Накопление элементов питания растениями озимой пшеницы и влияние их на урожай и качество зерна

Аннотация

М.А. Щепетьев

В статье представлены результаты исследований  по накоплению элементов питания и влияние их на продуктивности растений озимой пшеницы при внесении жидких и твердых азотно-фосфорных удобрений после предшественника – озимая пшеница

Ключевые слова: Озимая пшеница, КАС, аммофос, аммиачная селитра, карбамид, ЖКУ, урожайность, накопление, азот, фосфор, калий, клейковина, ИДК

06.01.04

Введение.

Озимая пшеница является ведущей зерновой культурой в Ростовской области, площади посева которой превышают 2,0 млн. га за 2009-2011 гг., однако ее урожайность не превышает 35 ц/га, что значительно ниже потенциала этой культуры. В повышении урожайности и валовых сборов озимой пшеницы наряду с правильным выбором сортов и средств защиты ведущее место принадлежит минеральным удобрениям. В засушливой зоне, а это вся территория области эффективность минеральных удобрений, во многом определяется наличием продуктивной влаги. Для  растворения вносимых твердых удобрений потребляется значительное количество влаги верхнего слоя почвы, поэтому при дефиците влаги в этом слое использование жидких удобрений более эффективно. Во влажный год эффективность твердых удобрений не уступает жидким. Практика использования жидких удобрений не имеет широкого распространения, так как имеется ряд недостатков и отсутствие технической оснащенности, поэтому необходим поиск вариантов оптимального сочетания твердых и жидких азотно-фосфорных удобрений при возделывании озимой пшеницы.

Методика исследований.

Полевые исследования проводились в Приазовской зоне Ростовской области, в Неклиновском районе с. Фёдоровка, в хозяйстве ИП Щепетьева Н.А. в 2010-2012 гг. Лабораторные исследования в отделе агрохимии и минерального питания ГНУ Донской НИИСХ Россельхозакадемии.
Почва опытного участка представлена черноземом обыкновенным карбонатным среднемощным легкоглинистым на лессовидном суглинке. Мощность гумусного горизонта 73 – 88 см.  Содержание гумуса в пахотном слое 3,80 – 4,38 %, общего азота 0,20 – 0,23 %. Содержание минерального азота 24,4 – 53,7 мг/кг,  подвижного фосфора 28,0 – 28,8 мг/кг,, обменного калия  344,0 – 519,0 мг/кг. Реакция почвенного раствора слабощелочная (рН 7,1-7,3).
Целью исследований установить эффективность  твёрдых и жидких азотно – фосфорных удобрений  на озимой пшенице в зависимости от предшественников,   сроков и доз их  внесения в различных по влагообеспеченности условиях.
В задачи исследования входит:
-  оценка  изменения  продуктивности озимой пшеницы в зависимости от предшественника,
- эффективность сочетания жидких и твёрдых удобрений в сухие и влажные годы.
- определить урожайность и качество зерна в зависимости от удобрений и предшественника .
Метод исследований - полевой, лабораторно полевой, лабораторный. Повторность опыта трехкратная. Размещение делянок систематическое с расщеплением на делянки 1 – го порядка с общей площадью 750 м², второго порядка – 250 м² и третьего порядка  - 125 м². Учетная площадь  50 м².
Предшественники: озимая пшеница. Сорт озимой пшеницы – Августа. Агротехника общепринятая  для зоны, учёты проводились комбайном КЗС – 3.
Азотные и фосфорные удобрения согласно схеме опыта вносятся осенью на делянки первого порядка, под основную обработку на варианты 2 – 8 в чистом виде и на их фоне весной, на делянки 2 – го и 3 – го порядка,  в период возобновления вегетации  и в фазу колошения соответственно (табл. 1).
Осень 2009 и 2010 годов по количеству осадков (107 и 147,5 мм) и по температурному режиму (13,7 и 11,7⁰С) превышают среднемноголетние значения, что способствовало благоприятному развитию озимой пшеницы.

Таблица 1.
СХЕМА ОПЫТА

Примечание:    тв – твёрдая форма; ж – жидкая форма.
Осень 2011 года можно охарактеризовать как засушливую (90,3 мм) и холодную в конце периода, со среднесуточной  температурой 8,63⁰С.
Осадков в осеннее – зимний период во все года исследований выпало в пределах 230 - 250 мм. Наблюдались обильные снегопады и краткосрочные периоды с сильными морозами (менее -10⁰С) на поверхности почвы без снежного покрова.
Весенне – летний период, как и год в целом,  складывался благоприятно в 2011 году, удовлетворительно в 2010 и был засушливым в 2012 году.

Результаты исследований

Накопление элементов питания за 2010 – 2012 гг. озимой пшеницей в фазу кущения, выхода в трубку, колошение и полной спелости  на естественном фоне составило  соответственно: азота – 8,6; 19,7; 39,8 и 52,8 кг/га, Р2О5  - 2,3; 6,4; 19,9 и 25,9 кг/га, К₂О – 9,2; 29,1; 37,7 и 38,4 кг/га. (табл. 1;2;3)
Таблица 1.
Накопление азота в растениях озимой пшеницы в 2010 – 2012 гг., кг/га

Примечание: описание вариантов см. схему опыта
Таблица 2.
Накопление Р₂О₅ в растениях озимой пшеницы в 2010 – 2012 гг., кг/га

Примечание: описание вариантов см. схему опыта

Общая динамика накопления NРК при внесении минеральных удобрений независимо от формы и дозы внесения сохранялась, однако количество элементов питания по фазам накапливалось неравномерно.

Таблица 3.
Накопление К₂О в растениях озимой пшеницы в 2010 – 2012 гг., кг/га

Примечание: описание вариантов см. схему опыта

При использовании фосфорных удобрений с осени большее накопление элементов питания к фазе полной спелости отмечено на варианте с аммофосом в дозировке N₂0P₆₀. Общее накопление азота составило 78,2 , Р₂О₅ – 34,1  и  К₂О – 51,3 кг/га, что выше контроля на 49,5; 31,6 и 33,7 % соответственно.
При использовании азотных удобрений осенью, большее накопление азота и Р₂О₅ наблюдалось на варианте с применением аммиачной селитры, накопление к полной спелости составило 79,0 и 35,4 кг/га соответственно. К₂О с использованием карбамида, со значением 52,3 кг/га.Согласно схеме опыта, происходило расщепление делянок первого порядка, на последующие, с предусмотренными внесениями удобрений в период весеннего отрастания и колошение.
Применение азотных удобрений ,в период весеннего отрастания в, дозе N₈₀ - ₈₃ на фоне осеннего использования фосфорных в дозе Р₃₀ с общей дозой удобрения  N₉₀P₃₀, способствовало увеличению накопления азота и Р₂О₅ и К₂О к фазе полной спелости, относительно контроля, в большей степени на варианте с использованием КАСа на фоне ЖКУ. Накопление составило 93,7; 40,3 и 61,3 кг/га соответственно.
Применение азотных удобрений в период весеннего отрастания  в дозировке N_{40 – 46} на фоне фосфорных удобрений в повышенной дозировке, с общей дозой удобрения  N₆₀P₆₀,  более существенно увеличило накопления азота к полной спелости на варианте с использованием КАСа весной и ЖКУ осенью. Накопление увеличилось на 45,4 кг/га. По накоплению Р₂О₅ и  К₂О выделился вариант с использованием аммиачной селитры в жидком виде весной, на фоне осеннего применения ЖКУ. Накопление увеличилось на 19,0 и 33,1 кг/га.
На вариантах с использованием фосфорных удобрений в дозе       N₇ – 10Р₃₀  в период весеннего отрастания на фоне азотных удобрений в дозировке N₆₀ осеню, с общей дозой удобрения N₆₀Р₃₀, большим накоплением азота выделился вариант с применением аммофоса на фоне аммиачной селитры (98,4 кг/га), что на 86,4 % больше, чем на контроле. Большим накоплением Р₂О₅ отмечена схема с применением ЖКУ на фоне аммиачной селитры (42,2 кг/га), что на 62,9% больше, чем на контроле. К₂О больше накопилось на варианте с осенним применением карбамида и весенней подкормкой аммофосом, прибавка к контролю составила 72,7%, со значением 66,3 кг/га.
При добавлении второй подкормки в фазу колошение, на вариантах с общей дозой удобрения N₉₀Р₆₀, включающая в себя осеннее внесение фосфорных удобрений в дозе N₁₄ – 20Р₆₀, подкорку азотными удобрениями в период весеннего отрастания в дозе N_40-46 и  N₃₀ в колошение. Более высокое накопление азота, к  фазе полной спелости, в этой дозировке, было получено при использовании карбамида в колошение и в весеннее отрастание, и осеннего применения аммофоса. Общее накопление азота составило 107,6 кг/га, что превышает фоновый вариант, в данном случае  вариант с карбамид  на фоне аммофоса, на 13,3 %, а контроль на 103,8%.
Большее накопление  фосфора и калия к полной спелости, отмечалось на варианте с подкормкой в колошение аммиачной селитрой на  фоне  подкормки аммиачной селитры в период весеннего отрастания и осеннего применения аммофоса. Накопление элементов увеличилось на 5,2 и 22,0 кг/га относительно фона и на 20,3 и 45,1 кг/га соответственно, относительно контроля.
При дозировке N₁₂₀Р₃₀ отмечалось максимальное накопление элементов питания по всему опыту. Наибольшее накопление всех элементов питания  к фазе полной спелости, отмечено  на варианте с  подкормкой карбамидом в колошение, фоном был вариант с применением ЖКУ в период весеннего отрастания и карбамида до посева. Накопление азота составило 119,9 кг/га, Р₂О₅ – 51,2 кг/га и  К₂О – 85,0 кг/га, что выше, чем на фоновом варианте на  26,0; 11,7 и 24,4 кг/га и относительно контроля на 67,1; 25,3  и 46,6 кг/га соответственно.
Содержание элементов питания и динамика накопления их в растении, напрямую влияет на количество и качество полученного урожая.(табл. 4)
На варианте без внесения удобрений урожайность составила 2,83 т/га, количество клейковины – 21,8%, ИДК – 59,7 ед., что соответствует показателям качества зерна 4 –го класса.
При внесении фосфорных удобрений осенью, на варианте с максимальным накоплением элементов питания прибавка урожайности составила 18%, качество зерна находилось на уровне контроля.
При осеннем внесении азотных удобрений, на варианте с большим накоплением N  и  Р₂О₅ прибавка урожайности составила 0,63 т/га с качеством зерна на уровне контроля. На варианте с большим накоплением К₂О отмечено более существенное повышение качества зерна, на 2,1% клейковины, что соответствует показателям зерна 3 –го класса.
При дозировке N₉₀P₃₀, на варианте с большим накоплением азота и Р₂О₅, с внесением аммиачной селитры в дозе N₈₃ в период весеннего отрастания на фоне аммофоса в дозе  N₇P₃₀ с осени, урожайность составила 3,87 т/га, количество клейковины  24,9%, ИДК 55. На варианте с большим накоплением К_2О, с внесением КАСа в период весеннего отрастания и ЖКУ с осени, урожайность составила  3,89 т/га, количество клейковины – 23,5%, ИДК – 61.  Эта закономерность обусловлена большим посуточным накоплением азота и калия в период от всходов до колошения и снижением в период колошение – полная спелость.
Накопление элементов происходило более равномерно, соответственно продуктивная влага из почвы расходовалась экономнее, что и позволило данному сочетанию удобрений в исследуемых дозировках получить большее количество урожая. А варианту с аммиачной селитрой в весеннее отрастание и аммофосом с осени, более качественное зерно, из – за большего накопления элементов питания к фазе полной спелости.

Таблица 4.
Количество и качество зерна озимой пшеницы в 2010 – 2012 гг.

Примечание: описание вариантов см. схему опыта

На вариантах с общей дозой удобрения N₆₀P₆₀ , максимальная урожайность  на фоне большего накопления Р₂О₅ и К₂О, получена по схеме с использованием осенью аммофоса в дозе N₁₄P₆₀ и аммиачной селитры  в жидком виде, в период весеннего отрастания в дозе N₃₀. Прибавка относительно контроля получена на уровне 1,31 т/га и качеством зерна 4 – го класса с количеством клейковины – 21,5% и ИДК – 52. На варианте с большим накоплением азота, использованием ЖКУ с осени и КАС в весеннее отрастание в тех же дозах, прибавка получена на 0,1 т/га меньше предыдущего варианта, но с зерном качества 3 – го класса.
При использовании с осени азотных удобрений в дозе N₆₀ и корректирующих подкормок фосфором в дозе N₇ - 10P₃₀, прибавка в 1,15 т/га была получена на варианте с большим накоплением N и P₂O₅ , но количество клейковины было 21,3% с ИДК 55, что соответствует качеству зерна 4 – го класса. На варианте с большим накоплением К₂О   и использованием при этом аммофос в весеннее отрастание и карбамид с осени, зерно было 3 – го класса с клейковиной 24,2% и ИДК – 60. Урожайность составила 3,84 т/га.
Получение зерна с клейковиной 24,2%  обусловлено  более равномерным накоплением всех элементов питания с незначительным отставанием от варианта с большим накоплением азота и фосфора.
При внесении полной дозы удобрения в три этапа с добавлением подкормки в колошение и общей дозой N₉₀P₆₀ , максимальная прибавка как  урожайности по сравнению с контролем (1,6 т/га), так и качества (содержание клейковины на 3,5% больше) с ИДК 60, получено на варианте со средним содержанием всех элементов питания. Это обусловлено равномерным накоплением элементов питания с повышением интенсивности накопления к полной спелости и эффективным расходованием влаги в течении вегетации.
Максимальные прибавки урожайности и качества зерна озимой пшеницы, относительно контроля, на фоне максимального накопления элементов питания среди всех изучаемых схем внесения удобрений получены при дозировке N₁₂₀P₃₀. На варианте с большим накоплением азота и К₂О, с использованием осенью карбамида в дозе N₆₀, в период весеннего отрастания ЖКУ в дозе N₁₀P₃₀ и карбамида N₅₀ в колошение получена прибавка урожайности 1,77 т/га, качество – 3,9% и значение ИДК 51. На варианте с большим накоплением P₂O₅ прибавка урожайности – 1,70 т/га, клейковины – 3,2% и значение ИДК – 59 ед.

Заключение.
С точки зрения максимального накопления элементов питания и, как следствие  получение более высоких урожаев озимой пшеницы после предшественника озимая пшеница, с качеством зерна 3 – го класса и содержания клейковины более 25%, эффективнее применять схемы:

1. При общей дозе удобрения N₉₀P₆₀: осеннее применение аммофоса в дозе N₁₄P₆₀ с подкормкой в период весеннего отрастания и колошение карбамидом в дозе N₄₆ и N₃₀ .
2. При общей дозе удобрения N₁₂₀P₃₀: осеннее применение карбамида в дозе N₆₀ с последующим применением в период весеннего отрастания  ЖКУ в дозе N₁₀Р₃₀ и в колошение карбамид в дозе N₅₀.

Список литературы:

 1.Лабынцев А.В. Сохранение плодородия чернозема обыкновенного Северного Кавказа и повышение продуктивности пашни. / Автореферат на соискание ученой степени Доктора сельскохозяйственных наук. – Рассвет. 2002.