Влияние возрастающих доз азотного удобрения на урожайность, качество и фитосанитарное состояние посевов яровой пшеницы в северо-восточной части Центрально-черноземной зоны - Автореферат
Влияние возрастающих доз азотного удобрения на урожайность яровой пшеницы, агроэкономическая оценка. Биометрические показатели растений по фазам их развития в течение вегетационного периода. Применение метода изолированных хлоропластов в полевых условиях.
При низкой оригинальности работы "Влияние возрастающих доз азотного удобрения на урожайность, качество и фитосанитарное состояние посевов яровой пшеницы в северо-восточной части Центрально-черноземной зоны", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Для этого необходимо соблюдать следующие условия: стимулировать рост растений за счет внесения удобрений, применять регуляторы роста и средства защиты растений для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями (Ломако, 2003). Сложившийся диспаритет цен на промышленную и сельскохозяйственную продукцию, резкое снижение обеспеченности материально - техническими ресурсами, падения плодородия почв и рост их деградации, сокращение применения удобрений и средств защиты растений привели к нарушению технологий возделывания, изменению структуры посевных площадей, снижению урожайности и валовых сборов, ухудшению качества зерна. Установить эффективность дифференцированного применения азотного удобрения под яровую пшеницу с учетом агрохимических свойств почвы. В связи с тем, что в условиях северо-восточной части ЦЧЗ яровая пшеница возделывалась в основном как страховая культура, поскольку основные посевы зернового продовольствия представляет озимая пшеница, исследования по минеральному питанию яровой пшеницы проводились в крайне ограниченных масштабах. Нашими исследованиями выявлено, что основным фактором повышения урожайности и качества зерна яровой пшеницы в условиях северо-восточной части ЦЧЗ служит интегрированное применение удобрений и современных пестицидов, что ранее не было в достаточной степени обосновано научными исследованиями.Исследования показали, что в варианте опыта 1 без применения удобрений обработка пестицидами способствовала увеличению площади листьев по всем фазам развития растений (рис. Наибольшая площадь ассимиляционной поверхности листового аппарата яровой пшеницы отмечена при внесении повышенных доз азотного удобрения (на фоне РК). Внесение NPK совместно с применением пестицидов способствовали увеличению фотосинтетического потенциала посевов культуры и позволили сформировать высокий и устойчивый во времени фотосинтетический аппарат растений, что особенно характерно для вариантов с внесением повышенных доз азота. В этих целях разбавленные жидкостью суспензии хлоропластов, выделенных из листьев испытуемых растений варианта N60Р60К60 опыта №1 в фазу кущение-трубкование, помещали в кюветы прибора с добавлением в каждую кювету одного из 14 веществ с элементами питания растений, а также химически активного красителя, включая контрольную кювету. В варианте N180Р60К60 избыток азота зафиксирован в пяти, а недостаток в девяти кюветах, и это притом, что растения данного варианта, по другим результатам исследования, не нуждались в дополнительном внесении азотных удобрений.В среднем за три года исследований наибольшее содержание сырого белка было отмечено в варианте с N180Р60К60. Внесение удобрений способствовало увеличению накопления белка в зерне в сравнении с контролем по годам исследований на 0,3-8,7%. Засушливые условия вегетации (2010 г.) способствовали увеличению белковости зерна только в вариантах с повышенными дозами азота. Среднее содержание сырой клейковины в зерне яровой пшеницы существенно различалось по вариантам и в наших исследованиях в среднем по годам составляло на контроле 18,1%, при внесении N90Р60К60 - 20,8%, при N180Р60К60 - 23,5% (табл. Наиболее высокое содержание клейковины отмечалось в острозасушливом 2010 году в варианте с применением N180Р60К60 - 26,1%, в остальные годы этот показатель находился на уровне 22,0-22,4%.При оценке влияния возрастающих доз азотного удобрения на урожайность яровой пшеницы (опыт № 1) установлено, что в среднем за три года исследований (2010-2012гг.) максимальная урожайность получена в варианте N180Р60К60 4,5 т/га. Однако с учетом результатов статистической обработки оптимальной дозой минеральных удобрений следует считать дозу N120Р60К60, по которой в среднем за три года получено 4,12 т/га. В среднем за три года урожайность за счет дифференцированных доз внесения повысилась только на 0,07 т/га, что находится в пределах ошибки опыта. От применения азотного удобрения на фоне РК фотосинтетический аппарат яровой пшеницы к фазе молочно-восковой спелости зерна в среднем за 3 года возрос с 27,2 тыс. м2/га в варианте Р60К60 до 42,4 тыс. м2/га в варианте N180Р60К60. За счет применения средств защиты растений в варианте без внесения удобрений площадь листовой поверхности по сравнению с вариантом без применения удобрений и ХСЗР увеличилась в среднем за 3 года с 19,7 тыс. м2/га до 21,9 тыс. м2/га, или на 11%.
План
Содержание сырого белка в зерне яровой пшеницы (%)
Вывод
Влияние возрастающих доз азотного удобрения на фотосинтетический аппарат яровой пшеницы
Основной показатель, характеризующий состояние посевов с точки зрения их фотосинтетической деятельности, - развитие площади листовой поверхности. Исследования показали, что в варианте опыта 1 без применения удобрений обработка пестицидами способствовала увеличению площади листьев по всем фазам развития растений (рис. 1).
В среднем за 3 года (2010 - 2012 гг.) за счет применения пестицидов площадь листьев яровой пшеницы увеличилась в 1,1-1,2 раза. Внесение только фосфорно-калийных удобрений (на фоне применения ХСЗР) повысило площадь листьев по сравнению с контролем-2 в среднем на 11%. Наибольшая площадь ассимиляционной поверхности листового аппарата яровой пшеницы отмечена при внесении повышенных доз азотного удобрения (на фоне РК). Внесение NPK совместно с применением пестицидов способствовали увеличению фотосинтетического потенциала посевов культуры и позволили сформировать высокий и устойчивый во времени фотосинтетический аппарат растений, что особенно характерно для вариантов с внесением повышенных доз азота.
В фазу молочно-восковой спелости зерна наибольшая площадь листьев отмечалась в варианте с N180Р60К60: в 2010 году - 53,8 тыс. м2/га, в 2011 - 26,2 тыс. м2/га, в 2012 - 47,1 тыс. м2/га. Теснота связи площади листовой поверхности с возрастанием доз азотного удобрения по годам исследований характеризовалась следующими коэффициентами корреляции, отражающими связь фактических данных с теоретически рассчитанными: 0,987, 0,981, 0,976, соответственно. При этом развитие листового аппарата в значительной мере зависело от условий увлажнения вегетационных периодов, особенно в наиболее засушливом 2010 г. (рис. 2). Коэффициент парной линейной корреляции между количеством осадков в апреле, мае и июне 2010 г. с измеренной в соответствующие фазы развития растений площадью листовой поверхности составил r = 0,99.
Рис. 1. Динамика площади листовой поверхности яровой пшеницы в опыте № 1 (тыс. м2/га). Условные обозначения: ряд 1 - контроль-1 (без применения удобрений и пестицидов), ряд 2 - контроль-2 (без применения удобрений пестициды).
Рис. 2. Зависимость площади листьев яровой пшеницы в опыте №1 от количества осадков в период вегетации. Условные обозначения: ряд 1 - осадки (мм), ряд 2 - площадь листьев (м2/га).
Диагностика минерального питания растений по фотохимической активности хлоропластов
Диагностика минерального питания растений яровой пшеницы ежегодно проводилась с использованием фотометрического прибора «Аквадонис». В этих целях разбавленные жидкостью суспензии хлоропластов, выделенных из листьев испытуемых растений варианта N60Р60К60 опыта №1 в фазу кущение-трубкование, помещали в кюветы прибора с добавлением в каждую кювету одного из 14 веществ с элементами питания растений, а также химически активного красителя, включая контрольную кювету. При кратком облучении суспензии световым потоком, хлоропласты, в зависимости от обеспеченности вегетирующих растений различными элементами питания или повышали фотосинтетическую активность с выделением в суспензию растворенного кислорода при исходном недостатке для испытуемых растений этих элементов (реакция Хилла), или не реагировали положительно на их внесение. По интенсивности обесцвечивания красителя кислородом фотометрически должна была диагностироваться обеспеченность яровой пшеницы теми или иными элементами питания. По результатам измерений прибора строился график обеспеченности элементами питания испытуемых растений, по которому определялся оптимум, недостаток или избыток по каждому из определяемых элементов.
Исследованиями выявлено, что в разные дни одной и той же фенофазы растения испытывали то недостаток, то избыток какого-либо из определяемых элементов. В 2011 г. в варианте N60Р60К60 в фазу кущение - трубкование яровой пшеницы в первый день исследований был установлен недостаток калия, бора, железа и молибдена (рис. 3).
Рис. 3. Потребность яровой пшеницы в элементах питания в варианте N60Р60К60 в 2011 г. (фаза кущение - трубкование)
В последующие 2 дня наблюдался то избыток, то недостаток этих элементов. В 2011г. в течение двух последовательных дней в варианте N60Р60К60 сначала был зафиксирован недостаток кальция, магния, бора, цинка, марганца и железа, содержание остальных элементов находилось в оптимальном значении. Во второй день был обнаружен избыток азота, меди, цинка марганца, железа молибдена при недостатке фосфора и калия. Данные полученные в вегетационный период 2012 г. также свидетельствуют о том, что динамика последовательного измерения потребности растений в элементах питания нестабильна.
Для проверки стабильности работы самого прибора «Аквадонис» и методики диагностики минерального питания растений с его использованием в 2012 г. проведено тестовое испытание. Для этого в 14 кювет прибора поместили суспензии хлоропластов листьев растений, отобранных в двух вариантах полевого опыта №1 - на контроле-2 и варианта N180Р60К60. В обоих случаях в кюветы вводили только азотистое вещество. Испытания показали, что в контрольном варианте недостаток азота отмечен только в одной кювете, а в девяти кюветах - его избыток (рис. 4). В варианте N180Р60К60 избыток азота зафиксирован в пяти, а недостаток в девяти кюветах, и это притом, что растения данного варианта, по другим результатам исследования, не нуждались в дополнительном внесении азотных удобрений. В целом, тестирование показало, что данная методика диагностики минерального питания растений не дает устойчивых результатов и нуждается в доработке.
Рис. 4. Потребность яровой пшеницы в минеральном азоте в фазу кущение - трубкование (2012 г.)
Влияние азотных удобрений на засоренность посевов яровой пшеницы
В период вегетации пшеницы (2010-2012 гг.) было выявлено, что азотные удобрения в целом способствовали увеличению засоренности опытного участка. В принципе, данный факт является общеизвестным и связан с тем, что элементы питания удобрений используются не только культурными растениями, но и сорными. Вопрос состоял в том, какие дозы азота вызывают большую или меньшую засоренность посевов яровой пшеницы в условиях северо-восточной части ЦЧЗ, включая влияние погодных условий. В наших опытах, преобладающими видами малолетних злаковых во все годы исследований являлись просо куриное (Echinochloa crusgalli) и щетинник зеленый (Setaria viridis). Из малолетних двудольных сорняков доминирующими оставались марь белая (Chenopodium album), щирица запрокинутая, чистец однолетний; из многолетних - осот полевой, вьюнок полевой и бодяк полевой. В засушливом 2010 г. (115 мм осадков за апрель - август) и сравнительно увлажненном 2012 г. (245 мм) в течение всей вегетации преобладали злаковые сорняки, в более влажном 2011 г. (266 мм) доминировали однолетние двудольные, в частности, марь белая. При этом наибольшая численность сорняков по всем вариантам опыта отмечена именно в 2011 году (рис. 5).
Рис. 5. Исходная (до обработки гербицидами) засоренность посевов яровой пшеницы в зависимости от влияния возрастающих доз азотного удобрения на фоне применения средств защиты растений.
Исходная засоренность посевов пшеницы в зависимости от внесения возрастающих доз азотного удобрения повышалась в направлении от контроля-2 до варианта N60Р60К60, а потом снижалась. Наибольшее количество (более 200 шт./м2) злаковых сорняков в 2010 г. было зафиксировано при внесении дозы N90Р60К60, а в 2011г. (27 шт./м2) и 2012 г. - (90 шт./м2) - при дозе N60Р60К60 (рис.6).
Засоренность посевов однолетними двудольными сорняками во все годы оценивалась как высокая, наибольшее количество которых было отмечено в 2011 г., где достигало 536 шт./м2 в варианте N30Р60К60. В 2010 г. и 2012 г. уровень засоренности был значительно ниже и во всех вариантах не превышал 100 шт./м2.
Рис. 6. Влияние возрастающих доз азотного удобрения на засоренность посевов яровой пшеницы злаковыми сорняками.
Пик засоренности многолетними двудольными на пшенице был зафиксирован в 2010 году - 84 шт./м2 при внесении N90Р60К60.
Мероприятия по защите растений оказали существенное влияние на фитосанитарное состояние посевов. В зависимости от применения пестицидов количество сорняков и их биомасса значительно изменялись по вариантам опыта. На контроле-1 без гербицидов средняя численность сорняков в зависимости от года исследований изменялась в посевах пшеницы - от 61 до 133 шт./м2, а их биомасса - от 239 до 371,8 г/м2. Применение гербицидов сдерживало рост сорняков, и через 30 суток после обработки отмечалось снижение численности засоренности в опытных вариантах по отношению к контролю-1. В 2010 году количество сорняков уменьшилось на 61-80 %, в 2011 - 46,9-67,8 %, а в 2012 году - 49,2-55,7 %. Перед уборкой засоренность практически осталась на том же уровне.
По тенденциям, прослеживаемым в течение трех лет наблюдений, можно сделать вывод, что внесение азотного удобрения (на фоне РК) в средних дозах способствовало росту и развитию сорной растительности, а высокие дозы азота вследствие увеличения биомассы культурных растений задерживали развитие сорняков.
Влияние возрастающих доз азота на интенсивность поражения посевов яровой пшеницы грибными болезнями
Получение высокого и вместе с тем качественного урожая зерновых культур связано с их защитой от грибных заболеваний, среди которых особо вредоносны головневые, ржавчинные, корневые гнили и мучнистая роса.
Мучнистая роса (Erysiphe graminis f.sp.tritici) - грибковое заболевание растений, вызывается различными видами микроскопических грибов - наружных паразитов. Проявляется чаще на листьях в виде беловатого паутинистого налета, но может поражать все надземные части растений. В России заболевание распространено повсеместно, но особенно вредоносно на Северном Кавказе, в Поволжье, ЦЧР, Уральском и Волго-Вятском регионах.
В наших опытах интенсивность поражения яровой пшеницы мучнистой росой в течение вегетационного периода, в опыте с возрастающими дозами азота за три года исследований находилась в депрессивном состоянии (0,3-5,9%). При внесении возрастающих доз азотного удобрения интенсивность поражения культурных растений увеличивалась пропорционально возрастающим дозам азота и в варианте с N180Р60К60 в среднем составляла 1,6% по сравнению с 0,06 % на контроле -2 (табл. 2).
Пиренофороз / желтая пятнистость (Drechlera tritici-repentis). В последние годы изза благоприятных для заражения погодных условий частота проявления этой болезни и величина наносимого ею ущерба значительно возросли. Интенсивность поражения яровой пшеницы сорт Прохоровка пиренофорозом (желтой пятнистостью) в контрольном варианте за 2010-2012гг. в течение вегетации стабильно повышалась до колошения-цветения (12,0%), в фазу молочной спелости произошло уменьшение поражения в 1,5 раза. Максимальное значение развития болезни в среднем за три года исследований, отмечено в контрольном варианте без применения пестицидов в фазу колошение-цветение (7,9%). Повышение доз азота на фоне РК и химических средств защиты растений (ХСЗР) увеличивало пораженность посева пшеницы пиренофорозом с 1,1% на контроле-2 до 4,1% в варианте с максимальной дозой азота.
Септориоз листьев (Septoria tritici) является одной из наиболее экономически значимых болезней зерновых культур во всем мире. Погодные условия вегетационных периодов 2010-2012 гг. сложились неоднозначно для развития возбудителя септориоза, так как распространение и развитие болезни зависит от увлажнения и обильных осадков, поэтому в 2011 и 2012 гг. теплая весна с затяжными дождями благоприятствовала развитию септориоза, в итоге интенсивность поражения возбудителем возрастала до конца вегетации по всем вариантам. Максимальной интенсивность поражения инфекцией - до 20,0% по всем фазам развития растений была отмечена в варианте без применения удобрений и средств защиты растений. Применение удобрений на фоне ХСЗР повышало пораженность посевов пшеницы с 5,5% на контроле-2 до 10,1% в варианте N180Р60К60.
Бурая ржавчина (Puccinia recondite) среди большого числа заболеваний пшеницы является наиболее распространенной и вредоносной. В наших опытах формирование фитосанитарной ситуации относительно бурой листовой ржавчины в значительной степени зависело от погодных условий и обработки химическими средствами защиты растений. За годы исследований степень поражения посевов пшеницы бурой ржавчиной в фазу молочной спелости зерна была в целом незначительной, хотя без обработки фунгицидами она составила 10,6%. В вариантах с внесением удобрений на фоне пестицидной обработки этот показатель был незначителен. При этом в защищенных посевах при низких дозах азотного удобрения пораженности растений бурой ржавчиной практически не наблюдалось, однако в вариантах N90-180 заболеваемость их возросла до 0,15%.
Гельминтоспориозная корневая гниль (возбудитель Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem.) и фузариозная корневая гниль (возбудитель Fusarium culmorum) на зерновых злаках распространена во многих районах возделывания пшеницы. Характерные признаки болезни - поражение первичных и вторичных корней подземного междоузлия, эпикотиля и основания стебля, в результате чего наблюдаются гибель всходов, отмирание продуктивных стеблей и белоколосость. Заболевание наиболее вредоносно в сухие годы, так как больные корни утрачивают способность поглощать воду и растения начинают испытывать дефицит влаги. Обработка семян протравителем Дивиденд Стар в варианте контроль-2 по сравнению с контролем-1 снизила поражение растений пшеницы корневыми гнилями в 3 раза. Применение возрастающих доз азота повысило заболеваемость пшеницы с 0,8% на контроле-2 до 2,1% в варианте N180Р60К60.
Таблица 2
Интенсивность поражения яровой пшеницы грибными заболеваниями в фазу молочной спелости зерна, % (2010-2012гг.)
Вариант Корневая гниль Бурая ржавчина Септориоз Желтая пятнистость Мучнистая роса
Контроль-1 2,4 10,6 20,0 7,9 0,3
Контроль-2 0,8 0 5,5 1,1 0,06
Р60К60 0,8 0 6,0 1,6 0,2
N30Р60К60 1,0 0 7,3 1,6 0,2
N60Р60К60 1,1 0 7,2 1,5 0,3
N90Р60К60 1,2 0,04 7,9 2,3 0,3
N120Р60К60 1,6 0,05 8,5 2,4 0,9
N150Р60К60 1,6 0,15 8,9 2,7 1,2
N180Р60К60 2,1 0,15 10,1 4,1 1,6
В целом, поражение посевов яровой пшеницы патогенами варьировало в зависимости от доз азотных удобрений, обработки фунгицидами, а также от агрометеорологических условий. Одни фосфорно-калийные удобрения вызывали незначительное повышение заболеваемости яровой пшеницы мучнистой росой, желтой пятнистостью и септориозом. Более высокая устойчивость растений к болезням наблюдалась в агроценозах яровой пшеницы при внесении минеральных удобрений в умеренных дозах, т.е. в вариантах N30-90Р60К60 кг/га. Сильнее поражались растения при применении доз азотного удобрения в вариантах N120-180Р60К60.
Влияние возрастающих доз азотного удобрения на урожайность яровой пшеницы
Продуктивность пшеницы зависела от доз азотного удобрения (на фоне Р60К60) и определялась условиями увлажнения. В засушливых условиях 2010г. эффективность удобрений была ниже, хотя и в этих условиях следует отметить положительную роль повышенного азотного питания. В среднем за 2010-2012 гг. урожайность культуры увеличивалась пропорционально дозам азота и в варианте с N180Р60К60 составила 4,5 т/га. Средние за три года прибавки от применения комплекса удобрений с пестицидами составили 4,7-49,5% (рис.7, табл. 3).
Рис. 7. Зависимость урожайности яровой пшеницы от возрастающих доз азотного удобрения, в среднем за 2010-2012 гг.
Таблица 3
Урожайность яровой пшеницы (2010-2012 гг.)
№ п/п Вариант Урожайность, т/га Прибавка
2010г. 2011г. 2012г. Среднее т/га %
1 Контроль-1 1,61 3,71 1,58 2,30
2 Контроль-2 2,37 4,02 2,64 3,01 0,71 30,9
3 Р60К60 1,89 4,02 2,70 2,87 - -
4 N30Р60К60 2,22 4,03 3,20 3,15 0,14 4,7
5 N60Р60К60 2,48 4,26 4,24 3,66 0,65 21,6
6 N90Р60К60 2,54 4,46 4,85 3,95 0,94 31,2
7 N120Р60К60 2,60 4,48 5,28 4,12 1,11 36,8
8 N150Р60К60 2,68 4,52 5,69 4,30 1,29 42,9
9 N180Р60К60 2,78 4,56 6,17 4,50 1,49 49,5
НСР05 0,40 0,53 0,33 0,42
Оптимальная доза удобрений - N120Р60К60 дала достоверную прибавку урожайности 1,11 т/га. Дальнейшее увеличение доз азота не привело к достоверному повышению урожайности яровой пшеницы.
Внесение дифференцированного и фиксированного комплекса удобрений также способствовало увеличению урожайности яровой пшеницы в сравнении с контролем в среднем за годы исследований на 29,2-31,5% (табл. 4). Но между дифференцированным и фиксированным приемами внесения удобрений была отмечена лишь незначительная разница в урожайности, которая по годам исследований составляла 0,07 т/га и статистически была недостоверной.
Таблица 4
Урожайность яровой пшеницы при разных способах применения азотных удобрений (2010-2012 гг.)
Влияние азотного удобрения на структуру урожая яровой пшеницы
Анализ структуры биологического урожая в зависимости от уровня минерального питания в годы исследований выявил, что азотные удобрения (на фоне РК) оказали значительное влияние на такие показатели структуры урожая яровой пшеницы, как количество продуктивных стеблей и массу 1000 зерен. Применение повышенных доз азота (N90-180Р60К60) в комплексе с пестицидами в среднем за годы исследований в сравнении с контролем-2 (34,8г) привело к увеличению массы 1000 зерен на 1,1-4,2 г. Максимальным (42,8-44,0 г) этот показатель был в 2011г., а в вариантах N30Р60К60 и N60Р60К60 - находился на уровне 37,4 г. Применение только фунгицидов и гербицидов (контроль-2) повысило массу 1000 зерен на 1,7 г по отношению к варианту без удобрений и пестицидов (контроль-1). Наименьшая масса 1000 зерен по всем вариантам была получена в острозасушливом 2010 году.
В среднем за три года исследований зависимость массы 1000 зерен яровой пшеницы от возрастающих доз азота выразилась высоким коэффициентом корреляции между фактическим и теоретически рассчитанным значениями этих показателей, равным r = 0,98 (рис. 8).
Известно, что среди элементов структуры наибольший вклад в формирование урожая пшеницы вносит густота продуктивного стеблестоя. Во всех вариантах с удобрениями данный показатель был выше, чем на контроле-2. Продуктивная густота стояния была минимальной в 2010 г., максимальной - в 2012 г. В среднем за три года плотность стеблестоя колебалась по вариантам в пределах 262,9-319,7 шт./м2, наибольшее ее значение отмечалось в варианте N90Р60К60 (317 шт./м2) и N150Р60К60 (320 шт./м2).
Рис. 8. Влияние азотного удобрения на массу 1000 зерен яровой пшеницы в среднем за 2010-2012 гг.
Тесная зависимость плотности стеблестоя яровой пшеницы от возрастающих доз азота в среднем за три года исследований выразилась высоким коэффициентом корреляции между фактическими и теоретическими показателями, равным r = 0,95 (рис. 9), что свидетельствует о закономерном влиянии азотных удобрений на состояние стеблестоя.
Рис. 9. Влияние азотного удобрения на плотность стеблестоя яровой пшеницы, в среднем за 2010-2012гг.
Влияние средств химизации на вынос и баланс элементов питания в агроценозе яровой пшеницы
Возрастающие дозы азотного удобрения (на фоне Р60К60) способствовали дифференциации выноса элементов питания в исследуемых вариантах опыта №1. При урожайности зерна в варианте контроль-2 (без удобрений) 3,01 т/га растениями яровой пшеницы на формирование основной и побочной продукции использовано 73,2 кг/га азота, 44,7 кг/га фосфора и 37,2 кг/га калия. В варианте с N180Р60К60 в среднем за годы исследований урожайность составила 4,5 т/га, а вынос элементов питания соответственно 135,3; 60,0; 84,4 кг/га. Вынос азота превышал контрольный вариант в 1,8 раза, фосфора на 34,2 % и калия на 126,9 %.
По балансу азота, фосфора и калия наиболее оптимальным является вариант с дозой N120Р60К60 (табл.5), где баланс питательных веществ положительный изза чего повышение урожайности яровой пшеницы не сказывалось на содержании этих элементов в почве. В вариантах N30-90Р60К60 баланс азота складывался с превышением его выноса над поступлением, т.е. на формирование урожая, наряду с питательными веществами удобрений, затрачивались питательные вещества из почвы.
Таким образом, концентрация и вынос азота, фосфора и калия находится в прямой зависимости от состава и доз вносимых удобрений (прежде всего азотных). Рост выноса этих элементов обусловлен, прежде всего, ростом урожайности яровой пшеницы.
В расчете на 1 т зерна с учетом побочной продукции (соломы) с увеличением доз азотного удобрения повышался вынос азота и калия, снижался вынос фосфора (рис. 10).
Рис. 10. Зависимость выноса элементов питания 1 т урожая зерна яровой пшеницы с учетом побочной продукции от возрастающих доз азота (на фоне Р60К60).
Так, если в варианте N30Р60К60 вынос азота в среднем за 3 года составил 24,2 кг/т, фосфора 14,9 кг/т, калия 14,3 кг/т, то в варианте N180Р60К60 вынос азота равнялся 30,1 кг/т, фосфора - 13,3 кг/т и калия 18,7 кг/т. В оптимальном варианте опыта (N120Р60К60) вынос азота в расчете на 1 т продукции составил: азота 27 кг, фосфора - 14,2 кг, калия - 14,4 кг.
Таблица 5
Баланс элементов минерального питания яровой пшеницы (среднее за 2010-2012 гг.)
№ п/п Вариант опыта Вынесено с урожаем (зерно солома), кг/га Баланс, - Интенсивность баланса, %
Влияние удобрений на содержание белка в зерне яровой пшеницы
Минеральные удобрения и погодные условия вегетационных периодов существенно повлияли на изменение содержания сырого белка в зерне яровой пшеницы. Биохимический состав зерна определялся дозами вносимых удобрений и зависел от режима увлажнения. На удобренных вариантах отмечена закономерность повышения содержания белка в зерне по мере увеличения доз азота (табл. 6). Коэффициент парной линейной корреляции между содержанием сырого белка и дозами азота выразился показателем r = 0,85.
Таблица 61. При оценке влияния возрастающих доз азотного удобрения на урожайность яровой пшеницы (опыт № 1) установлено, что в среднем за три года исследований (2010-2012гг.) максимальная урожайность получена в варианте N180Р60К60 4,5 т/га. Однако с учетом результатов статистической обработки оптимальной дозой минеральных удобрений следует считать дозу N120Р60К60, по которой в среднем за три года получено 4,12 т/га.
2. Дифференцированное применение азотного удобрения (опыт № 2) по влиянию на урожайность не выявило заметных преимуществ по сравнению с их фиксированным внесением усредненной дозой. В среднем за три года урожайность за счет дифференцированных доз внесения повысилась только на 0,07 т/га, что находится в пределах ошибки опыта. По годам эти статистически недостоверные прибавки составили в 2010 году 0,08 т/га, в 2011 - 0,07 т/га, в 2012 - 0,07 т/га.
3. Площадь листовой поверхности в посеве яровой пшеницы зависела от условий увлажнения, уровня минерального питания и применения средств защиты растений. Теснота связи площади листьев по основным фазам роста и развития растений и количеством осадков за вегетацию в среднем за 3 года (2010 - 2012 гг.) по вариантам опыта № 1 характеризовалась коэффициентами парной линейной корреляции от r = 0,36 до r = 0,59, т.е. была средней. Наибольшая зависимость площади листовой поверхности от осадков проявилась в наиболее засушливый вегетационный период. От применения азотного удобрения на фоне РК фотосинтетический аппарат яровой пшеницы к фазе молочно-восковой спелости зерна в среднем за 3 года возрос с 27,2 тыс. м2/га в варианте Р60К60 до 42,4 тыс. м2/га в варианте N180Р60К60. За счет применения средств защиты растений в варианте без внесения удобрений площадь листовой поверхности по сравнению с вариантом без применения удобрений и ХСЗР увеличилась в среднем за 3 года с 19,7 тыс. м2/га до 21,9 тыс. м2/га, или на 11%.
4. Оценка метода диагностики минерального питания растений по фотохимической активности хлоропластов (реакция Хилла) с использованием прибора «Аквадонис» показала, что он недостаточно отработан для полевых условий, поскольку потребность растений в элементах питания меняется нестабильно: в течение 3 суток в 2010 г. обеспеченность растений азотом и фосфором по показаниям прибора «Аквадонис» изменялась от оптимальной до избыточной, калия - от недостаточной до избыточной. В целях оптимизации минерального питания растений этот диагностический метод нуждается в соответствующей доработке.
5. Наибольшее содержание и лучшее качество клейковины было характерно для засушливого 2010 года при повышенных дозах азотного удобрения на фоне РК. Содержание азота и калия в зерне с возрастанием доз азота, как правило, повышалось, фосфора, наоборот, снижалось. Содержание NPK в соломе в целом характеризовалось аналогичными тенденциями. В оптимальном варианте удобрений N120Р60К60 вынос азота в среднем за три года составил 112,9 кг/га, при балансе 7,1 %, вынос фосфора - 58,3 кг/га, при балансе - 1,7, вынос калия - 59,5 кг/га, при балансе - 0,5 %.
6. Возрастающие дозы азотного удобрения неоднозначно действовали на засоренность посевов яровой пшеницы и развитие грибных заболеваний. При дозах N30-90 (на фоне РК) количество сорняков возрастало до 378 шт./м2, при более высоких N120-180 - снижалось до 237 шт./м2, что обусловлено подавлением их культурными растениями. Более активное развитие болезней отмечено в 2011 и 2012 гг., лучше обеспеченных осадками по сравнению с 2010 г. При этом повышение доз азота сопровождалось усилением пораженности пшеницы грибными болезнями.
7. Наибольшей экономической и энергетической эффективностью отмечались варианты с повышенными дозами азота (N120-180). При оптимальной дозе N120 кг/га чистый доход в среднем за 3 года составил 19232 руб./га, рентабельность применения удобрений - 350%, окупаемость 1 руб. затрат - 4,5 руб. Общие затраты энергии в этом варианте составили 32543 МДЖ/га, энергия в зерне урожая - 54508 МДЖ/га. На производство 1 т продукции было затрачено 78,99 ГДЖ энергии минеральных удобрений при энергетической эффективности 1,67.
Предложения производству
В северо-восточной части Центрально-Черноземной зоны для получения урожаев яровой пшеницы не менее 4 т/га на выщелоченном черноземе по предшественнику озимой пшеницы необходимо внесение полного удобрения в дозах N120Р60К60, а также применение комплекса средств химической защиты растений, включающий протравитель (Дивиденд Стар, 1 л/т), гербицид (Дианат, 0,15 л/га ТТ, 0,01 кг/га) и фунгицид (Альто Супер, 0,5 л/га). Применение пестицидов в северо-восточной части ЦЧЗ снижало повреждение посевов яровой пшеницы вредными организмами в 2 - 3 раза.
Список литературы
1. Лавринова Т.С. Влияние минеральных удобрений на устойчивость яровой пшеницы к условиям засухи / Материалы Всероссийской научной конференции XIV Докучаевские молодежные чтения «Почвы в условиях природных и антропогенных стрессов» / Спб.: Издательский дом С.-Петербургского государственного университета, 2011. - с. 216-218.
2. Лавринова Т.С. Формирование площади листовой поверхности яровой пшеницы в зависимости от возрастающих доз азотных удобрений / «Применение средств химизации для повышения урожайности и качества сельскохозяйственных культур». Материалы 45-й международной конференции молодых ученых и специалистов (ВНИИА). М.: ВНИИА, 2011. - с. 93-96.
3. Лавринова Т.С., Лавринова В.А. Влияние возрастающих доз азотного удобрения на пораженность вегетативных органов и численность почвенных патогенов / Роль селекции в формировании агротехнологий для обеспечения стабильного производства зерна в условиях меняющегося климата: Материалы Всероссийской научно-практической конференции 15-17 июля 2011г. - Воронеж, 2011, с. 247-252
4. Лавринова Т.С. Влияние возрастающих доз азотного удобрения на численность почвенных патогенов и структуру урожая яровой пшеницы / Агрохимический вестник, №1, 2012г.
5. Лавринова В.А., Лавринова Т.С., Дубровская Н.Н., Евсеева И.М. Влияние возрастающих доз азота на зараженность семян яровой пшеницы / Научное обеспечивание устойчивого развития сельскохозяйственного производства в условиях изменяющегося климата // Международная научно- практическая конференция. - 2012, с. 158-162.
6. Лавринова Т.С. Влияние возрастающих доз азотных удобрений на сорную растительность в посевах яровой пшеницы в условиях ЦЧЗ / Материалы 46-й научной конференции молодых ученых, докторантов, аспирантов и соискателей степеней доктора и кандидата наук «Эффективность применения средств химизации в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур». М.:ВНИИА, 2012 - С. 105-108.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
