Влияние минеральных систем удобрений на продуктивность и качество зерна ярового ячменя в аридных условиях Среднего Поволжья

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Поволжский НИИ селекции и семеноводства

Влияние минеральных систем удобрений на продуктивность и качество зерна ярового ячменя в аридных условиях Среднего Поволжья

Санина Н.В.

Аннотация

Целью исследований являлось изучение вопроса оптимизации питания ярового ячменя при систематическом внесении различных доз полных удобрений в засушливых условиях. Выявлены календарные периоды, в которые основные климатические показатели оказывали наибольшее влияние на величину урожайности ячменя. В благоприятные годы прибавки урожая при использовании минеральных удобрений составляли до 14,9 ц/га (154%), в неблагоприятные - увеличение продуктивности не превышало 2,7 ц/га (48%), а в отдельных вариантах наблюдалось её снижение до 2,4 ц/га (27%). Ведущая роль в повышении урожайности ячменя принадлежит азоту. Его внесение в дозах 60-120 кг д.в./га совместно с фосфором и калием повышает урожайность в среднем до 6,0 ц/га (62%). Фосфорные удобрения увеличивают продуктивность зерна ячменя до 5,6 ц/га (58%). Оптимальной дозой внесения калия на фоне N₆₀Р₆₀ оказалась 30 кг д.в./га с прибавкой урожайности 4,6 ц/га (47%). При использовании удобрений увеличивается вклад боковых побегов в урожайность растения. Доля боковых побегов в массе зерна с растения выросла до 51% по сравнению с контролем (37%). Увеличению белковости зерна на 1-2% способствовали дозы N_60-120P_0-90K_0-60. Наблюдалось улучшение технологических качеств зерна ячменя при дозах удобрений N_60-90P_60-90K₃₀. Наибольший эффект за годы исследований дало использование полного минерального удобрения в дозах N_60-120P_60-90K₃₀.

Ключевые слова: ячмень, урожайность, минеральные удобрения, качество зерна, засуха

Введение

Яровой ячмень - одна из важнейших продовольственных и кормовых культур Среднего Поволжья. Его продуктивность, как и любой сельскохозяйственной культуры, зависит от содержания элементов питания в почве. Однако последние 20 лет в Заволжье в период вегетации сельскохозяйственных культур наблюдается тенденция к устойчивому повышению среднесуточной температуры воздуха и понижению количества осадков [1]. Эффективность удобрений, вносимых в почву, снижается в пределах европейской части Российской Федерации при движении к юго-востоку и югу в связи с усилением континентальности климата [2]. В то же время оптимизация питания позволяет растениям экономнее расходовать влагу, повышает устойчивость растений к неблагоприятным условиям, сохраняет плодородие почвы и увеличивает производство зерна [3, 4].

Целью исследований являлось изучение вопроса оптимизации питания ярового ячменя при систематическом внесении различных доз полных удобрений в условиях засушливого Заволжья.

Материалы и методика исследований

Исследования проводились в 2008-2010 и 2012-2013 гг. на опытных полях стационарного участка ФГБНУ «Поволжский НИИСС». Почва опытного участка - чернозём типичный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый. Содержание питательных элементов в 2008 году: гумуса - 4,6-7,2 %, рН_KCl - 5,5-6,29, подвижного фосфора по Чирикову - 10,6-35,0 мг/100 г, обменного калия по Чирикову - 14,4-29,0 мг/100 г почвы. Предшественник - яровая пшеница. Технология возделывания - общепринятая для ярового ячменя в данной зоне.

В качестве минеральных удобрений использовались: аммиачная селитра, двойной гранулированный суперфосфат, хлористый калий.

Схемы опыта: 1. Контроль; 2. N₀P₆₀К₃₀; 3. N₃₀P₆₀К₃₀; 4. N₆₀P₆₀К₃₀; 5. N₉₀P₆₀К₃₀; 6. N₁₂₀P₆₀К₃₀; 7. N₆₀P₀К₃₀; 8. N₆₀P₃₀К₃₀; 9. N₆₀P₉₀К₃₀; 10. N₆₀P₃₀К₀; 11. N₆₀P₆₀К₆₀.

Исследования выполнялись с соблюдением общепринятых методик учета урожая, качества зерна в соответствии с Методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур и методологическими разработками Поволжского НИИСС [5-7].

календарный климатический минеральный яровой ячмень

Результаты и обсуждение

Погодные условия вегетационных периодов ярового ячменя за годы исследований различались по метеоусловиям, причем ежегодно наблюдались один или несколько засушливых периодов различной длительности и интенсивности. Это позволило определить некоторые закономерности влияния климатических параметров на урожайность ярового ячменя при использовании минеральных удобрений в засушливых условиях.

Согласно проведенному корреляционному анализу, в зависимости от варианта опыта установлена средняя и сильная обратная связь между величиной урожайности и средней температурой воздуха в период всходы - кущение в мае (r = -0,39 - -0,88), в период формирования - начального роста зерновки в третьей декаде июня-первой декаде июля (r = -0,74 - -0,98). Средняя и сильная положительная связь урожайности и количества осадков отмечены в период выхода в трубку в первой декаде июня (r = 0,55-0,94), а также в период активного роста зерновки в первой и второй декадах июля (r = 0,61-0,95). Гидротермический коэффициент Селянинова, характеризующий влагообеспеченность территории, имеет наибольшее влияние на величину урожайности зерна в период выхода в трубку в первой декаде июня (r= 0,71-0,94) и в период формирование - начальный рост зерновки в третьей декаде июня-первой декаде июля (r = 0,58-0,94).

Положительное действие минеральных удобрений в виде прибавки урожая 6,3-14,9 ц/га (65-154%) в 2008 году проявлялось во всех вариантах с использованием азота (табл. 1).

Таблица 1

Урожайность ячменя по годам, ц/га

Наиболее благоприятным оказался 2009 год с урожайностью зерна 12,7-26,3 ц/га, в зависимости от варианта опыта, в котором при использовании минеральных удобрений были получены прибавки урожая 5,9-13,6 ц/га, что составило 46-107% от контроля.

В 2010 году, несмотря на аномально жаркую погоду в период вегетации ярового ячменя (ГТК_{май-июль} = 0,2 ед.) и низкую урожайность (5,4-8,1 ц/га), во всех вариантах, где вносили азот в дозе 60-120 кг д.в./га и фосфор в дозе 30-90 кг д.в./га, получили прибавку урожая 2,0-2,7 ц/га (36-48%).

В 2012 году в варианте без азота наблюдалось снижение урожайности на 2,4 ц/га (17%) по сравнению с контролем, ряд вариантов имел продуктивность на уровне контроля, а наибольшие прибавки (5,2 и 5,6 ц/га, или 37 и 39%) оказались в двух вариантах с отношением азота к фософору как два к одному: N₁₂₀P₆₀К₃₀ и N₆₀P₃₀К₃₀.

В 2013 году в условиях продолжительной весеннее-летней засухи (ГТК_{май-июль} = 0,4 ед.) достоверная прибавка урожая 1,0-1,2 ц/га (15-18%) была получена в двух вариантах с наиболее низкими дозами азота на фосфорно-калийном фоне: N_30-60P₆₀К₃₀. Продуктивность вариантов 7-11 оказалась ниже на 0,9-2,4 ц/га (14-27%) по сравнению с контролем.

Ведущая роль в повышении урожайности зерновых культур принадлежит азоту, поэтому в вариантах с возрастающими дозами азота на фоне Р₆₀К₃₀, его внесение в дозах от 30 до 120 кг д.в./га сопровождалось последовательным повышением урожая зерна ячменя на 3,1-6,0 ц/га (31-62%) по сравнению с контролем (табл. 1) и на 1,8-4,7 ц/га (16-43%) по сравнению с фоном.

Использование фосфорных удобрений на фоне N₆₀K₃₀ дало прибавку урожая 4,6-5,6 ц/га (47-58%) по сравнению с контролем и 0,1-1,1 ц/га (1-8%) по сравнению с фоном. Возрастание дозы с 30 до 90 кг д.в./га не сопровождалось повышением урожая зерна. Это связано с тем, что фосфорные удобрения, по сравнению с азотными и калийными, менее растворимы и менее подвижны, сильнее других реагируют на ухудшение гидротермического режима почв, хотя и повышают устойчивость растений к засухе.

Оптимальной дозой внесения калия на фоне N₆₀Р₆₀ оказалась 30 кг д.в./га с прибавкой урожайности 4,6 ц/га (47%) по отношению к контролю. При внесении этого элемента в дозе 60 кг д.в./га величина прибавки урожая оказалась несколько ниже - 3,9 ц/га.

Рост урожайности в результате улучшения питательного режима обусловлен увеличением значений некоторых элементов продуктивности (табл. 2).

Таблица 2

Некоторые показатели продуктивности ярового ячменя, среднее за 2008-2010 и 2012-2013 гг.

При использовании минеральных удобрений возросло продуктивное количество стеблей на растении: с 1,8 до 2,5 шт., что привело к увеличению веса одного растения с 3,0 до 4,25 г, количества зерен - с 13 до 22 шт. и массы семян - с 0,49 до 0,91 г на боковых побегах. Произошло увеличение вклада боковых побегов в продуктивность растения с 37% в контроле до 51% в вариантах 3-11. Наибольшее увеличение доли боковых побегов в массе зерна с растения (до 49-51%) наблюдалось в вариантах 4 и 9 с дозами фосфора 60-90 кг д.в./га на фоне N₆₀К₃₀.Изменение питательного режима почвы при внесении удобрений оказывает влияние не только на продуктивность ярового ячменя, но и на качественные показатели зерна (табл. 3).

Содержание белка в зерне ячменя в годы исследований во всех вариантах не опускалось ниже 12%, и в среднем этот показатель составил 14-16% (табл. 3). Наименьшая белковость зерна (14%) отмечалась в контроле. При использовании удобрений содержание белка в зерне во всех вариантах по сравнению с контролем повышается на 0,2-2,0%. Наибольшее увеличение этого показателя отмечалось при использовании азотных удобрений в дозе 60-120 кг д.в./га. Фосфорные и калийные удобрения только на фоне N_60-120 способствовали повышению содержания белка в зерне до 15,0-16,0%. Максимальные значения этого показателя отмечены при дозе азота 90-120 кг д.в./га, фосфора- 60-90 кг д.в./га, калия - 30-60 кг д.в./га в вариантах 5, 6, 9, 11.

Произошли изменения и технологических показателей зерна ячменя в некоторых вариантах опыта. Отсутствие азота в варианте 2 привело к снижению на 0,6 г массы 1000 семян при натуре зерна на уровне контроля. В вариантах 4 и 5 произошло увеличение натуры зерна на 5-9 г/л при несущественном снижении веса 1000 семян до 43,3 г.

Таблица 3

Показатели качества зерна ярового ячменя, среднее за 2008-2010 и 2012-2013 гг.

Увеличение массы 1000 семян до 44,2 г при максимальной дозе азота (вариант 6) сопровождалось уменьшением натурной массы зерна до 639 г/л. В варианте 9 с максимальной дозой фосфора возрастание веса 1000 семян до 44,0 г не сопровождалось существенным снижением натуры зерна. В других вариантах опыта технологические показатели существенных отклонений от контроля не имели.

Заключение

Проведенные исследования выявили календарные периоды, когда основные климатические показатели оказывали наибольшее влияние на величину урожайности ячменя.

В благоприятные годы при использовании минеральных удобрений были получены прибавки урожая до 14,9 ц/га (154%). В неблагоприятные годы увеличение продуктивности не превышало 2,7 ц/га (48%), а в ряде вариантов наблюдалось его снижение до 2,4 ц/га (27%).

Ведущая роль в повышении урожайности ячменя принадлежит азоту, при внесении которого в возрастающих дозах 30-120 кг д.в./га совместно с фосфором и калием урожайность также последовательно увеличивалась, и были получены максимальные прибавки урожая 6,0 ц/га (62%) по сравнению с контролем.

Фосфорные удобрения в засушливых условиях сильнее реагируют на ухудшение гидротермического режима почв, поэтому увеличение дозы фосфора с 30 до 90 кг д.в./га на фоне N₆₀K₃₀ не сопровождалось повышением продуктивности. Максимальная прибавка урожайности зерна составила 5,6 ц/га (58%) по сравнению с контролем.

Оптимальной дозой внесения калия на фоне N₆₀Р₆₀ оказалась 30 кг д.в./га с прибавкой урожайности 4,6 ц/га (47%) по отношению к контролю.

Рост урожайности при использовании минеральных удобрений связан с увеличением вклада боковых побегов в урожайность растения за счет роста продуктивных стеблей на растении, количества зерен и массы семян боковых побегов. Доля боковых побегов в массе зерна с растения увеличилась до 51% по сравнению с контролем (37%) и была максимальной при дозах фосфора 60-90 кг д.в./га на фоне N₆₀К₃₀.

Содержание белка в зерне возрастало на 1-2%, в основном, за счет азотных удобрений в дозе 60-120 кг д.в./га на фоне P_0-90K_0-60. Максимальные значения этого показателя отмечены при дозе азота 90-120 кг д.в./га, фосфора - 60-90 кг д.в./га, калия - 30-60 кг д.в./га в вариантах 5, 6, 9, 11.

Улучшение технологических качеств зерна ячменя наблюдалось в вариантах 4, 5, 9 при использовании удобрений в дозах N_60-90P_60-90K₃₀. Увеличивалась натура зерна на 5-9 г/л (варианты 4 и 5) или масса 1000 семян на 0,5 г (вариант 9).

Таким образом, за годы исследований наибольший эффект дало использование полного минерального удобрения в дозах N_60-120P_60-90K₃₀.

Список использованных источников

1. Румянцев А.В., Глуховцев В.В. Научное обеспечение сельскохозяйственного производства стабильно продуктивными и высококачественными сортами зерновых культур // Зерновое хозяйство России. - 2012, №1. - С. 5-9.

2. Сычёв В.Г., Шафран С.А. Влияние агрохимических свойств почв на эффективность минеральных удобрений. - М.: Изд. ВНИИА. - 2012. - 200 с.

3. Жученко А.А. Возможности старта российского АПК в XXI столетие // Аграрный вестник Юго-Востока. - 2009, №1. - С. 6-11.

4. Панников В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. - М.: Агропромиздат. - 1987. - 512 с.

5. Методика государственного испытания сельскохозяйственных культур. - 1971. - 239 с.

6. Глуховцев В.В., Зудилин С.Н., Кириченко В.Г. Основы научных исследований в агрономии: курс лекций. - Самара: РИЦ СГСХА. - 2008. - 291 с.

7. Глуховцев В.В., Кириченко В.Г., Зудилин С.Н., Практикум по основам научных исследований в агрономии. - М.: Колос. - 2006. - 240 с.

Размещено на allbest.ru