Вынос элементов питания и окупаемость минеральных удобрений урожаем сортов озимой пшеницы в технологиях разного уровня интенсивности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вынос элементов питания и окупаемость минеральных удобрений урожаем сортов озимой пшеницы в технологиях разного уровня интенсивности

Н.Я. Ребух, П.М. Политыко, В.Н. Капранов, Е.Ф. Киселев, Федеральный исследовательский центр «Немчиновка», пос. Новоивановское

Аннотация

Изучен вынос элементов питания и окупаемость минеральных удобрений урожаем сортов озимой пшеницы в технологиях разного уровня интенсивности. Схема опыта включала три системы удобрений, рассчитанные нормативным методом на три уровня урожайности (6, 8 и 10 т/га) с корректировкой на фактическое содержание подвижного фосфора и калия в почве. Образцы зерна и соломы отбирали перед уборкой по каждому сорту и технологии, в отобранных образцах определяли содержание элементов питания. Результаты анализов приводили на абсолютно сухое вещество. Расчет выноса питательных веществ осуществляли на 14 % влажность. Вынос элементов питания и окупаемость удобрений урожаем сортов озимой пшеницы зависят от генетических особенностей и технологии возделывания. При высокоинтенсивной технологии меньшей окупаемостью удобрений характеризовался сорт Московская 39-21 кг/кг, большей -- Немчиновская 17-29 кг/кг. Чем высота стебля ниже, тем меньшее значение удельного выноса питательных веществ. В этом отношении выделяется сорт Немчиновская 24, поскольку в базовой технологии в сумме NPK составляло 210 кг/га, интенсивной -- 330, высокоинтенсивной -- 450 кг/га. В среднем за годы исследований меньшие затраты удобрений отмечены. С ростом интенсивности технологии, от базовой к высокоинтенсивной, вынос и затраты удобрений увеличиваются, а их окупаемость снижается.

Ключевые слова: озимая пшеница, вынос элементов питания, затраты, окупаемость удобрений, сорт, технология.

Abstract

Nutrient removal and payback of mineral fertilizers by harvest of winter wheat varieties under technologies of different intensity levels

Nazih Y. Rebukh, Petr M. Polityko, Vladimir N. Kapranov, Evgeny F. Kiselev Federal research center “Nemchinovka”,

Nutrient removal and payback of mineral fertilizers by harvest of winter wheat varieties were studied under technologies of different intensity levels in 2012-2015. The design of the experiment included three fertilizer systems divided into three yield levels (6, 8 and 10 t/ha) adjusted for the actual content of mobile phosphorus and potassium in the soil. Samples of grain and straw were taken for each variety and technology before harvesting, nutrient content was determined. Calculation of nutrient removal was carried out at 14% moisture. Nutrient removal and payback of fertilizers by harvest of winter wheat varieties depended on genetic characteristics and cultivation technology. Nemchinovskaya and Moskovskaya varieties had the highest (17-29 kg/kg) and the lowest (39-21 kg/kg) fertilizer payback, respectively, in high-intensity technology. The lower the stem height, the lower the nutrient removal. The sum of fertilizers (NPK) used by Nemchinovskaya 24 variety was 210 kg/ha in standard technology, 330 kg/ha in intensive technology, and 450 kg/ha in high-intensity technology. Lower fertilizer costs were noted on average over the research years. Increasing intensity of technology -- from standard to high-intensity -- resulted in increased nutrient removal and fertilizers costs, and their payback decreased.

Keywords: winter wheat, nutrient removal, costs, fertilizer payback, variety, technology

Необходимость применения сортовой агротехники применительно к определенному сорту отмечал еще в начале прошлого столетия Н.И. Вавилов [1]. В настоящее время гипотеза о неравнозначности реакции сортов культурных растений на технологии их возделывания подтверждается во многих работах, где отражены особенности сортов в неодинаковой мере потреблять элементы питания из почвы и удобрений [2-6].

Генетиками и селекционерами постоянно создаются новые сорта с более высоким потенциалом урожая и улучшением его качества, в практике растениеводства происходит постоянная сортосмена. Высокопродуктивные сорта обычно обладают и высокой требовательностью к условиям роста. В результате возникает необходимость регулярной корректировки расчетных коэффициентов при определении дозы удобрений в зависимости от особенностей корневого питания новых сортов.

В основе разработанных балансовых методов расчета доз удобрений лежат коэффициенты использования растениями элементов питания из почвы и удобрений с учетом выноса [7]. Из-за значительной их вариабельности в разных почвенно-климатических условиях под влиянием биотических и абиотических факторов в последние годы эти методы не рекомендуются при планировании применения минеральных удобрений. Перспективными показателями при расчете следует считать: коэффициент возмещения выноса и норматив выноса [8].

В настоящее время нормативная база для научного обоснования доз минеральных удобрений с учетом генетической специфики минерального питания отдельно взятого сорта отсутствует. Такие показатели как нормативы затрат удобрений на получение урожая, нормативы выноса элементов питания единицей урожая не дифференцированы по сортам, а разработаны лишь применительно к отдельно взятой культуре, что не позволяет сельхозпроизводителю в современных рыночных условиях рассчитать потребность сорта в удобрении. Несомненно, система удобрений должна разрабатываться не к какой-то отдельной культуре, а с учетом особенностей конкретного сорта. Это позволяет рационально использовать минеральные удобрения, по возможности снизить производственные затраты и более полно раскрыть сорта как элемент технологии по продуктивности и качеству зерна. Этой актуальнейшей проблеме и посвящены наши исследования.

Материалы и методы

Исследования проводили на полях Московского НИИСХ «Немчиновка» в стационарных опытах, размещаемых в пятипольном севообороте, в которых изучали реакцию сортов озимой пшеницы на применяемые технологии: базовую, интенсивную и высокоинтенсивную, отличающихся уровнем применения минеральных удобрений и средств защиты растений.

Почва под стационарными опытами -- дерново-подзолистая среднесуглинистая, имеющая следующие агрохимические показатели: рН_КС1 5,6-6,3; гумус -- 1,8-2,0%; Нг -- 1,16-1,34 ммоль/100 г; содержание подвижного фосфора и калия 274-316 и 110-137 мг/кг почвы (по Кирсанову). Мощность пахотного горизонта -- 20-22 см. Плотность сложения почвы в равновесном состоянии -- 1,2-1,35 г/см³. Система обработки почвы -- комбинированная.

В опытах изучали сорта озимой пшеницы селекции Московского НИИСХ «Немчиновка»: Московская 40 (81.), Немчиновская 17, Немчиновская 24, Немчиновская 57, Московская 56, Московская 39 и Галина.

Схема опыта включала три системы удобрений, рассчитанные нормативным методом на три уровня урожайности (6, 8 и 10 т/га) с корректировкой на фактическое содержание подвижного фосфора и калия в почве. Дозы азотных удобрений в подкормку уточнялись по результатам растительной диагностики [9]. В итоге общие дозы минеральных удобрений составляли: по базовой технологии -- N₆₀P₆₀K₉₀ при основной обработке почвы и N30 в подкормку (весной в фазу кущения); по интенсивной -- соответственно N₁₂₀P₉₀K₁₂₀ и N60 (фаза кущение), N30 (фаза выхода в трубку); по высокоинтенсивной технологии -- N₁₅₀P₁₂₀K₁₈₀ + N60 (фаза кущение) + N30 (фаза выхода в трубку) + N30 (колошение).

Образцы зерна и соломы отбирали перед уборкой по каждому сорту и технологии, в которых определяли содержание элементов питания. Результаты анализов приводили на абсолютно сухое вещество. Расчет выноса питательных веществ осуществляли на 14% влажность.

Результаты и их обсуждение

Для расчетов использованы данные полевых опытов с вышеуказанными сортами озимой пшеницы, проведенных в 2012--2017 гг.

Установлено, что с ростом интенсивности возделывания у всех сортов содержание элементов питания в зерне и соломе и их вынос на единицу продукции значительно повышаются (табл. 1). Стандартный сорт Московская 40 при выращивании по базовой технологии в зерне содержал 2,23 % общего азота и выносил 24,5 кг на 1 тонну продукции. При интенсивной и высокоинтенсивной технологиях эти показатели увеличиваются до 2,39-2,66% и 26,9-31,2 кг/т. Следует отметить практически одинаковое потребление азота в сравнении со стандартом сортом Немчиновская 17. По базовой технологии в зерне этого сорта содержалось 2,25% азота, по высокоинтенсивной -- 2,60%, соответственно вынос составлял 25,7 и 30,1 кг/т продукции. Если сопоставить данные в среднем по технологиям, то в основной продукции этих сортов накапливалось 2,43% азота при удельном выносе 27,5-27,8 кг/т.

Вследствие сортовых особенностей, в зерне Немчиновской 24 содержание азота изменялась по технологиям от 1,97 до 2,38%, а вынос тонной продукцией -- от 20,9 до 25,6 т/га, т.е. в среднем нормативный вынос был меньше на 16% в сравнении с сортом Московская 40.

По базовой технологии в зерне остальных четырех сортов Немчиновская 57, Московская 56, Московская 39 и Галина содержалось 2,02--2,13% азота, по высокоинтенсивной -- 2,46-2,67%. Менее всего в среднем по технологиям азота в зерне накапливалось у сорта Галина -- 2,29%. Вынос при базовой технологии варьировал с 23,0 кг/т у сорта Московская 39 до 23,8 кг/т -- Немчиновская 57. По высокоинтенсивной технологии показатель, наоборот, изменялся с 28,5 кг/т у сорта Немчиновская 57 до 30,8 кг/т -- Московской 39. В среднем по технологиям по этим сортам нормативный вынос азота был минимальным у сорта Галина -- 26,1 до 26,8 кг/т у сорта Московская 56.

Содержание элементов питания в основной и побочной продукции сортов озимой пшеницы и вынос их урожаем (среднее за 2012--2017 гг.)

Таблица 1

Примечание: 1 -- базовая (N₆₀P₆₀K₉₀); 2 -- интенсивная (N₁₂₀P₉₀K₁₂₀); 3 -- высокоинтенсивная технология (N₁₅₀P₁₂₀K₁₈₀).

Nutrient content in grain and by-products of winter wheat varieties and nutrient removal (average for 2012--2017)

Различия по содержанию фосфора в основной продукции сортов озимой пшеницы были менее существенные. По базовой технологии накапливалось от 0,71 до 0,77%, интенсивной -- 0,77-0,85%, высокоинтенсивной -- 0,8-0,88%. В среднем по технологиям меньше фосфора содержалось в зерне сорта Немчиновская 24-0,76%, больше накапливалось у сорта Московская 40 -- 0,83%. Вынос фосфора одной тонной зерна с учетом побочной продукции также имел различия как по сортам, так и технологиям. Если с урожаем сорта Немчиновская 24 с повышением интенсивности возделывания вынос составлял 7,6-10,2 кг/т, то, например, по сорту Московская 40 он равнялся 8,7-11,8 кг/т, сорту Немчиновская 17 -- 9,0-11,2 кг/т, Московская 39 -- 8,2-10,9 кг/т, Московская 56 -- 8,1-10,3 кг/т, Немчиновская 57 -- 8,7-10,9 кг/т, Галина -- 8,1-9,9 кг/т. В среднем по технологиям сопоставимыми показателями удельного выноса фосфора выделялись сорта Немчиновская 24 и Галина (8,8-9,0 кг/т), Немчиновская 17 и Московская 40 (10,1-10,2 кг/т), Московская 39 и Немчиновская 57 (9,5-9,8 кг/т).

Различия по содержанию калия в зерне сортов озимой пшеницы по технологиям возделывания менее заметны. В среднем по технологиям колебания составляли от 0,56 до 0,59%. Известно, что больше калия накапливается в соломе. С повышением доз внесения калийных удобрений содержание калия в соломе увеличивалось. Наибольший рост отмечался у сорта Немчиновская 17, у которого при высокоинтенсивной технологии калия накапливалось 2,31% -- выше, чем у сорта Московская 40, на 0,27%. Сопоставимыми значениями накопления в среднем по технологиям характеризовались сорта Московская 39 и Московская 56 (1,78-1,80%), Московская 40, Немчиновская 57 и Галина (1,84-1,85%). У короткостебельного сорта Немчиновская 24 содержание калия в соломе составляло в среднем 1,92%.

Больше калия выносил сорт Немчиновская 17 -- в среднем 26,3 кг/т. У этого же сорта с ростом интенсивности технологии удельный вынос увеличивался с 23,0 до 29,3 кг/т. Одной тонной продукцией сорта Московская 40 выносилось от 21,2 до 28,8 кг калия. У остальных сортов значения были ниже, а наименьшими в среднем по технологиям у сортов Немчиновская 24 и Галина -- соответственно 21,2 и 21,7 кг/т.

Установлена связь нормативного выноса с дозами азота, фосфора и калия. При выборке по каждому сорту 15 пар получена тесная линейная корреляция. Уравнения регрессии приведены в табл. 2. Вынос азота на 59-67% зависел от доз применения азотных удобрений, фосфора -- на 65-96% от доз фосфорных удобрений, калия -- на 66-92% от доз калийных удобрений. При этом коэффициент вариации V нормативного выноса азота изменялся от 7,9% у сорта Немчиновская 17 до 15,4% -- Московская 39. Вариабельность значений нормативного выноса фосфора по сортам составляла 9,7-13,7%. Меньшей величиной характеризовался сорт Галина, большей -- Немчиновская 24. Коэффициент вариации нормативного выноса калия изменялся от 10,6% у сорта Немчиновская 57 до 15,1% -- Немчиновская 24. Все полученные коэффициенты соответствует допустимой (средней) изменчивости.

Таблица 2. Зависимости удельного выноса основных элементов питания У, кг/т, урожаем основной и побочной продукции сортов озимой пшеницы от доз азота, фосфора и калия х, кг/га

Затраты удобрений NPK на производство одной тонны зерна озимой пшеницы менее различались между сортами, но в большей мере зависели от технологии возделывания, главным образом от уровня применения минеральных удобрений (табл. 3). Так, по базовой технологии в сумме NPK составляло 210 кг/га, интенсивной -- 330, высокоинтенсивной -- 450 кг/га. В среднем за годы исследований меньшие затраты удобрений отмечены у сорта Немчиновская 24. С увеличением интенсивности технологии они составляли соответственно 47, 52 и 61 кг/т. Сопоставимыми затратами NPK по высокоинтенсивной технологии выделялись сорта Московская 40, Немчиновская 17 и Московская 39 -- 71-72 кг/т, а также сорта Немчиновская 56 и Немчиновская 57 -- 65 и 67 кг/т соответственно.

Таблица 3 Затраты и окупаемость минеральных удобрений урожаем сортов озимой пшеницы селекции Московского НИИСХ «Немчиновка» (среднее за 2012--2017 гг.)

Примечание: 1 -- базовая (N₆₀P₆₀K₉₀); 2 -- интенсивная (N₁₂₀P₉₀K₁₂₀); 3 -- высокоинтенсивная технология (N₁₅₀P₁₂₀K₁₈₀).

С увеличением доз применения минеральных удобрений (от базовой технологии к высокоинтенсивной) их окупаемость урожаем, как правило, снижалась. Наибольшей величиной по базовой технологии отличались сорта Немчиновская 17 и Московская 56, составляя соответственно 42 и 41 кг/кг. Окупаемость затрат удобрений урожаем сортов Немчиновская 24, Немчиновская 57 и Галина при базовой технологии составляла 36-38 кг/кг. Одинаковые значения окупаемости (33 кг/кг) получены по сортам Московская 40 и Московская 39.

При высокоинтенсивной технологии меньшей окупаемостью удобрений характеризовался сорт Московская 39 -- 21 кг/кг, большей -- Немчиновская 17 -- 29 кг/кг.

питание зерно урожай пшеница

Заключение

С повышением интенсивности возделывания сортов озимой пшеницы нормативный вынос элементов питания увеличивается. Эта закономерность прослеживается по всем сортам. Наоборот, окупаемость удобрений урожаем от базовой технологии к высокоинтенсивной снижается. При расчете доз минеральных удобрений нормативным методом следует учитывать сортовые особенности озимой пшеницы, условия питания растений, агрохимическую характеристику почвы, метеорологические и технологические факторы.

Библиографический список

1. Сенченкова Е.М., Торшин С.П. Вопросы агрохимии в трудах Н.И. Вавилова (К 100-летию со дня рождения) // Агрохимия. 1987. № 10. С. 136-141.

2. Климашевский Э.Л. Генетический аспект минерального питания растений. М.: Агропромиздат, 1991. 451 с.

3. Войтович Н.В., Хачидзе А.С., Мамедов М.Г., Горбунова Н.И. Влияние сортовых агротехнологий на вынос питательных веществ и окупаемость удобрений зерном озимых культур // Проблемы селекции и технологии возделывания зерновых культур: материалы научной конференции. Новоивановское-Немчиновка, 2008. С. 385--391.

4. Трапезников В.К., Иванов И.И., Тальвинская Н.Г., Анохина Н.Л., Никонов В.И. Особенности минерального питания сортов и видов яровой пшеницы при различных способах внесения удобрения // Агрохимия. 2004. № 1. С. 51--59.

5. Вильдфлуш И.Р., Коготько Е.И. Сортовая отзывчивость яровой пшеницы на условия минерального питания на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве // Почвоведение и агрохимия. 2012. № 1. С. 82--89.

6. Сандухадзе Б.И., Журавлева Е.В. Азотная подкормка современных интенсивных сортов озимой пшеницы в условиях Центрального Нечерноземья // Питание растений. 2012. № 2. С. 2--6.

7. Державин Л.М., Литвак Ш.И., Седова Е.В. Современные методы определения доз минеральных удобрений. Обзорная информация. М.: ВНИИТЭИСХ, 1988. 44 с.

8. Методика разработки нормативов выноса и коэффициентов возмещения выноса питательных веществ при удобрении сельскохозяйственных культур. М.: ВНИИА. 2008. 24 с.

9. Диагностика минерального питания пшеницы и некорневые подкормки (методические указания). М., 1985. 16 с.

Размещено на Allbest.ru