Накопление основных элементов минерального питания в биомассе озимой пшеницы, возделываемой при разных дозах азотного удобрения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАКОПЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ В БИОМАССЕ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ, ВОЗДЕЛЫВАЕМОЙ ПРИ РАЗНЫХ ДОЗАХ АЗОТНОГО УДОБРЕНИЯ

Цель исследования -- установить основные закономерности изменения урожайности и накопления основных элементов минерального питания в биомассе озимой пшеницы, возделываемой на дерново-палево-подзолистой легкосуглинистой почве при разных уровнях азотного питания.

Методы проведения исследований: полевые, агрохимические, химические, спектрометрические и статистические с использованием стандартной аппаратуры.

Результаты исследований и их новизна: впервые для озимой пшеницы сорта Капылянка, с учетом ранневесеннего запаса минерального азота в 0-60 см слое дерново-палево-подзолистой легкосуглинистой почвы изучено влияние различных доз азотного удобрения на урожайность зерна и массу послеуборочных остатков озимой пшеницы, и их качественный состав.

В результате трёхлетних исследований установлено, что накопление основных элементов минерального питания в биомассе озимой пшеницы сорта Капылянка зависело как от уровня ранневесеннего запаса минерального азота в 0-60 см слое дерновоподзолистой легкосуглинистой почвы, так и от дополнительных азотных подкормок.

Наибольшее содержание азота в зерне обеспечило возделывание озимой пшеницы при ранневесеннем запасе минерального азота в 0-60 см слое почвы на уровне 200 кг/га с двумя дополнительными азотными подкормками. Для подземной части наиболее оптимальным значением данного показателя был уровень азотного питания 180 кг/га с двумя подкормками азотным удобрением. При этом общий вынос азота, фосфора и калия с урожаем озимой пшеницы определялся величиной урожая: чем выше урожайность, тем больше вынос элементов питания из почвы. Так, наибольший вынос перечисленных элементов с отчуждаемой продукцией (соответственно 193,7; 59,3 и 79,3 кг/га) обеспечивает возделывание озимой пшеницы при уровне ранневесеннего запаса минерального азота в 0-60 см слое почвы 180 кг/га. На этом уровне азотного питания с двумя дополнительными азотными подкормками зафиксировано и максимальное накопление азота, фосфора и калия в растительных остатках (39,3; 8,98 и 8,93 кг/га соответственно).

Определено влияние азотного питания на коэффициент использования азота из удобрений зерном, соломой и послеуборочными остатками. Изучен удельный вынос основных элементов питания озимой пшеницей.

Рекомендации по использованию: результаты исследований рекомендуется использовать при корректировке доз азотного удобрения в посевах озимой пшеницы, возделываемой на фоне Р60К120 на дерновоподзолистой легкосуглинистой почве с содержанием подвижных соединений фосфора и калия на уровне, соответственно, 150-180 и 100-160 мг/кг, при расчетах расходных статей баланса азота, фосфора и калия в почве, а также при определении приходной статьи баланса гумуса.

Область применения: сельскохозяйственные предприятия, учебные заведения аграрного профиля, научные исследования.

Ключевые слова: озимая пшеница, ранневесенний запас минерального азота в почве, удельный вынос азотного удобрения.

The research objective - to determine the main regularities of the change of grain yield and accumulation of the main elements of mineral nutrition in biomass of winter wheat, cultivated on the sod-podzol and pale yellow and loamy soil at various levels of nitrogenous nutrition.

The methods of research: field, agrochemical, chemical, spectrometric and statistical with use of the standard equipment.

The results of research and their novelty: for the first time for the winter wheat of the variety of Kapylyanka, taking into account the early-spring supply of mineral nitrogen in the soil layer of 0-60 cm deep in the sod-podzol and pale-yellow and loamy soil the influence of various doses of nitrogen fertilizer on providing the grain yield the mass of the postharvest remains of the winter wheat, and their qualitative structure is studied.

As a result of three years of research it is established that the accumulation of main mineral nutrients in the biomass of winter wheat varieties is Kapelanka depended both on the level of early spring stock of mineral nitrogen in the 0-60 cm layer of sod-podzolic light loamy soil, and from additional nitrogen.

The highest content of nitrogen in grain was provided by cultivation of winter wheat wheat with early-spring store of mineral nitrogen in the 0-60 cm layer of soil at the level 200 kg/ha with two additional nitrogen fertilizing. For underground part the most optimal level of this indicator was the level of nitrogen feeding of 180 kg/ha with two additional fertilizing by nitrogen fertilizer. The total removal of nitrogen, phosphorus and potassium with crop of winter wheat was determined by the value of the crop: the higher the yield, the higher the removal of nutrients from the soil. So, Nail-more the removal of these elements from disposed products (respectively of 193,7; and 59,3; 79,3 kg/ha,) ensure the cultivation of winter wheat in early spring the level of mineral nitrogen in the 0-60 cm soil layer 180 kg/ha. At this level of nitrogen nutrition with two additional nitrogen dressing recorded the maximum accumulation of nitrogen, phosphorus and potassium in plant residues (39,3; and 8,98; 8,93 kg/ha, respectively).

The influence of nitrogenous nutrition on the nitrogen utilization rate from the fertilizers by grain, straw and postharvest remains is defined. The specific crop removal of the main plant food elements of the winter wheat is studied.

Recommendations in the use: the results of the research are recommended to be applied while adjusting the doses of nitrogen fertilizer for the winter wheat crops grown against the background of Р₆₀К₁₂₀ in sod-podzol loamy soil with the content of movable compositions of phosphorus and potassium at the level of 150-180 and 100-160 mg/kg respectively, when calculating the item of expenditures of nitrogen, phosphorus and potassium in the soil and also when assessing the credit item of humus balance.

The range of application: agricultural enterprises, educational institutions of agrarian specialization, scientific research.

Keywords: winter wheat, early spring supply of mineral nitrogen in the soil, specific removal of nitrogen fertilizer.

Мета дослідження - встановити основні закономірності зміни врожайності і накопичення основних елементів мінерального живлення в біомасі озимої пшениці, вирощуваної на дерново-палево-підзолистому легкосуглинковому ґрунті за умов різних рівнів азотного живлення.

Методи проведення дослідження: польові, агрохімічні, хімічні, спектрометричні і статистичні з використанням стандартної апаратури.

Результати досліджень та їх новизна: уперше для озимої пшениці сорту Капилянка, з урахуванням ранньовесняного запасу мінерального азоту в 0-60-сантиметровому шарі дерново-палево-підзолистого легкосуглинкового ґрунту вивчено вплив різних доз азотних добрив на врожайність зерна і масу післязбиральних залишків озимої пшениці та їх якісний склад.

У результаті трирічних досліджень встановлено, що накопичення основних елементів мінерального живлення в біомасі озимої пшениці сорту Капилянка залежало як від рівня ранньовесняного запасу мінерального азоту в 0-60-сантиметровому шарі дерново-підзолистого легкосуглинкового ґрунту, так і від додаткових підживлень азотом.

Найбільший уміст азоту в зерні забезпечило вирощування озимої пшениці при ранньовесняному запасі мінерального азоту в 0-60 см шарі ґрунту на рівні 200 кг/га з двома додатковими азотними підживленнями. Для підземної частини найбільш оптимальним значенням цього показника був рівень азотного живлення 180 кг га з двома підживленнями азотними добривами. При цьому загальний винос азоту, фосфору і калію з урожаєм озимої пшениці визначався величиною врожаю: чим вища врожайність, тим більший винос елементів живлення з ґрунту. Так, найбільший винос перерахованих елементів з відчужуваною продукцією (відповідно 193,7; 59,3 і 79,3 кг/га) забезпечило вирощування озимої пшениці при рівні ранньовесняного запасу мінерального азоту в 0-60 см шарі ґрунту 180 кг/га. За цього рівня азотного живлення з двома додатковими азотними підживленнями зафіксовано і максимальне накопичення азоту, фосфору і калію в рослинних рештках (39,3; 8,98 і відповідно 8,93 кг/га).

Визначено вплив азотного живлення на коефіцієнт використання азоту з добрив зерном, соломою і післяжнивними рештками. Вивчено питомий винос основних елементів живлення озимою пшеницею.

Рекомендації з використання: результати досліджень рекомендується використовувати під час коригування доз азотного добрива в посівах озимої пшениці, вирощуваної на фоні Р₆₀К₁₂₀ на дерново-підзолистому легкосуглинковому ґрунті з умістом рухомих сполук фосфору і калію на рівні, відповідно, 150-180 і 100 160 мг/кг, у розрахунках видаткових статей балансу азоту, фосфору і калію в ґрунті, а також під час визначення прибуткової статті балансу гумусу.

Область застосування: сільськогосподарські підприємства, навчальні заклади аграрного профілю, наукові дослідження.

Ключові слова: озима пшениця, ранньовесняний запас мінерального азоту в ґрунті, питомий винос азотного добрива.

Введение. Известно, что урожайность озимой пшеницы, как и качество ее зерна, зависят от обеспеченности этих растений элементами минерального питания. В этой связи грамотное применение удобрений не только увеличивает урожайность возделываемых культур, но и способствует расширенному воспроизводству почвенного плодородия (Вильдфлуш, 1970; Гузнов, 1984;

Воробьев, 2009). Однако рациональное использование минеральных удобрений возможно лишь на основе расчетов интенсивности баланса питательных веществ в почве. Для этого нужно четкое представление об изменении содержания питательных веществ в основной и побочной продукции под влиянием технологии возделывания культуры (Дубиковский, 1997; Губанов,1988). Именно поэтому были проведены исследования по накоплению основных элементов минерального питания в биомассе озимой пшеницы, возделываемой при разных планируемых ранневесенних запасах минерального азота в 0-60 см слое почвы.

Объект и методика исследований. Исследования проводились в 2005-2008 гг. на территории Оршанско-Горецко-Мстиславского почвенного района, в условиях дерново-палево-подзолистой почвы, развивающейся на лессовидных легких суглинках, подстилаемых с глубины около 0,5--1,0 м моренным суглинком с прослойкой песка на контакте, легкосуглинистой, средне окультуренной. Почва опытных участков характеризовалась близкой к нейтральной реакции среды. Она содержала 1,74--2,56 % гумуса, 151--181 мг/кг подвижных соединений фосфора и 100-166 мг/кг подвижных соединений обменного калия. По индексу агрохимической окультуренности (от 0,65 до 0,72) почвы исследуемых участков относились к средне окультуренным.

Объектом исследований являлась озимая пшеница среднестебельного сорта Капылянка. Норма высева семян озимой пшеницы составила 5 млн. всхожих семян на гектар или 250 кг/га. Предшественник -- озимый рапс. Общая площадь опыта составила 1872,6 м², площадь делянки -- 20 м², боковые защитные полосы -- 0,5 м², концевые защитные полосы -- 2 м². В качестве подкормок использовалась аммиачная селитра (NH₄NO₃). Контрольным был вариант без внесения азотного удобрения (N₁₄P6₀K₁₂₀). В качестве минеральных удобрений в основную заправку осенью на всей площади опытного участка вносили аммонизированный суперфосфат (30 % Р₂О₅ и 7 % N) и хлористый калий (60 % К₂О).

Ранней весной, в период начала весенней вегетации, в посевах озимой пшеницы отбирали пробы почвы для определения запасов минерального азота в 0--60 см слое. На основании результатов почвенной диагностики были рассчитаны дозы для первой ранневесенней азотной подкормки с учётом запасов минерального азота в 0--60 см слое почвы (табл.1) по формуле, предложенной Н.Н. Семененко (Семененко, 1997):

С помощью первой азотной подкормки в ранневесенний период в посевах озимой пшеницы создавалось пять уровней планируемого запаса минерального азота в 0--60 см слое почвы: 120, 140, 160, 180 и 200 кг/га. На этих уровняхазотного питания впоследствии изучалась эффективность двух дополнительных (11-й и Ш-й) азотных подкормок, каждая в дозе азота 30 кг д.в./га (табл. 2).

Ранневесеннюю подкормку озимой пшеницы проводили после окончания поверхностного и внутрипочвенного стока избыточной влаги; вторая азотная подкормка проводилась в фазу конец кущения-начало трубкования (стеблевания), перед появлением первого узла; третья - в фазу флагового листа.

Уход за посевами озимой пшеницы включал: опрыскивание посевов гербицидом «Легато плюс» в дозе 0,7 л/га (осенью до всходов), обработку фунгицидом «Рекс Дуо» в дозе 0,5 л/га (в фазу флагового листа-колошение).

Урожайность зерна учитывалась в фазе полной спелости, пересчитывалась на 100 % чистоту и приводилась к 14 % влажности. Масса послеуборочных остатков определялась в 20 см слое почвы по Станкову с последующей декантацией (Доспехов, 1985).

Результаты исследований и их обсуждение. Исследования показали, что накопление и содержание азота в зерне озимой пшеницы зависело как от созданного уровня ранневесеннего запаса минерального азота в 0-60 см слое почве, так и от дополнительных азотных подкормок. Как и следовало ожидать, меньше всего азота потребляли растения на контроле - при урожайности зерна 3,07 т/га содержание азота в зерне озимой пшеницы составило в среднем 1,63 % (табл. 2). С повышением уровня ранневесеннего запаса минерального азота ISSN 2225-8701. Bulletin of Kharkiv National Agrarian University. 2017. № 1в 0-60 см слое почвы и с увеличением количества азотных подкормок прослеживалась тенденция к увеличению накопления и содержания азота в зерне.

Однако в отличие от урожайности зерна, которая достигла оптимального значения на уровне азотного питания 180 кг/га с двумя (ll-й и Ш-й) азотными подкормками (Воробьев, Ласточкина, 2011), содержание азота в зерне продолжало увеличиваться и достигло наибольшего показателя в варианте с планируемым ранневесенним запасом минерального азота в почве 200 кг/га с двумя азотными подкормками - 2,22 % при урожайности зерна - 5,38 т/га, что на 56 % выше, чем содержание азота в зерне на фоне (Ласточкина, 2009).

Качество зерна озимой пшеницы оценивалось содержанием сырого протеина и сырой клейковины (ГОСТ 9353-90). Так, содержание белка в зерне варьировало в пределах от 10,2 до 13,9 % (табл. 2), при требуемой норме 1117 %. Как правило, повышение этого показателя до 17-19 % и снижение менее 11 % вызывает ухудшение качества зерна. Низким этот показатель отмечен только в варианте без применения азотного удобрения (10,2 %), а при оптимальном уровне ранневесеннего запаса минерального азота в 0-60 см слое почвы 180 кг/га с двумя дополнительными азотными подкормками получена наибольшая урожайность зерна (7,0 т/га) с хорошим качеством (содержание белка -13,3 %, клейковины - 28,2 %).

Максимальное содержание азота в соломе озимой пшеницы отмечено в вариантах с ранневесенним запасом минерального азота в почве 200 кг/га с двумя азотным подкормками в среднем - 0,56 % при урожайности соломы в 8,93 т/га. Накопление азота в растительных остатках озимой пшеницы также находилось в прямой зависимости от уровня азотного питания. Как и следовало ожидать, наименьшее содержание азота в растительных остатках было в фоновом варианте - 0,70 % (при массе послеуборочных остатков - 1,29 т/га). Максимальное - на уровне азотного питания 180 кг/га при внесении двух (ll-й и Ill-й) подкормок азотным удобрением. В среднем это значение составило 1,27 %, что в 1,8 раза выше содержания азота в растительных остатках на фоне.

Вынос азота с урожаем определялся в первую очередь величиной урожая: чем выше был урожай, тем больше элементов питания выносилось из почвы (табл. 3). На каждом уровне ранневесеннего азотного питания наибольший вынос азота наблюдался в вариантах с двумя дополнительными азотными подкормками. Так, максимальный вынос азота зерном озимой пшеницы отмечен на уровне азотного питания 180 кг/га с двумя дополнительными азотными подкормками - 128,2 кг/га, а для соломы - 43,0 кг/га на уровне 200 кг/га также с двумя (II-й и III-й) азотными подкормками.

Каждая последующая подкормка азотным удобрением способствовала увеличению накопления азота в растительных остатках озимой пшеницы и наибольшее значение достигнуто в варианте 180 кг/га с двумя (II-й и Ш-й) подкормками азотным удобрением - 33,9 кг/га (табл. 3). На уровне азотного питания 200 кг/га с двумя подкормками азотным удобрением уменьшилось накопление азота в растительных остатках на 37 % по сравнению с ранневесенним запасом минерального азота в почве 180 кг/га также с двумя (IIй и III-й) азотными подкормками (Ласточкина, 2009). В целом следует отметить, что содержание азота в растительных остатках озимой пшеницы было в среднем на 83 % меньше, чем вынос этого элемента питания урожайностью.

Удельный вынос азота с урожаем озимой пшеницы зависел от дозы азотного удобрения. При этом между дозой азотного удобрения и удельным выносом азота была выявлена тесная корреляционная связь, которая характеризовалась коэффициентом корреляции равным 0,93 и подчинялась уравнению регрессии У = 0,047 Х + 17,08. Анализ этого уравнения показал, что увеличение дозы азотного удобрения на 10 кг/га сопровождается увеличением удельного выноса азота на 0,47 кг/т.

За годы исследований при повышении дозы азотного удобрения была отмечена тенденция к уменьшению доли фосфора, аккумулированного в зерне и его увеличению в соломе (табл. 4).

Так, содержание фосфора в растительных остатках озимой пшеницы было в среднем на 65 % меньше, чем в зерне и на 38 % больше, чем в соломе. Обращает на себя внимание существенное снижение доли Р₂О₅, аккумулированного в растительных остатках в варианте с планируемым ранневесенним запасом минерального азота в 0-60 см слое почвы 200 кг/га. При этом минимальное накопление фосфора в растительных остатках озимой пшеницы было отмечено в фоновом варианте (2,73 кг/га), максимальное - на делянках с планируемым ранневесенним запасом минерального азота в почве 180 кг/га с двумя азотными подкормками в среднем 8,98 кг/га (Воробьев, Ласточкина, 2015).

Удельный вынос фосфора озимой пшеницы колебался в пределах от 7,9 до 9,7 кг/т. Максимальным этот показатель был при уровне азотного питания 200 кг/га и составил в среднем 9,3-9,7 кг/т.

Известно, что недостаток калия в растениях приводит к затруднению синтеза крахмала и гликогена, ослаблению процессов окислительного фосфорилирования, блокированию синтеза белков, что в конечном итоге приводит к снижению качества продукции. В проведенном эксперименте содержание калия в зерне озимой пшеницы находилось в пределах от 0,42 до 0,49 %, в соломе этот показатель колебался от 0,40 до 0,57 %, в послеуборочных остатках - от 0,17 до 0,29 %. Больше всего калия было аккумулировано соломой - в среднем 33,3 кг/га от его общего накопления, что на 30 % больше аналогичного показателя в зерне и на 84 % больше чем в растительных остатках. В среднем за годы исследований минимальное количество калия в отчуждаемой с поля продукции и послеуборочных остатках было накоплено на контроле: в зерне это значение составило - 13,7; в соломе - 15,3; в послеуборочных остатках - 2,23 кг/га. С увеличением ранневесеннего запаса минерального азота в 0-60 см слое почвы (120, 140, 160 и 180 кг/га) и с каждой дополнительной азотной подкормкой наблюдалось увеличение накопление калия в отдельных частях растений.