Биологические приемы при возделывании озимой пшеницы сортов белгородской селекции

Размещено на http://www.allbest.ru

Белгородский государственный аграрный университет

Биологические приемы при возделывании озимой пшеницы сортов белгородской селекции

Клостер Н.И.

Азаров В.Б.

Аннотация

В условиях Центрально-Чернозёмного региона в полевом опыте при возделывании озимой пшеницы сортов белгородской селекции изучалось воздействие органических удобрений и элементов биологизации на показатели плодородия чернозема и элементы зерновой продуктивности. Определены оптимальные дозы удобрений и экономически обоснованное сочетание элементов агротехнологии.

Ключевые слова: ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА, СВОЙСТВА ПОЧВЫ, ЭЛЕМЕНТЫ ПРОДУКТИВНОСТИ, ОРГАНИЧЕСКИЕ УДОБРЕНИЯ, БИОЛОГИЗАЦИЯ

Стабильное обеспечение государства достаточным количеством зерна - одно из главных условий осуществления продовольственной безопасности России. Важное значение при этом имеет увеличение производства пшеничного зерна, ведущее место в общем балансе которого занимает озимая пшеница.

В Центрально-Черноземном регионе России, в том числе и в Белгородской области, посевные площади этой культуры составляют более 40% от площадей всех зерновых, а доля ее в валовом сборе нередко достигает 55%.

Развитие сельскохозяйственного производства в настоящее время направлено на повышение уровня интенсификации и на этой основе увеличения продукции земледелия. Перспективность этого направления во многом определяется новыми требованиями, связанными не только с ростом экономических показателей, но также с обострением экологических и энергетических проблем, решение которых в значительной мере связано с необходимостью применения научно-обоснованных зональных технологий. В этой связи необходим поиск альтернативных минеральным удобрениям источников поступления в почву питательных элементов.

Центрально-Черноземная зона имеет благоприятные почвенно-климатические условия для интенсивного ведения сельскохозяйственного производства. Располагая 8,2% пахотных земель Российской Федерации, регион производит около 11,7% зерна, 42,2% сахарной свеклы, 15,2% подсолнечника, большое количество животноводческой продукции [1]. Вместе с тем потенциал региона используется далеко не полностью. В этих условиях возможность увеличения производства продукции растениеводства зависит от рационального использования природных ресурсов почвы и соответствия агротехнических приемов биологическим особенностям растений [2].

Среди полевых культур, выращиваемых в зоне, важное место принадлежит пшенице как одной из основных зернофуражных и кормовых культур [3]. Однако, несмотря на большую потенциальную урожайность, возрастающие потребности в зерне и кормах не обеспечиваются. В настоящее время только в Белгородской области, являющейся основной житницей Центрального Черноземья, две трети пахотных земель имеют неблагоприятные агрофизические, агрохимические и физико-химические свойства [4]. Поэтому дальнейшее совершенствование приемов, направленных на сохранение почвенного плодородия и получение одновременно дополнительных объемов продукции применительно к условиям зоны и с учетом закономерностей развития растений, может стать весомым дополнением интенсивной технологии при возделывании пшеницы [5]. Экономическая, экологическая и энергетическая эффективность рациональной технологии подтверждается многолетними экспериментальными данными и практическим опытом.

Озимая пшеница предъявляет высокие требования к условиям выращивания [6]. Одним из главных элементов агротехники является сбалансированное минеральное питание растений при поддержании оптимальных почвенных показателей. Только применение приемов биологизации земледелия (сидеральные культуры, органические удобрения) может дать оптимальное сочетание высокого урожая и хорошего качества зерна [7].

В связи с этим тематика исследований по изучению биологических методов повышения продуктивности озимой пшеницы, влияние некоторых приемов ее возделывания на продуктивность в условиях Белгородской области представляется весьма актуальной.

Цель исследований - изучить влияние органических удобрений в виде компоста на основе птичьего помета в различных сочетаниях с минеральными удобрениями на урожайность и качественные показатели зерна озимой пшеницы и изменение основных показателей плодородия чернозема типичного.

Тема исследований: изучение влияния органических удобрений в виде промежуточного посева горчицы белой на продуктивность сои, озимой пшеницы, кукурузы на зерно и плодородие почвы

Вид исследований: стационарный двухфакторный опыт, развернутый во времени и пространстве.

Севооборот, используемый в хозяйстве: соя - озимая пшеница - кукуруза на зерно.

Варианты опыта

Контроль без удобрений (вариант 11).

Минеральные удобрение Ѕ дозы, рассчитанной на планируемый урожай (пшеница - 5 т/га, кукуруза - 6 т/га зерна) (вариант 12).

Минеральные удобрения - полная доза, рассчитанная на планируемый урожай (соя - 2,5 т/га, пшеница - 5 т/га, кукуруза - 6 т/га зерна) (вариант 13).

Органические удобрения (компост на основе птичьего помета), доза - 14 т/га (вариант 21).

Органические удобрения (компост на основе птичьего помета), доза 14 т/га + минеральные удобрение (Ѕ дозы, рассчитанной на планируемый урожай) (вариант 22).

Органические удобрения (компост на основе птичьего помета), доза 14 т/га + минеральное удобрение (полная доза, рассчитанная на планируемый урожай) (вариант 23).

Элементарная схема одного поля опыта:

Обозначения, применяемые в опыте: фактор 1 - минеральные удобрения; фактор 2 - органические удобрения.

Ширина делянки равна ширине посевного и уборочного агрегата (8 метров).

Длина делянки - 20 м.

Защитный коридор между блоками делянок - 10 метров (для удобства разворота техники).

Количество полей - три (по числу культур в севообороте).

Повторность в опыте - трехкратная.

Площадь под опытом - 70 м х100 м.

По результатам наших исследований агрофизических свойств почвы под посевами озимой пшеницы выявлено, что установленные параметры объемного веса и агрегатного состава пахотного горизонта почвы находятся в оптимальных величинах с незначительными колебаниями, в зависимости от изучаемых факторов. Так, объемный вес почвы на варианте без удобрений и на фоне их внесения на посевах сои составлял 1,21 г/см3, применение же компоста способствовало разрыхлению почвы (1,1 г/см3). В то же время внесение минеральных удобрений в дозе 1 ц/га и 2 ц/га азофоски сопровождалось уплотнением почвы до величины 1,15-1,17 г/м3. Необходимо отметить, что оптимальное значение объемного веса пахотного слоя чернозема типичного колеблется от 1,05 до 1,25 г/см3.

Под озимой пшеницей плотность как на минеральном, так и на органо-минеральном фонах находилась в тех же пределах, что и под соей, с сохранением тенденции повышения аэрированности на фоне применения компоста.

Коэффициент структурности почвы, по своей сути, есть отношение массы агрономически ценных почвенных агрегатов (частиц) диаметром от 0,25 до 10 мм к остальной массе почвенного образца, взятого на анализ для просеивания.

Чем выше коэффициент структурности, тем большими положительными качествами обладает почва в плане оптимизации воздушного (газового), температурного, водного и пищевого режимов.

Как свидетельствует данные, коэффициент структурности почвы существенно возрастает на фоне применения органических удобрений. По всей вероятности, внесение компоста, приготовленного на основе птичьего (куриного) помета, способствует образованию агрономически ценных частиц почвы благодаря клеящему эффекту органического вещества.

Почвенные образцы для определения легкогидролизуемого азота, подвижного фосфора и обменного калия по вариантам опыта отбирались в два срока: перед закладкой опыта с осени и в фазу максимального потребления питательных веществ возделываемых культур в вегетационный период.

Легкогидролизуемый азот - это та часть общего азота в почве, которая подвергается дисперсии в слабощелочной среде и в состав которой входят как органические, так и минеральные азотистые соединения. В этой связи запасы легкогидролизуемого азота в почве регулируются наличием не столько продуктами минерализации, сколько присутствием свежего полуразложившегося органического вещества. Поэтому зачастую количество этой формы азота в почве на абсолютном контроле может быть выше, нежели на удобренных вариантах. Показатель «легкогидролизуемый азот» отражает способность почвы продуцировать усвояемые растениями соединения азота в определенных условиях.

Высказанный тезис подтверждается данными, согласно которым содержание легкогидролизуемого азота в пахотном слое почвы на контрольном варианте без удобрений в фазу налива зерна озимой пшеницы (период наивысшего потребления питательных веществ вегетирующими растениями) оказывается выше, чем при внесении N80P80K80.

С целью определения однородности опытного участка по плодородию почвы и использования в последующих исследованиях полученных данных в качестве исходных величин в сентябре нами были отобраны и проанализированы почвенные образцы по вариантам опыта с I-го и III-го повторений для подготовки смешанных образцов.

Консервативные показатели почвенного плодородия, не подвергающиеся существенным изменениям за короткий (1-2 года) период наблюдений, такие как содержание гумуса, гидролитическая кислотность, нитрификационная способность почвы, будут нами определяться в начале и в конце ротации севооборота с тем, чтобы установить характер динамики этих показателей в зависимости от изучаемых факторов.

Как показали данные по содержанию гумуса в пахотном (0-20 см) и подпахотном (20-40 см) слоях почвы, колебания величин находились в пределах 10-процентной вариабельности, что свидетельствует об относительной однородности почвенного покрова опытного участка на Белгородском отделении. В среднем по 18 определениям в пределах пахотного и стольким же определениям в подпахотном горизонтах почвы колебания не превышали 10% как в сторону увеличения, так и понижения определяемого показателя.

Средний показатель содержания гумуса в пахотном горизонте составил 5,13%, в подпахотном - 4,35%, что соответствует градации средней обеспеченности почвы органическим веществом. С глубиной запасы гумуса в почве снижаются по причине сокращения возможного поступления свежего органического вещества за счет накопления в почве корневых растительных остатков.

Показатель гидролитической кислотности свидетельствует о степени насыщенности почвенного поглотительного комплекса катионами водорода. Чем он выше, тем меньше емкость катионного обмена, тем слабее идут процессы обмена веществ, что, безусловно, снижает эффективное плодородие почвы, ухудшает ее агрохимические и агрофизические свойства.

Анализ результатов исследования указывает на существующую крайнюю неоднородность исходного состояния почвенного плодородия опытного участка Белгородского отделения относительно кислотно-основных характеристик. Пахотный горизонт почвы по отдельным точкам отбора отличается между собой более чем вдвое. Так, на делянке 13 по третьему полю гидролитическая кислотность (Нг) в пахотном горизонте равна 8,11 ммоль/100 г, а на делянке 23 первого поля всего 3,05 ммоль/100 г. Все это подтверждает актуальность поставленных на изучение задач, так как внесение органических удобрений должно способствовать выравниванию показателей физико-химических свойств почвы и тем самым - повышению продуктивности пашни.

Нитрификационная способность почвы относится к биологическим критериям оценки показателей почвенного плодородия, поскольку характеризует потенциальную возможность почвогрунта посредством активной деятельности микроорганизмов синтезировать минеральные соединения азота из его валовых форм, входящих в состав органо-минерального комплекса почвы. Чем выше показатель нитрификационной способности почвы, тем значительнее ее потенциальное плодородие. Естественно, что этот показатель будет расти с увеличением нормы внесения органических удобрений.

Разница между показателями нитрификационной способности по горизонтам почвы и вариантам колеблется от 1,6 до 11,1 мг/кг нитратного азота (N-NO3). Объяснение этому факту следует искать в том многообразии количественного и качественного состава микрофлоры почвенной биоты, которым морфологически и генетически обладают богатейшие почвы планеты - черноземы типичные. Именно поэтому нами были отобраны почвенные образцы с привязкой к каждой элементарной делянке опытов с тем, чтобы проследить динамику изменения этого показателя во времени и пространстве.

Почвенные образцы для определения легкогидролизуемого азота, подвижного фосфора и обменного калия по вариантам опыта отбирались в два срока: перед закладкой опыта с осени 2013 года и в фазу максимального потребления питательных веществ возделываемых культур в вегетационный период 2014 года.

Легкогидролизуемый азот - это та часть общего азота в почве, которая подвергается дисперсии в слабощелочной среде и в состав которого входят как органические, так и минеральные азотистые соединения. В этой связи запасы легкогидролизуемого азота в почве регулируются не столько наличием продуктов минерализации, сколько присутствием свежего полуразложившегося органического вещества. В этой связи зачастую количество этой формы азота в почве на абсолютном контроле может быть выше, нежели на удобренных вариантах. Показатель «легкогидролизуемый азот» отражает способность почвы продуцировать усвояемые растениями соединения азота в определенных условиях.

Высказанный тезис подтверждается данными, согласно которым содержание легкогидролизуемого азота в пахотном слое почвы на контрольном варианте без удобрений в фазу налива зерна озимой пшеницы (период наивысшего потребления питательных веществ вегетирующими растениями) оказывается выше, чем при внесении N80P80K80.

Вызывает определенный интерес факт существенного повышения запасов легкогидролизуемого азота в пахотном горизонте почвы при внесении компоста на контрольном варианте. Примечательно, что внесение половинной и полной дозы NPK под озимую пшеницу снизило этот показатель со 182 до 176 и 160 мг/кг почвы.

В целом следует отметить, что внесение органических и минеральных удобрений повысило содержание в почве легкогидролизуемого азота, несмотря на значительный вынос питательных веществ, расходуемых на формирование товарной, нетоварной части урожая и корневой системы растений. Позитивным моментом является повышение обеспеченности почвы азотом при применении органических удобрений.

Количество в почве подвижного фосфора служит критерием уровня культуры земледелия в конкретном хозяйстве. Судя по содержанию в почве подвижного фосфора, можно с уверенностью утверждать, что в хозяйстве большое внимание оказывают мероприятиям по повышению плодородия почвы. Следует иметь в виду, что поступление в почву фосфора возможно только посредством внесения фосфорсодержащих минеральных удобрений. Других существенных источников поступления фосфора в почву не существует. То обстоятельство, что содержание P2О5 в пахотном слое почвы составляет от 245 до 475 мг/кг почвы, свидетельствует об очень высокой степени обеспеченности почвы фосфором, достигнутой на протяжении не одного десятка лет. Это очень отрадный факт, достойный подражания. На такой почве возможно получение высоких урожаев при компенсирующих дозах минеральных удобрений.

В сложившихся условиях изменения в содержании подвижного фосфора в пахотном и подпахотном горизонтах почвы носили явно выраженный положительный характер.

Произошедшие изменения в содержании обменного калия в пахотном и подпахотном слоях почвы под влиянием внесения органических и минеральных удобрений на озимой пшенице свидетельствуют о том, что под посевами озимой пшеницы происходят процессы иммобилизации усвояемого калия из почвенных запасов. Между количеством обменного и ретроградированного (прочно связанного в почвенном поглотительном комплексе и поэтому недоступного для растений) калия существует равновесие, сдвигающееся в ту или другую сторону. На контрольном варианте без внесения удобрений ко времени наступления фазы налива зерна озимой пшеницы отмечается увеличение содержания обменного калия на 100 кг/кг, по сравнению с исходным содержанием осенью 2013 года. При внесении калийных удобрений в дозе 40 и 80 кг/га действительного вещества содержание в почве обменного калия увеличивается, но на существенно меньшую величину, по сравнению с контрольным вариантом. Подтверждается тезис о том, что потребность в калийном питании озимой пшеницы возрастает с улучшением обеспеченности растений азотом от 0 на контроле до 40 кг при 0,5 дозе и 80 кг/га при одинарной дозе удобрений под озимую пшеницу.

Изучение содержания в почве обменного калия подтверждает тот факт, что вносимый под озимую пшеницу компост следует рассматривать, прежде всего, как калийные удобрения. На фоне внесения только компоста превышение содержания обменного калия по сравнению с исходным значением составило 380 мг/кг, т.е. увеличилось с 240 до 620 мг/кг почвы в пахотном горизонте.

Применяемый в хозяйстве компост обладает мелиорирующими свойствами. Как свидетельствует результаты наших исследований, внесенный под озимую пшеницу компост способствовал тому, что актуальная кислотность почвы повысилась до величины, близкой к показателю нейтральной реакции почвенного раствора: рН 6,0-7,0. В условиях, когда гидролитическая кислотность почвы превышает уровень, выше которого требуется известкование почвы (>1,8 мг/экв), мелиорирующее действие компоста играет важную роль в стабилизации почвенного плодородия на пашне Белгородского отделения Белгородской зерновой компании.

Отмеченный факт увеличения показателя актуальной кислотности от пахотного к подпахотному слоям почвы подтверждает положение о том, что почвенный покров Белгородского отделения представлен черноземом типичным, которому присуще повышение основных (щелочных) свойств с углублением почвенного профиля.

Согласно программе исследований и схеме полевых опытов, на первом поле возделывалась озимая пшеница по двум фонам применения органических удобрений (компоста на основе птичьего, куриного помета) и трем уровням минерального питания 0; 40 NPK (половинная доза) и 80 NPK (полная доза). Опыт двухфакторный, т.к. три уровня минерального питания растений накладывались на два фона органики: 0 и 14 т/га компоста. Наблюдения и учеты в опыте велись по следующим элементам продуктивности озимой пшеницы: коэффициент продуктивной кустистости; число продуктивных стеблей; число зерен в колосе; масса зерен в колосе; масса 1000 зерен; натура зерна; соотношение зерно : солома; высота растений.

Нашими наблюдениями и учетами установлено, что коэффициент продуктивной кустистости пшеницы повышался с ростом уровня удобренности с 2,1 на контроле без удобрений до 2,6 при внесении половинной и 3,1 - полной дозы NPK. Применение 14 т/га компоста способствовало увеличению кустистости пшеницы на 0,3 при наименьшей существенной разности 0,2. Органо-минеральная система удобрения благоприятствовала формированию высокой кустистости растений (до 4,1).

Число продуктивных стеблей на 1 кв.м повышается с ростом уровня удобренности озимой пшеницы с 272 штук на контроле без удобрений до 371 на фоне компоста и полной дозы минеральных удобрений. Однако следует отметить, что высокий агротехнический фон питания растений привел к тому, что пшеница накопила обильную вегетативную массу, в результате чего в фазу колошения во время сильного ливневого дождя произошло полегание стеблестоя с оценкой 3-4 балла при внесении полной дозы минеральных удобрений на фоне применения компоста. Негативное влияние полеглости озимой пшеницы проявилось в уменьшении массы зерен в колосе, массы 1000 зерен и увеличении доли соломы до 1,5 частей по отношению к весу зерна при сноповом анализе.

Результаты исследований на первом поле опытного участка Белгородского отделения дают основание утверждать, что при высоком исходном значении эффективного плодородия почвы применяемая полная доза минеральных удобрений в существующих условиях несколько завышена, особенно при ее внесении на фоне внесения органических удобрений. Для повышения продуктивности озимой пшеницы при максимальных уровнях удобренности, применяемых в хозяйстве (согласно схеме опыта), необходимо осуществлять посев короткостебельными сортами или применять реторданты, способствующие укреплению междуузлий соломы и росту семенной продуктивности растений.

С учетом обобщения и анализа результатов исследований, возможно рекомендовать сельскохозяйственным товаропроизводителям, с учетом общей региональной политики энерго- и ресурсосбережения, к внедрению в сельскохозяйственное производство технологии возделывания озимой пшеницы, при которой на фоне высокой культуры земледелия применяется система удобрения, включающая половинную дозу минеральных удобрений на планируемый урожай на фоне внесения местных органических удобрений.

Список использованных источников

озимая пшеница селекция

1. Родионов В.Я., Трусов А.С. и др. Удобрения в современном земледелии. - Белгород. - 2013. - 122 с.

2. Азаров В.Б. Агроэкологический мониторинг земель сельскохозяйственного назначения // Автореф…доктора. с-х. наук. - Курск. - 2004. - 46 с.

3. Турьянский А.В. и др. Организационно- технологические нормативы возделывания сельскохозяйственных культур в Белгородской области / Справочник. - Белгород. - 2007. - 674 с.

4. Лукин С.В. Экологические основы земледелия. - Белгород. - 2006. - 288 с.

5. Смык А.В., Тютюнов С.И., Акулов П.Г. Адаптивные технологии в ландшафтном земледелии. - Белгород. - 2003. - 88 с.

6. Клостер Н.И. Особенности создания нового исходного материала в селекции пшеницы при использовании озимых и яровых форм в Юго-Западной части ЦЧЗ // Автореф…канд. с-х. наук. - Воронеж. - 2006. - 20 с.

7. Гридчин В.Т. Основы адаптивного земледелия. - Белгород. - 2012. - 336 с.

Размещено на Allbest.ru