

n30 21,3 22,7 23,8 24,6 24,1

n60 23,0 24,1 24,9 25,0 25,2

0 18,1 19,2 19,8 20,3 23,8

n30 25,5 25,4 24,7 25,5

n60 26,3 27,1 27,0 27,5

0 17,6 18,6 19,3 20,9 22,6

n30 24,0 24,4 23,0 24,3

n60 24,7 24,0 24,9 24,9

с, нсро, = 0,90 21,9 22,5 22,7 23,4 нср05 = 2,6 % Бх = 3,7 %

Все изучаемые фоны питания и дозы азотных подкормок также обеспечивали существенное увеличение содержания клейковины в зерне озимой пшеницы по сравнению с естественным агрохимическим фоном. При этом с ростом дозы азота как в основном удобрении (с 7,5 до 30 кг/га д.в.), так и в подкормке (с 30 до 60 кг/га д.в.) среднее значение анализируемого показателя пропорционально увеличивалось по сравнению с контролем на 1,1-2,3 и 5,6-6,7 % соответственно. К тому же дозы подкормки N60 как и фона Ы30Р30К311 достоверно превосходили дозы N30 и фона ^ 5Р30К30 соответственно.

Наибольшее содержание клейковины (27,5 %) было получено на вариантах с совместным применением препаратов на фоне Н30Р,0К3(1 + N60 (в подкормку). Необходимо отметить, что на удобренных фонах при совместном применении анализируемых микроудобрений достоверной разницы в содержании клейковины между вариантами N30 и N60, применяемыми в подкормку, выявлено не было.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБОВ ПРИМЕНЕНИЯ МАКРО- И МИКРОУДОБРЕНИЙ

В таблице 11 представлены результаты расчетов показателей экономической эффективности относительно контроля вариантов с совместным применением обработки семян комплексным жидким микроудобрением Микромак и двукратным опрыскиванием растений озимой пшеницы Микроэлом в фазу кущения и выхода в трубку для вариантов естественного агрохимического фона, ^0Р30К30 + N30 и ад0<о+*бо.

Таблица 11 - Экономическая эффективность производства зерна озимой пшеницы в зависимости от способов применения макро- п микроудобрений (среднее за 2009-2011 гг.)

Показатель Контроль, Обработка семян Микромаком (2 л/т) + + двукратное опрыскивание Микроэлом (0,2 л/га)

ЧР0к0 N,0^+ N30 N,№„ + N60

Урожайность, т/га 2,87 3,46 4,28 4,55

Цена 1 т зерна, руб. 5000 5500 5900 5900

Денежная выручка с 1 га, руб. 14350 19030 25252 26845

Затраты труда на 1 га, ч 12,8 13,3 13,8 14,1

Затраты труда на 1 т, ч 4,46 3,84 3,22 3,10

Производственные затраты на 1 га, руб. 11250 11720 15250 15860

Себестоимость 1 т, руб. 3920 3387 3563 3486

Прибыль на 1 га, руб. 3100 7310 10002 10985

Уровень рентабельности, % 28 62 66 69

Как видно из данных, приведённых в таблице 11, по сравнению с контролем применение жидких комплексных микроудобрений путем обработки семян Микромаком и двукратным опрыскиванием растений озимой пшеницы Микроэлом в фазу кущения и выхода в трубку оказалось очень эффективным и увеличивало среднегодовую урожайность озимой пшеницы на 21 %; денежную выручку с 1 га на 4680 руб., затраты труда на 1 га на 4 %; производственные затраты - на 470 руб.; прибыль - на 4210 руб. Благодаря полученной прибавке урожая более высокого качества микроудобрения снижали по сравнению с контролем затраты труда на 1 т - на 14 %, себестоимость - на 533 руб., а уровень рентабельности превосходил контроль на 34 %.

При сравнении основных показателей экономической эффективности производства зерна озимой пшеницы относительно контроля на фоне допосевного внесения Ы^Р^К^ и доз азотной подкормки N30 и N60 отмечается незначительное преимущество в пользу двойной дозы азота. Так, по сравнению с контролем внесение ^(РМКЗЙ + + N30 + ММ + МЭ (2 р.) и \т,иР.(КЗГ1 + N60 + ММ + МЭ увеличивало среднегодовую урожайность озимой пшеницы на 49-59 %; денежную выручку с 1 га на 10902-12495 руб., затраты труда на 1 га-на 8-10 %; производственные затраты - на 4000-4610 руб.; прибыль — на 6902-7885 руб. Благодаря полученной прибавке урожая более высокого качества макро- и микроудобрения снижали по сравнению с контролем затраты труда на 1 т на 28-30 %, себестоимось на 344-357 руб., а уровень рентабельности превосходил контроль на 38—41 %.

ВЫВОДЫ

1. Способы внесете макро- и микроудобрений не изменили направленность динамики продуктивной влага в посевах озимой пшеницы. Изучаемые дозы допосевного удобрения не достоверно (0,3-0,5 мм) снижали содержание продуктивной влаги в 0-20

см слое почвы по сравнению с контролем. Внесение в подкормку N60 существенно (0,9 мм) уменьшало содержание продуктивной влаги в среднем за период вегетации.

2. Изучаемые способы внесения макро- и микроудобрений не изменяли направленности динамики в почве нитратного азота. Достоверное увеличение концентрации нитратного азота относительно контроля на протяжении вегетации озимой тпеницы в среднем обеспечивало допосевное внесение М^Р^К^ (+3 мг/кг) и проведение ранне-весенней подкормки N60 (+3,5 мг/кг почвы).

3. Допосевное внесение минеральных удобрений дозой КТ3(1Р30К30 способствовало существенному увеличение в почве аммонийного азота по отношению к контролю на 3,9 мг/кг почвы. Максимальное содержание аммонийного азота в 0-20 см слое почвы на протяжении всей вегетации озимой пшеницы обеспечивала доза N60, и разница с контролем составила в фазу выхода в трубку 3,6-6,2 мг/кг, колошения 2,4—4,3 мг/кг, в фазу полной спелости - 2,8-4,8 мг/кг почвы.

4. Содержание подвижных форм фосфора и калия в 0-20 см слое почвы в течение вегетации озимой пшеницы неуклонно снижается с достижением минимальных величин в фазу полной спелости культуры. Допосевное внесение ^Р^К^ иН75Р30К30 достоверно увеличивало среднее содержание в почве подвижного фосфора, и разница по отношению к контролю составляла 1,8 и 2,6 мг/кг почвы. Изучаемые способы применения микроудобрений и дозы азотных подкормок не оказали существенного влияния на содержание в 0-20 см слое чернозема выщелоченного обменного калия и подвижного фосфора

5. Способы и дозы внесения макро- и микроудобрений не оказали существенного и определенного влияния на содержание в 0-20 см слое почвы подвижных форм микроэлементов. Максимальное их содержание в среднем по вариантам отмечается в фазу выхода в трубку, что связано с условиями увлажнения и иодкислением реакции почвенного раствора. К фазе полной спелости содержание микроэлементов снижается, а разница находится в пределах ошибки. Азотные подкормки не оказывали существенного влияния на содержание подвижных форм цинка и меди в почве.

6. На содержание общего азота в растениях озимой пшеницы существенное влияние относительно средних данных контроля оказали допосевное внесение N Р ^^ проведение азотной подкормки N60, совместное применение жидких комплексных удобрений Микромак и Микроэл. Способы внесения макроудобрений значительно увеличивали содержание азота в растениях по сравнению с контролем, в фазу выхода в трубку - на 0,1-0,3 % и в фазу колошения - на 0,2 %.

7. Динамика содержания фосфора и калия в растениях в течение вегетации имела единый ход — достоверное снижение показателей в период вегетации с достижением минимальных величин в фазу полной спелости. Изучаемые способы и дозы макро- и микроэлементов не оказали существенного влияния на направленность и величины содержания элементов.

8. Между содержанием микроэлементов в зерне и дозами допосевного удобрения тесной связи не выявлено. Увеличение дозы азота в системе удобрения за счёт подкормки снижает несущественно концентрацию в зерне меди и марганца, а содержание цинка — существенно. Существенное влияние на содержание в зерне озимой пшеницы цинка, меди и марганца оказали двукратное опрыскивание препаратом Микроэл и совместное применение комплексных микроудобрений Микромак и Микроэл, увеличивая содержание микроэлементов на 0,2-0,4 мг/кг.

9. Максимальные показатели элементов структуры урожая озимой пшеницы формировались на фоне допосевного внесения ^0Р30К^0, проведения азотной подкормки

дозами N30 и N60 и совместного применения комплексных микроудобрений Микромак и Микроэл, которые относительно естественного агрохимического фона увеличивали количество продуктивных стеблей на 150-178 шт., коэффициент продуктивной кустистости - на 0.3-0,4 ед., массу 1000 зёрен - на 2,32-3,42 г.

10. Погодные условия оказали значительное влияние на эффективность применения изучаемых способов макро- и микроудобрений. Изучаемые дозы допосевного внесения минеральных, удобрений достоверно (0,34-0,49 т/га) увеличивали урожайность озимой пшеницы относительно контроля. Максимальная средняя урожайность культуры - 3,75 т/га была получена при применении ^1(|РзиКЭ0, что существенно выше значений других вариантов. Внесение азотных подкормок обеспечило существенную прибавку (0,42-0,58 т/га) урожая, а среднее максимальное значение продуктивности озимой пшеницы обеспечило применение N60-4,1 т/га, достоверно превысив показатели сравниваемых вариантов.

Способы внесения микроудобрений существенно (0,27-0,43 т/га) увеличивали продуктивность культуры, а максимальная средняя урожайность (4,03 т/га) получена на варианте совместного применения Микромака и Микроэла. Максимальный уровень продуктивности озимой пшеницы (4,55 т/га) формируется на фоне допосевного внесения ^РздК^, ранневесенней подкормки N60 и совместного применения жидких комплексных микроудобрений Микромак и Микроэл.

11. Изучаемые макро- и микроудобрения оказали положительное влияние на качественные показатели зерна озимой пшеницы, но получению зерна 3-го класса в среднем по опыту способствовали допосевное внесение ^0Р30К3|), проведение ранневесенней подкормки дозами N3011 N60, совместное применение жидких комплексных микроудобрений Микромак и Микроэл. Максимальные показатели стекловид-ности (55 %), содержания клейковины (27,5 %) и белка (14,2 %) были получены на вариантах с совместным применением микроудобрений на фоне КТ>:|Р30К30 + N60 (в подкормку).

12. С экономической точки зрения наиболее эффективным оказалось совместное применение жидких комплексных микроудобрений Микромак и Микроэл. На фоне Ы1)Р[1К0 микроудобрения увеличивали: урожайность озимой пшеницы на 21 %, прибыль - на 4210 руб., уровень рентабельности - на 34 %. Совместное внесение микроудобрений оказалось эффективным и в сочетании со способами минеральных удобрений. По сравнению с контролем внесение К-()Р30К30 + N30 + ММ + МЭ (2 р.) и ^Т,0РЗГ|К.30 + N60 + ММ + МЭ увеличивало урожайность озимой пшеницы на 49-59 %, прибыль - на 6902-7885 руб., уровень рентабельности - на 38-41 %, а себестоимость 1 т зерна ишжалась на 344—357 руб. На фоне допосевного внесения К30Р_,.К30отмечается незначительное преимущество в пользу двойной дозы азота (N60).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При возделывании озимой пшеницы на черноземе выщелоченном рекомендуется совместное применение жидких комплексных микроудобрений Микромак (обработка семян 2 л/т) и Микроэл (некорневая подкормка в фазу кущения и в конце фазы выхода в трубку по 0,2 л/га).

2. В зоне неустойчивого увлажнения для повышения эффективности внесение микроудобрений необходимо совмещать с основными агротехническими приемами и применением допосевного (КГ3(Р3(]К3(1) и послепосевного способов удобрения (N30 и N60) озимой пшеницы.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ

1. Есаулко, А. Н. Эффективность микроудобрений Микромак и Микроэл в посевах озимой пшеницы на черноземе выщелоченном / А. Н. Есаулко, Ю. И. Гречишкина, В. А. Бузов, А. Ю. Олейников, Н. В. Редькина // Шодородие. - 2010. - № 1. - С. 24-26.

2. Есаулко, А. Н. Влияние микроудобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы на черноземе выщелоченном / А. Н. Есаулко, Ю. И. Гречишкина, А. Ю. Олейников //Агрохимический вестник. -2011. -№ 4. - С. 10-12.

Публикации в других изданиях:

3. Есаулко, А. Н. Продуктивность озимой пшеницы в зависимости от способов применения микроудобрений на черноземе выщелоченном / А. Н. Есаулко, Ю. И. Гречишкина, А. Ю. Олейников // Значение и перспективы агрохимических исследований в повышении продуктивности земледелия : материалы научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Г. Л. Мокриевича. 27-28 сентября. -пос. Персиановский : Изд-во Донского ГАУ, 2011. - С. 77-82.

4. Олейников, А. Ю. Влияние микроудобрений на показатели качества зерна озимой пшеницы на черноземе выщелоченном / А. Ю. Олейников, А. Н. Есаулко, Е. А. Усти-менко // Современные ресурсосберегающие инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Северо-Кавказском федеральном округе : материалы 75-й научно-практической конференции (г. Ставрополь, 22-30 марта 2011 года). -Ставрополь : Параграф, 2011. - С. 69-72.

5. Олейников, А. Ю. Эффективность микроудобрений в посевах озимой пшеницы в зоне неустойчивого увлажнения в зависимости от погодных условий / А. Ю. Олейников, А. Н. Есаулко, Е. А. Устименко // Современные ресурсосберегающие инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Северо-Кавказском федеральном округе : материалы 75-й научно-практической конференции (г. Ставрополь, 22-30 марта 2011 года). - Ставрополь : Параграф, 2011. - С. 66-^69.

Подписано в печать 27.04.2012. Формат 60x84 '/16. Гарнитура «Тайме». Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,4. Тираж 100. Заказ К« 130.

Отпечатано в типографии издательско-полиграфического комплекса СтГАУ «АГРУС», г. Ставрополь, ул. Мира, 302.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Олейников, Андрей Юрьевич, Ставрополь

61 12-6/462

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННО*} ог^ДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ОЛЕЙНИКОВ АНДРЕЙ ЮРЬЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ПРИМЕНЕНИЯ МАКРО- И МИКРОУДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ

06.01.04 - агрохимия

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Есаулко А.Н.

Ставрополь - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4

1. Обзор литературных источников 10

1.1. Роль микроэлементов в питании озимой пшеницы 10

1.2. Динамика и содержание микроэлементов в почве 12

1.3. Влияние микроудобрений на урожайность и качество зерна

28

озимой пшеницы

2. Место, условия и методики проведения опытов 43

2.1. Почвенно-климатические условия 43 2.1.1 Агрохимическая характеристика почвенного покрова 43 2.1.2. Климат 44

2.2. Место проведения и схема опыта 45

2.3. Методы, методики полевых и лабораторных исследований 48

2.4. Погодные условия в годы проведения исследований 49

2.5. Основные агротехнические приёмы при возделывании озимой пшеницы в опыте

3. Динамика агрохимических свойств чернозема выщелоченного в связи с применением макро- и микроудобрений

3.1. Динамика продуктивной влаги 64

3.2. Динамика нитратного азота 67

3.3. Динамика аммонийного азота 71

3.4. Динамика подвижного фосфора 74

3.5. Динамика обменного калия 76

3.6. Динамика микроэлементов 79

4. Влияние способов применения макро- и микроудобрений на рост

88

и развитие растений озимой пшеницы

4.1. Динамика линейного роста 8 8

4.2. Динамика элементов питания в растениях озимой пшеницы 94

4.2.1. Содержание азота 94

4.2.2. Содержание фосфора 101

4.2.3. Содержание калия 104

4.2.4. Содержание микроэлементов 106 4.3. Продуктивность озимой пшеницы в связи с изучаемыми приёмами

4.3.1. Формирование структуры урожая 114

4.3.2. Урожайность зерна 122

4.3.3. Качество зерна 128 5. Экономическая эффективность производства зерна озимой пшеницы в зависимости от способов применения макро- и 136 микроудобрений

Выводы 140

Предложения производству 144

Список литературы 145

Приложения 162

ВВЕДЕНИЕ

Актуальной задачей сельского хозяйства в современных условиях остается повышение продуктивности земледелия. Успешное её решение неразрывно связано с рациональным применением средств химизации в системах и технологиях, обеспечивающих достижение не только максимальных показателей агротехнической и экономической эффективности, но и агроэкологической целесообразности.

Сложившийся уровень химизации требует глубокого и всестороннего исследования возможностей использования минеральных удобрений. Необходим учет множества факторов, определяющих их действие.

Разработка и внедрение совершенных систем комплексного применения средств химизации являются одним из основных условий научно обоснованного управления продуктивностью пашни, выращивания высоких урожаев. Применение микроэлементов в комплексе с другими средствами химизации: минеральными удобрениями, инсектицидами, фунгицидами и гербицидами - технологически несложно, эффективно, не требует больших затрат и вследствие этого заслуживает должного внимания.

Актуальность. Для увеличения производства высококачественной сельскохозяйственной продукции наряду с основными удобрениями важное значение имеют микроудобрения, содержащие микроэлементы. В условиях интенсификации сельского хозяйства рост урожаев сопровождается увеличением выноса всех питательных элементов, в том числе микроэлементов. На почвах не только с недостаточным, но и с умеренным содержанием соответствующих микроэлементов в доступной растениям форме потребность в отдельных микроудобрениях повышается (В.Г.Минеев, 2004; В.В.Агеев, А.И.Подколзин, 2005, 2006).

Следует отметить, что микроэлементы необходимы растениям в очень небольших количествах: их содержание составляет тысячные и десятитысячные доли процента массы растений. Однако каждый из них выполняет строго определенные функции в обмене веществ, питании растений и не может быть

заменен другим элементом (А.И.Подколзин, В.И.Демкин, 2003).

Микроэлементы принимают участие во многих физиологических и биохимических процессах, являются обязательной частью многих ферментов, витаминов, ростовых веществ, поэтому недостаток того или иного микроэлемента может резко повлиять как на величину урожая, так и на его качество. При недостатке в почвах доступных форм микроэлементов наблюдаются специфические заболевания культур, вследствие чего они дают низкий и неполноценный по качеству урожай. В тоже время известно, какое большое влияние имеют микроэлементы в ускорении развития растений, в процессах оплодотворения и плодообразования, синтеза и передвижения углеводов, белковом и жировом обмене веществ, повышении засухо- и жароустойчивости, устойчивости к вредителям и заболеваниям (Э.А.Муравин, В.И.Титова, 2010).

В настоящее время потребительский рынок заполнен большим количеством новых комплексных микро и макроудобрений. Производителями этих удобрений являются как отечественные, так и зарубежные фирмы. Необходимо помнить, что даже практически идентичные удобрения разных фирм могут оказывать несколько различные действия на растения. Поэтому при выборе удобрения для растений кроме свойств самого удобрения необходимо знать и учитывать почвенно-климатические условия района возделывания и биологические особенности выращиваемой культуры (А.Х.Шеуджен, В.Т.Куркаев, Н.С.Котляров, 2006).

Одним из факторов, обуславливающих повышение эффективности удобрений, является применение микроэлементов, значение которых по мере увеличения урожаев сельскохозяйственных культур возрастает.

Внесение микроудобрений на почвах с низкой обеспеченностью микроэлементами позволяет повысить урожайность на 10-15%. При возделывании интенсивных сортов применение микроудобрений высокоэффективно не только на почвах с низкой обеспеченностью, но и средне обеспеченных одноименным микроэлементом. Однако при решении вопроса о внесении мик-

роудобрений необходимо знать, что оно может дать ожидаемый результат лишь на фоне высокой культуры земледелия. Необходимость внесения микроудобрений устанавливается по содержанию подвижных форм микроэлементов в почве, которое определяется типом и биологической активностью почвы, характером материнских пород и растительности (А.Н.Есаулко, 2006; А.Х.Шеуджен, В.Т.Куркаев, Л.М.Онищенко, 2008).

При применении микроудобрений помимо их запасов в почве и генети-ко-сортовых особенностей культур необходимо учитывать почвенно-климатические условия зоны, уровень применения и способы внесения минеральных и органических удобрений, агрохимическую характеристику конкретного типа и подтипа почвы, условия способствующие накоплению, изменению в почве подвижных форм микро- и макроэлементов.

В связи с этим представленная диссертационная работа посвящена изучению влияния применения комплексных микроудобрений на фоне внесения различных доз минеральных удобрений до посева и в подкормку на продуктивность озимой пшеницы в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края.

Цели и задачи исследований. Цель исследований - изучить влияние способов применения комплексных микроудобрений и минеральных удобрений на урожайность и качества зерна озимой пшеницы на черноземе выщелоченном. В задачи исследований входило:

- изучить влияние способов и доз внесения макро- и микроудобрений на агрохимические свойства чернозема выщелоченного в течение вегетации озимой пшеницы;

- установить влияние макро- и микроудобрений на рост и химический состав растений;

- определить урожайность и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от способов и доз применения макро- и микроудобрений;

- дать экономическую оценку эффективности изучаемых приёмов.

Научная новизна. Впервые на чернозёме выщелоченном Ставропольской возвышенности изучено влияние способов применения жидких комплексных микроудобрений Микромак и Микроэл в сочетании с минеральными удобрениями на показатели почвенного плодородия, урожайность и качество зерна озимой пшеницы. Экономически обоснована целесообразность применения новых комплексных микроудобрений на фоне способов и доз внесения минеральных удобрений под озимую пшеницу на черноземе выщелоченном.

Достоверность полученных результатов подтверждается большим количеством наблюдений и учетов в лабораторных и полевых опытах, критериями статистической обработки результатов исследований, и положительными результатами при внедрении.

Основные положения, выносимые на защиту:

- способы внесения макроудобрений влияют на содержание в 0-20 см слое почвы нитратного и аммонийного азота, подвижного фосфора в течение вегетации озимой пшеницы;

- динамика содержания в 0-20 см слое почвы подвижных форм меди, цинка и марганца зависит от фазы развития культуры и условий увлажнения;

- содержание в растениях культуры азота и микроэлементов изменяется в зависимости от дозы азота и способа применения микроудобрения;

- урожайность и качество зерна озимой пшеницы определяются в большей степени погодными условиями, способами и дозами внесения макро- и микроудобрений;

- экономическая эффективность применения микроудобрений под озимую пшеницу зависит от способа применения, уровня урожайности и качества зерна.

Практическая значимость. Получены экспериментальные данные, позволяющие рекомендовать производству применение жидких комплексных микроудобрений Микромак и Микроэл в зависимости от способов и доз внесения минеральных удобрений под озимую пшеницу на черноземе выщело-

ченном. Определен оптимальный способ применения микроудобрений Мик-ромак и Микроэл, обеспечивающий максимальную агротехническую и экономическую эффективность.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований апробированы в СПК-колхоз «Дубовский» Шпаковского района и СПА «Колхоз имени Ворошилова» Новоалександровского района. Рекомендованные способы и дозы макро- и микроудобрений используются в технологии возделывания озимой пшеницы в хозяйствах.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях Ставропольского государственного аграрного университета (2010-2011 гг.) и научной конференции Донского ГАУ (2011 г.)

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликованы 5 работ, в том числе 2 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК РФ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 162 страницах машинописного текста, включает 17 таблиц, 23 рисунка, 34 приложения. Список использованной литературы включает 180 источников, из них 16 - зарубежных авторов.

Автор выражает свою глубокую признательность коллективу кафедры агрохимии и физиологии растений, профессору В.В. Агееву, доцентам Ю.И.Гречишкиной, В.И. Радченко, О.Ю. Лобанковой, Л.С. Горбатко, М.С. Сигида, С.А.Коростылеву, ассистентам Е.В.Голосному, Н.В. Николенко, аспирантам Фурсовой А.Ю, Устименко Е.А., Айсанову Т.С., за полученные в процессе выполнения работы консультации и советы.

Особую признательность выражаю научному руководителю, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Александру Николаевичу Есаулко за его непосредственное участие в разработке программы-методики, обсуж-

дении полученных результатов и в получении результатов научных исследований.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.1. Роль микроэлементов в питании озимой пшеницы

Искусство земледелия во многом определяется питанием растений. Дефицит микроэлементов, а часто и макроэлементов приводит к резкому снижению урожая. Внедрение новых технологий возделывания сельскохозяйственных культур идет медленно. Это относится и к микроэлементам, под влиянием которых возрастает устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды, к возбудителям болезней (И.Т. Таранов, 2011).

Роль микроэлементов в жизни растений многообразна и значительна. Они участвуют в сложных биологических и физиологических процессах, активизируют деятельность ферментов, витаминов, гормонов, связаны с процессами синтеза органических веществ, способствуют повышению продуктивности сельскохозяйственных культур и улучшают качество продукции. Ферменты - биологические катализаторы всех процессов, происходящих в живом организме. В свою очередь, деятельность их в растениях активизируется химическими элементами корневого питания, большинство из которых относится к микроэлементам и служит как бы катализаторами катализаторов. К числу таких активаторов принадлежат железо, кобальт, молибден, марганец, медь, цинк и1 др. (В.Г. Минеев, 2004; И.А. Московец, 2005; С.С. Байкурова, 2011).

Учеными и практиками доказана большая агрономическая и физиологическая роль микроэлементов для растений. В современном растениеводстве их применение является неотъемлемой составляющей агротехнологии и залогом получения высокого урожая сельскохозяйственных культур и качества продукции (В.В. Агеев, А.Н. Есаулко, 2003; А. Ю. Солошенко, 2006; Г.И. Берест, 2008; I. К. ОаББег., 1962; С. 2004).

Среди элементов минерального питания, необходимых для

нормального роста и развития озимой пшеницы, как, впрочем, и любого другого вида растений, микроэлементам принадлежит решающая роль (В.А. Ягодин, 1989; В.Г.Минеев, 2004; В.В. Агеев, 2005).

Микроэлементы, прежде всего, изменяют биохимическую направленность обмена веществ в растениях, связанную с активностью ферментов. Знание особенностей адаптивных реакций позволяет за счет дифференцированного использования микроэлементов лучше регулировать ростовые процессы растений с целью обеспечения устойчивого роста урожайности (О.И. Акимова, 2009).

От обеспеченности растений озимой пшеницы микроэлементами зависит их рост и развитие. При их дефиците слабо развивается вегетативная масса растений: листья становятся мелкими, имеют светло-зеленую окраску, бурые пятна, преждевременно желтеют; стебли становятся тонкими и слабо кустятся. Острая нехватка микроэлементов задерживает образование репродуктивных органов и приводит даже к гибели посевов. (Е.В.Агафонов, 1992; В.В. Агеев, В.И. Демкин, 1992; 2007; И.И. Галиченко, Е.О.Неупе, 1997; А.В1оош, 2009).

Для успешного возделывания озимой пшеницы очень важна роль сбалансированности минерального питания. Избыток или недостаток какого-либо элемента приводит к нарушению поступления других, что вызывает задержку ростовых процессов и снижает урожайность зерна. Так, некоторые макроудобрения, внесенные в больших дозах, влияют на доступность для растений микроэлементов: фосфорные - цинка и меди, азотные - меди и молибдена, калийные - бора и магния. В то же время недостаток в почве микроэлементов снижает эффективность удобрений с макроэлементами (Г.С. Посыпанов, 2006; А.Р. Сагдеев, 2010).

Вынос микроэлементов с урожаем сельскохозяйственных культур составляет лишь десятки или сотни граммов на 1 га и потребность во многих из них может полностью удовлетворяться за счет почвы и внесения

органических удобрений, а нередко только за счет запасов в семенах (В.А. Митрофанов, 2009; И.П. Сафонов, 2010). !

Однако у культур, более требовательных к наличию микроэлементов, таких как озимая пшеница, при выращивании на почвах с низким содержанием доступных для растений форм может проявляться их недостаток. Применение микроэлементов в виде соответствующих микроудобрений в этом случае может значительно повысить урожай и улучшить качество получаемой продукции (A.B. Петербургский, 1981; В.Н. Гармашов, 1993; И.И. Гуреев, 2009).

Озимая пшеница - культура, которая требовательна к достаточному наличию микроэлементов в почве (A.B. Петербургский, 1981; Н.В. Остапенко, 1993; А.И. Подколзин, 2000; Д.С. Булгаков, 2007).

Микроудобрения улучшают обмен веществ в растениях озимой пшеницы, повышают фотосинтетическую деятельность, устойчивость к болезням, увеличивают урожайность и улучшают качество зерна. Чаще всего удобрения содержащие медь, вносят на дерново-подзолистых и серых лесных почвах, марганец и цинк - на черноземных и каштановых почвах. Эти удобрения лучше использовать при протравливании семян пшеницы (П.С. Рогозин, 2007; Л. Е. Маслова, 2009; А. Н. Карпушин, 2010).

1.2.Динамика и содержание микроэлементов в почве.

Практическая значимость исследований по микроэлементам связана с тем, что есть почвенные провинции, где остро недостает того или иного из них. Кроме того, часто в почве микроэлементы находятся в неусвояемом для растительного организма состоянии, поэтому внесение микроудобрений (удобрений, содержащих микроэлементы) в почву очень полезно (В.И. Пана