Урожайность яровой пшеницы и качество зерна при эффективном применении минеральных удобрений

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обобщение результатов 4-х полевых опытов, агрохимические и агротехнические характеристики которых существенно отличались, показало общие и предельные приросты урожайности сельскохозяйственных культур при применении минеральных удобрений. Опыты проведены в разных почвенно-климатических зонах Курганской обл.: на тяжелосуглинистом обыкновенном чернозёме в одном из хозяйств Альменевского р-на и на 2-х опытных полях Курганского НИИСХ – Центральном (на среднесуглинистом выщелоченном черноземе) и Шадринском (на тяжелосуглинистом выщелоченном черноземе). Вид обработки почвы: в 3-х опытах – вспашка и севооборот, в 4-м – бессменная пшеница на стерневом фоне. Фосфорное удобрение давало высокие прибавки урожайности на фонах с содержанием подвижного Р2О5 в слое 0–20 см почвы от 30 до 50 мг/кг, при содержании 74 мг Р2О5/кг действовало слабо. При испытании доз азота и фосфора первый их уровень обеспечивал наибольшую и лучше окупаемую предельную прибавку в сравнении с приростами от следующих доз удобрения. Удобрение оказывало положительное влияние на урожайность пшеницы и белковость зерна. Достижение 3-го класса качества зерна относилось к 60–90% лет в опытных вариантах при 40–50% лет в контроле. Вполне определенно можно заключить, что на фонах с содержанием в почве 74 мг Р2О5/кг следует обходиться только азотным удобрением; дозу азота снижать до N40–50, дозу фосфора – до Р15–20 с применением припосевного способа внесения фосфорного удобрения. При этих условиях рентабельность удобрения повышалась до 45–73% по сравнению с низкими и отрицательными показателями в других вариантах.

Полный текст

Введение

Выявление роли разных факторов, определяющих урожайность в одном из опытов в ЦЧР [1] показало, что погодные условия влияли на 51%, удобрения – на 30% и обработка почвы – на 3%. В других работах удобрения имели бóльшую долю участия в продуктивности культур – до 45–50% [2]. Эффективная система применения минеральных удобрений предусматривает следующие цели: повышение урожайности сельскохозяйственных культур с улучшением его качества при высокой оплате удобрений приростом урожая; при этом должны быть предусмотрены сохранение или повышение плодородия почвы и охрана окружающей среды [3]. Авторы методики проектирования системы удобрений [4] подчеркивали принцип индивидуальности участка, для которого предназначена система. Точное земледелие означает не только дифференцированное внесение удобрений, но и уточнение оптимальных доз удобрений в полях севооборота. В опыте [5] в Тюменской обл. оценили пестроту почвенного покрова поля по величине содержания питательных веществ, коэффициент вариации был равен 26%. При сравнении урожайности яровой пшеницы на фонах применения средней дозы удобрений для всего поля и дифференцированного внесения она оказалась больше при традиционном способе. При дифференцированном способе сбор зерна был несколько меньше, и вариабельность величины урожайности повысилась с 10 до 19%.

Применение фосфорного удобрения существенно повышает содержание подвижного фосфора в почве, что отмечено во многих работах, в которых изучили связь изменений средних доз фосфора, внесенных в пятилетия за 1970–2010 гг., и содержания подвижного фосфора, определенного в циклах обследования почв [6–9]. Показано, что с уменьшением объема внесения фосфорного удобрения содержание подвижного Р2О5 в почве сохранялось на уровне 100–116 мг/кг, что объясняется значительным последействием фосфорных удобрений [10, 11].

Для нахождения оптимальных доз более информативным оказалось знание предельного прироста урожая от каждого шага повышения дозы в полевом опыте. Добавление переменных средств к основным ресурсам выгодно до тех пор, пока дополнительный доход превышает дополнительный расход [12]. Оптимальной окупаемостью считается получение 9–10 кг дополнительного зерна на 1 кг д. в. удобрений [13]. Нахождение хорошо оплачиваемых прибавкой урожая доз азота или фосфора более удобно в полевых стационарных опытах с большим набором доз. В таких экспериментах виден эффект предельной дозы, которая равняется шагу ее изменения. В почвах пашни Курганской обл. достаточно только обменного калия, а для улучшения питания растений азотом и фосфором необходимо применение минеральных удобрений [14]. Цель работы – показать оплату разных доз удобрений предельными прибавками урожайности пшеницы в различных севооборотах и в ее бессменных посевах при изучении состава удобрения и возрастающих его доз в 4-х опытах: в хозяйстве “Могучий” Альменевского р-на Курганской обл., на Центральном и Шадринском (северо-запад области) опытных полях Курганского НИИСХ.

Методика исследования

Исследование выполнено в Курганском научно-исследовательском институте сельского хозяйства – филиале УрФАНИЦ УрО РАН – в лабораториях агрохимии и земледелия.

Агроклиматические показатели центральной и северо-западной зон Курганской обл. следующие: осадки за год в первой из них – 350–369 мм, за вегетацию – 190–207 мм, во второй – соответственно 350–422 и 200–228 мм; период с температурой воздуха >10°C – 130–134 и 122–133 сут. Для лучшего восприятия материала опыты пронумерованы. Опыт 1 в Альменевском р-не проводил В. И. Волынкин с помощниками на сменяемых участках в 1977–1979 гг. Опыт 2 – стационарный, заложен В. И. Волынкиным в 1971 г. на Центральном опытном поле Курганского НИИСХ. Севооборот зернопропашной: кукуруза–две пшеницы–овес. С 1993 г. по настоящее время исполнитель опыта – О. В. Волынкина.

С 1971 по 1998 гг. сравнивали эффективность 3-х доз одного азота с фосфором, ежегодно вели вспашку. Изучали дозы азота – N40–80–120 на кукурузе и N20–40–60 на зерновых культурах, в среднем в севообороте – N25–50–75. Опыт 3 тоже стационарный, заложен В. И. Овсянниковым в 1972 г. на Шадринском опытном поле, 40 лет исследования вели сотрудники Г. Н. Харин и В. П. Новоселов. Опыт 4 (исполнитель О. В. Волынкина) с бессменной пшеницей после стерни создан на базе опыта 2 в 1999–2000 гг. Те же вопросы стали исследовать при новой технологии, распространившейся в производственной практике. Дозы азота N20–40–60, фосфора – Р20. Агрохимические свойства почвы 2-х опытных полей показаны в табл. 1. Повышение содержания подвижного Р2О5 до 74 мг/кг в Шадринском опыте произошло по мере постепенного зафосфачивания почвы пашни опытного поля, где опыты с удобрениями начаты были в 1916 г.

 

Таблица 1. Агрохимические показатели почвы опытных полей Курганского НИИСХ (слой 0–20 см)

Показатель

Поле

Центральное

Шадринское

Подтип чернозема

Выщелоченный

Выщелоченный

Гранулометрический состав

Среднесуглинистый

Тяжелосуглинистый

рНKCl 1972/2008 г.

6.3/5.2

6.5/5.1

Содержание гумуса, %

4.5

5.3–7.4

Р2О5 по Чирикову, мг/кг

37–50

74

K2О по Чирикову, мг/кг

250–300

120–150

N-NО3 под посевом 1-й после пара культуры, кг/га,

слой 0–100 см

117

85

N-NО3 под посевом 2–3-й культуры, кг/га, слой 0–100 см

42–55

49–58

 

Состав и дозы удобрений сравнили в зернопаровом и зернопропашном севооборотах и в посеве бессменной пшеницы. Обработка почвы: в 3-х опытах – вспашка, в опыте 4 – с осени стерневой фон. Повторность вариантов трехкратная. Общая площадь делянок – 200–240–270 м2, учетная 80–90 м2. Удобрения – аммиачная селитра и двойной суперфосфат, в последние годы – аммофос. Их вносили весной дисковой сеялкой СЗ-3.6 на глубину 5 см до применения новых порций удобрений. Высевали районированные сорта сельскохозяйственных культур. Зерновые культуры в севооборотах сеяли сеялкой СЗ-3.6, кукурузы – сажалкой СУПК; в повторных посевах пшеницы после стерни стерневой сеялкой СКП-2.1 с сошником культиваторного типа. Урожай зерновых культур учитывали напрямую комбайном Sampo-500 с отбором образца зерна для определения влажности и сорности бункерной массы. Кукурузу скашивали с площадки 14 м2, взвешивали, определяли влажность для пересчета урожая на сухое вещество. Анализ данных опытов проведен автором статьи.

Результаты и их обсуждение

Опыт 1. Результаты трехлетних испытаний доз суперфосфата в опыте на тяжелосуглинистом обыкновенном солонцеватом черноземе сельскохозяйственного предприятия “Могучий” Альменевского р-на Курганской обл. представлены в табл. 2.

В почве участка под опытом отмечено низкое содержание подвижного Р2О5 по Чирикову – 36 мг/кг. Альменевский р-н входит в центральную зону Курганской обл. При снижении дозы фосфора до Р15, внесенной в рядки при посеве, прибавка 6.2 ц/га означала высокую окупаемость – 41 кг зерна/кг д. в. суперфосфата. Дальнейшее повышение дозы оказалось нецелесообразным. Этот вывод особенно ценен при анализе оплаты затрат на удобрение в рублях, т. к. цены на удобрения выросли, а на зерно пшеницы – снизились. В 2022 г. при стоимости 1 т аммофоса 57 тыс. руб., зерна пшеницы 10–12 тыс. руб., 1 кг фосфора обходился 114 руб., 1 кг зерна – 10–12 руб., т. е. превышение цены удобрения над стоимостью зерна было равно 9.5 раза. Покупка аммофоса для применения Р15 составила 1740 руб./га, а с расходами на перевозку, внесение и уборку дополнительного урожая – 3639 руб./га. Доход от увеличения урожая 6200 руб./га означал прибыль 2561 руб./га и рентабельность 70%. При применении 2-й дозы Р15 доход был меньше – 2200 руб./га, затраты – 2359 с отрицательными величинами прибыли и рентабельности: –159 руб./га и –6.7%.

Опыт 2. При аналогичной оценке эффектов от применения доз азотного удобрения по величине предельных прибавок выявлена окупаемость каждого шага роста дозы азота. Исследование вели в севообороте кукуруза–две пшеницы–овес, оплата удобрений резко снижалась при повышении дозы азота до 3-го уровня. Очевидной эта закономерность была при рассмотрении изменений предельных прибавок урожая сухого вещества кукурузы. На рис. 1 приведены прибавки урожая сухого вещества кукурузы в зависимости от 3-х доз N40 без фосфора и на его фоне.

Растения хорошо отзывались на включение в удобрение фосфора, что было обосновано низким содержанием подвижного Р2О5 в среднесуглинистом выщелоченном черноземе участка под опытом (37–40 мг/кг по Чирикову). От совместного внесения азота и фосфора эффект повышался почти вдвое.

Первая доза азота N40 на фоне Р40 повысила сбор сухого вещества кукурузы на 11.9 ц/га, 2-я – 9, 3-я – только на 2.3 ц/га. Постепенно оплата предельной дозы N40 на фосфорном фоне снижалась (в кг сухого вещества/кг азота) с 29.8 до 22.5 и 5.8. Окупаемость смесей удобрений N40Р40 и N80Р40 составила 14.9 и 17.4 кг/кг.

 

Таблица 2. Оплата разных доз припосевного внесения фосфора общей и предельной прибавками урожайности 1-й пшеницы после пара (1977–1979 гг.), кг/кг д. в.

Доза

Урожайность, ц/га

Прибавка, ц/га

Окупаемость 1 кг д. в. прибавкой, кг/кг

общая

предельная

общей

предельной

Контроль

24.2

Р15

30.4

6.2

6.2

41

41

Р30

32.6

8.4

2.2

28

15

Р45

33.5

9.3

0.9

20

6

Р60

34.7

10.5

1.2

16

10

Р90

34.2

10.0

–0.5

11

–3

НСР05

 

0.9–2.7

   
 

Рис. 1. Предельные прибавки урожайности сухого вещества кукурузы при увеличении доз удобрений на N40 без фосфора и на его фоне (1971–1998 гг., в контроле – 41.9 ц с. в./га, НСР05 = 11 ц с.в./га, Центральное опытное поле), ц/га.

 

Рис. 2. Предельные прибавки зерна при увеличении доз удобрения на N20 при применении N20–40–60 на фоне Р40 в посевах зерновых культур в зернопропашном севообороте (1971–1998 гг., урожайность пшеницы в контроле = 16.8, 15.8, овса – 23.8 ц/га, НСР05 + 1.7, 2.3, 1.3 ц/га), ц/га.

 

Для зерновых культур эффективность азота в дозах N20–40–60 на фоне Р40 свидетельствовала о выгодном уровне применения азота в посевах пшеницы после кукурузы только при применении 1-й и 2-й из испытанных доз и лишь 1-й дозы – на овсе (рис. 2).

При развитой корневой системе овса его урожайность была значительно больше, чем пшеницы. Прирост урожайности овса останавливался после применения 1-й дозы удобрения. В посеве 1-й пшеницы после кукурузы 1-я доза азота N20 на фосфорном фоне оплачивалась высоко – 21 кг зерна/кг азота (420 кг зерна : 20), 2-я – 8 (160 : 20) и 3-я доза – всего 4.5 (90 : 20). В посеве 2-й пшеницы после кукурузы закономерности изменения оплаты 3-х доз с шагом N20 на фоне Р40 были похожими лишь для 1-й и 2-й доз азота. С переходом к 3-й дозе эффект был отрицательным при окупаемости 17.5, 7.5 и –4.5 кг/кг. В посеве овса оплата 1-й дозы азота достигла 24.5 кг/кг, далее она резко снижалась.

Опыт 3. По-другому действовали удобрения на тяжелосуглинистом выщелоченном черноземе Шадринского опытного поля Курганского НИИСХ, где содержание подвижного фосфора составляло 74 мг/кг (табл. 1). По откорректированной для местных условий шкале Чирикова показатель 74 мг/кг означал класс повышенной обеспеченности. Поэтому внесение фосфорного удобрения в дозе Р30 дало небольшую среднюю прибавку 1.6 ц/га даже в посеве 1-й пшеницы после пара, где обычно фосфор обеспечивает высокий эффект. При добавлении к фосфору азота в варианте N40Р30 отмечено его слабое влияние на 1-ю культуру после пара. От совместного применения фосфора и азота получен прирост 3.4 ц/га к контролю, от азота по отношению к фону Р30 – 1.8 ц/га при урожайности 1-й пшеницы в контроле 24.7 ц/га. В паровом поле на Шадринском опытном поле в среднем накапливалось нитратного азота 85 кг/га в 1-метровом слое почвы при 117 кг/га на Центральном опытном поле (табл. 1). Тем не менее, применение азота в 1-м посеве после пара было малоэффективным. Предельные прибавки урожая 1-й пшеницы при переходе от варианта Р30 к насыщению севооборота дозами N40– 80–120Р30 (непосредственно в посеве 1-й пшеницы вносили N40) показаны на рис. 3.

С удалением во времени посева от пара фон Р30 действовал также слабо, повышая урожайность пшеницы на 0.3–0.6 ц/га и в повторных посевах – на 0.5 ц/га, но при этом высокоэффективным становился азот. В посеве 2-й пшеницы после пара средняя прибавка от применения N40Р30 была равна 8.6 ц/га, а предельный прирост к фону Р30 – 8.0 ц/га (рис. 4).

При применении 2-х следующих доз N40 предельные прибавки урожайности снижались до 3.0 и 0.2 ц/га. Оплата доз в кг зерна на 1 кг азота уменьшалась с 20 до 7.5 и 0.5 кг зерна.

В конце севооборота в 1-метровом слое почвы содержание нитратного азота было значительно меньше – 49–58 кг/га, повышалась засоренность посева, что вызывало высокую отзывчивость пшеницы на улучшение азотного питания. Прирост от применения Р30 в этом поле составил 0.3 ц/га, тогда как от N40Р30 он достиг 11.4 ц/га и непосредственно от N40 – 11.1 ц/га при урожайности в контроле 15.4 ц/га. Применение 2-х следующих доз N40 дало дополнительно по 0.7 ц/га (рис. 5). Оплата 1 кг азота прибавкой с повышением дозы уменьшалась с 28 до 1.75 кг зерна.

 

Рис. 3. Предельные прибавки урожая зерна 1-й пшеницы после пара при увеличении доз азота с шагом N40 в вариантах Р30N40–80–120 по сравнению с фоном Р40 (Шадринское опытное поле, 1972–2011 гг., урожайность в контроле = 24.7 ц/га, НСР05 = 1.1–1.9 ц/га), ц/га.

 

Рис. 4. Предельный прирост урожая зерна 2-й пшеницы после пара при увеличении доз азота с шагом N40 в вариантах N40–80–120Р30 по сравнению с фоном Р30 (Шадринское опытное поле, 1972–2011 гг., урожайность в контроле = 17.0 ц/га, НСР05 = 2.2–2.7 ц/га), ц/га.

 

Рис. 5. Предельный прирост урожая зерна 3-й пшеницы после пара при увеличении доз удобрений с шагом N40 в вариантах N40–80–120Р30 по сравнению с фоном Р30 (Шадринское опытное поле, 1972–2011 гг., урожайность в контроле = 15.4 ц/га, НСР05 = 1.6–2.9 ц/га), ц/га.

 

Бессменные посевы пшеницы в этом эксперименте исследованы, как и пшеницы в севообороте с паром, в условиях ежегодной вспашки. Однако их урожайность без удобрения ограничивалась средним уровнем 14.1 ц/га. Фон Р30 дал прибавку 0.5 ц/га, а на азот отзывчивость растений была высокой с повышением урожайности бессменной пшеницы на 7.2 ц/га (рис. 6) и оплатой 1 кг азота 18 кг зерна.

Следующая доза N40 дала дополнительную прибавку 3.5 ц/га с неплохой окупаемостью 8.8 кг зерна/кг азота. Дальнейшее увеличение дозы азота было неэффективным, т. к. предельная прибавка урожайности снизилась до 0.6 ц/га с оплатой 1.5 кг/кг.

Благодаря более стабильному и достаточному уровню увлажнения посевов в северо-западной зоне Курганской обл. в части лет опыта прибавки урожая, в отличие от их средней величины, в зависимости от варианта опыта повышались до 9–14– 18– 22 ц/га соответственно. Наибольшая доля прибавок такого уровня отмечена во 2-м, 3-м посевах после пара и в посевах бессменной пшеницы (табл. 3).

От применения удобрений улучшалось качество зерна пшеницы. Выращивание высокобелковой пшеницы в более влажной и урожайной северо-западной зоне Курганской обл. удается реже. Поэтому большой интерес представляет анализ качества зерна пшеницы в этом опыте. Вторая и третья дозы азота в вариантах N80–120Р30, слабее действуя на урожайность, имели преимущество влияния на содержание клейковинных белков в зерне. Больше в этих вариантах было и число лет с выращиванием зерна 3-го класса (табл. 4).

 

Рис. 6. Предельный прирост урожая бессменной пшеницы при увеличении доз азотных удобрений с шагом N40 в вариантах N40–80–120Р30 по сравнению с фоном Р30 (Шадринское опытное поле, 1972–2011 гг., урожайность в контроле 14.1 ц/га, НСР05 = 2.1–2.7 ц/га), ц/га.

 

Таблица 3. Повторяемость прибавок разной величины при применении N40Р30, % лет

Величина

прибавки, ц/га

1-я пшеница

после пара

2-я пшеница

после пара

3-я пшеница

после пара

Бессменная пшеница

9–22

2

48

60

40

5–8

10

32

20

30

2–4

28

15

18

25

0–1

60

5

2

5

 

Таблица 4. Влияние удобрений на содержание клейковины в зерне пшеницы в разных полях севооборота и при ее бессменном возделывании (среднее за 1972–2011 гг.), %

Место пшеницы в севообороте

Варианты

Контроль

Р30

N40P30

N80P30

N120P30

Содержание клейковины в зерне, %

1-я после пара

27.8

27.6

29.7

30.6

30.8

2-я после пара

24.6

24.0

25.5

30.4

31.2

3-я после пара

22.3

22.8

26.9

28.1

31.6

Бессменная

22.3

22.8

25.8

29.9

31.1

Повторяемость 3-го класса качества пшеницы за 40 лет опыта, % лет

1-я после пара

85.0

82.5

92.5

92.5

95

2-я после пара

62.5

52.5

77.5

92.5

97.5

3-я после пара

47.5

47.5

87.5

95

100

Бессменная

42.5

42.5

67.5

92.5

97.5

 

С переходом дозы азота от N40Р30 к N80Р30 содержание клейковины возрастало в среднем на 4–5%. Проявилось различие этого эффекта в зависимости от поля севооборота. В посеве 1-й пшеницы после пара улучшение качества зерна от повышения дозы азота до N80Р30 отмечено всего 5 раз за 40 лет, а в следующем поле – 20 раз. В конце севооборота эффект наблюдали 6 лет, а в посевах бессменной пшеницы – в течение 17 лет. Увеличение дозы от N80Р до N120Р редко обеспечивало существенное повышение содержания клейковины у 1-й пшеницы после пара, в других полях – 3 и 7 раз и в посеве бессменной пшеницы – 3 года. К сожалению, шаг изменения дозы азота (40 кг/га) в этом опыте был завышен для более точной оптимизации применения аммиачной селитры.

Повторяемость по годам качества зерна 3-го класса в 1-м посеве после пара без удобрения при формировании высокой урожайности 24.7 ц/га за 40-летний период опыта составила 85% лет. Улучшение условий азотного питания позволяло повысить частоту проявления 3-го класса качества до 92.5–95% лет. В следующих 2-х полях без внесения удобрения 3-й класс качества отмечали реже – в 62.5 и 47.5% лет соответственно. Фосфор в этом эксперименте не менял или уменьшал частоту получения 3-го класса пшеницы, а при применении его с азотом в дозе N80 3-й класс отмечен почти все 40 лет.

 

Таблица 5. Экономическая эффективность доз удобрений в опыте на Шадринском опытном поле, по данным за 1972–2011 гг.

Вариант

Затраты на удобрение, руб./га

Общая прибавка,

ц/га / цена 1 ц с учетом качества зерна*

Стоимость прибавки,

руб./га

Прибыль, руб./га

Рентабельность, %

Р30 1-я пшеница после пара

4412

1.6 / 1175

1880

−2532

−57

N40Р30 1-я пшеница после пара

8841

3.4 / 1190

4046

−4795

−54

N40Р30 2-я пшеница после пара

9595

8.6 / 1166

10 028

434

4.5

N80Р30 2-я пшеница после пара

12 331

11.8 / 1189

14 030

1699

13.7

N40Р30 3-я пшеница после пара

10 001

11.4 / 1181

13 463

3462

34.6

N80Р30 3-я пшеница после пара

12 374

12.1 / 1192

14 423

2049

16.5

N40Р30 в посеве бессменной пшеницы

9464

7.7 / 1151

8863

−601

−6.3

N80Р30 в посеве бессменной пшеницы

12 708

11.2 / 1189

13 317

609

4.8

С уменьшением доз

Р15 1-я пшеница после пара

2672

1.6 / 1175

1880

−792

−30

N50Р15 2-я пшеница после пара

7764

9.6 / 1170

11 232

3462

45

N50 2-я пшеница после пара

5392

8.0 / 1166

9328

3936

73

* Цена пшеницы установлена согласно повторяемости 3-го класса качества зерна в опыте, основываясь на стоимости 3- и 4-го классов в 2022 г. – 1200 и 1050 руб./ц соответственно.

 

В подборе оптимальных доз удобрений для производственной практики наряду с результатами обсуждаемого опыта учитывали материалы параллельных экспериментов с дозами азотного и фосфорного удобрений. Совокупный анализ данных нескольких экспериментов позволил заключить, что в посеве 1-й пшеницы после пара вполне достаточно дозы Р15, в посевах 2- и 3-й и бессменной – N30–50 без фосфора при содержании подвижного Р2О5 74 мг/кг. Недостаток высокобелкового зерна можно компенсировать использованием повышенных доз азота на небольших участках с дальнейшим подмешиванием сильной пшеницы к партиям ценной или слабой.

Экономическая оценка приемов удобрения сделана по ценам, сложившимся в 2022 г. Насыщение 1 га пашни зернопарового севооборота дозой удобрения N40Р30 в 1-м посеве после пара приводило к отрицательному показателю рентабельности, тогда как в посеве 3-й культурой оно обеспечило рентабельность 34.6%. Доза азота N80 на фоне Р30 мало оправдала себя во всех посевах. При этой дозе рентабельность во 2- и 3-м полях после пара и в посевах бессменной пшеницы ограничивалась величинами 13.7, 16.5 и 4.8% соответственно. Эффективность применения меньших доз удобрений, которые больше пригодны для полей с подобной агрохимической характеристикой почвы, как на участке под опытом, была выражена лучшими экономическими показателями (табл. 5).

Опыт 4. В 3-х приведенных исследованиях в качестве основной обработки почвы вели вспашку, поскольку в настоящее время в земледелии Курганской и других областей она занимает небольшую долю – в основном ведут мелкую обработку, а на части полей с осени оставляют стерню. Основываясь на этом, на базе опыта 2 на Центральном поле с 1999–2000 гг. изучение состава удобрения и доз азота продолжено в посевах бессменной пшеницы после стерни. В этой технологии также азотно-фосфорное удобрение имело преимущество перед применением одного азота. Однако при замене зернопропашного севооборота (кукуруза–две пшеницы–овес) бессменной пшеницей, а вспашки – стерневым фоном продуктивность посева снизилась. В опыте 2 в севообороте при ежегодной вспашке без удобрения средняя урожайность пшеницы равнялась 16.8 ц/га в 1-м поле после кукурузы, 15.8 – во 2-м поле. В повторных посевах после стерни она уменьшилась до 10.0 ц/га. В действии доз азота в сочетании с аммофосом дополнительный прирост урожая бессменной пшеницы, как и ранее в севообороте, понижался с переходом к 3-й дозе (табл. 6).

 

Таблица 6. Действие удобрений на урожайность бессменной пшеницы в опыте 4 (1999–2022 гг.)

Вариант

Урожайность, ц/га

Общая прибавка, ц/га

От добавления фосфора, ц/га

Предельная прибавка, ц/га

N0P0

10.0

N20

11.8

1.8

1.8

N40

12.4

2.4

0.6

N60

12.2

2.2

–0.2

N20Р20

13.4

3.4

1.6

3.4

N40Р20

15.6

5.6

3.2

2.2

N60Р20

16.4

6.4

4.2

0.8

НСР05

1.2–3.2

  

 

Таблица 7. Влияние удобрений на качество зерна бессменной пшеницы (2000–2022 гг.)

Вариант

Повторяемость

3-го класса качества за 23 года, % лет

Содержание клейковины в зерне бессменной пшеницы, %

Сбор клейковины с урожаем, кг/га

сбор

прибавка

N0P0

43

22.0

220

N20

61

25.2

297

77

N40

65

26.2

325

105

N60

78

28.0

342

122

N20Р20

43

22.3

299

79

N40Р20

65

26.0

406

186

N60Р20

74

27.6

453

233

 

Определенную роль в снижении сбора зерна сыграло увеличение числа засушливых лет в годы выращивания бессменной пшеницы. При одновременной оценке урожайности и содержания белков в зерне пшеницы дозы N40–60 в азотно-фосфорном удобрении имели большее преимущество перед дозой N20 (табл. 7).

На фоне меньшей из испытанных доз N20P20 содержание клейковины в зерне пшеницы оставалось на уровне контроля. Частота получения 3-го класса качества зерна в этом варианте была та же, как и в контроле – в 43% лет (в основном в засушливые годы). Надежное выращивание пшеницы 3-го класса обычно обеспечивают посевы после пара, которые характеризовались в исследованиях Курганского НИИСХ 90–100%-ной частотой выращивания ценной пшеницы. В повторных посевах пшеницы после стерни за 23 года применения N40–60P20 3-й класс качества отмечен в 65–74% лет.

Выводы

  1. В опыте 1 в хозяйстве “Могучий” Альменевского р-на Курганской обл. в тяжелосуглинистом обыкновенном солонцеватом черноземе отмечено низкое содержание подвижного Р2О5 (36 мг/кг), за счет чего проявился высокий эффект от припосевного внесения суперфосфата. Способ его применения и снижение дозы до Р15 позволили иметь окупаемость 41 кг зерна/кг фосфора. Следующие шаги Р15 при увеличении дозы фосфорных удобрений были не эффективными.
  2. В опыте 2 в посевах на среднесуглинистом выщелоченном черноземе Центрального опытного поля Курганского НИИСХ при низком содержании подвижного Р2О5 (37–50 мг/кг) все культуры севооборота положительно отзывались на добавление к азоту фосфора. Прибавки от включения в удобрение Р40 повышались почти вдвое по сравнению с внесением одного азота. Из доз азота более высоко оплачивались 1-й и 2-й уровни доз в посевах кукурузы и пшеницы, а в посевах овса высоко окупался только 1-й уровень N25.
  3. В опыте 3 на Шадринском опытном поле на тяжелосуглинистом выщелоченном черноземе при содержании подвижного Р2О5 74 мг/кг применение фосфора сопровождалось незначительным действием во всех полях зернопарового севооборота с прибавками зерна от 0.5 до 1.6 ц/га. Азот в посеве 1-й пшеницы после пара действовал тоже слабо, но при удалении посевов во времени от парового поля давал высокие прибавки урожая. Приросты зерна от N40 достигали в среднем 8–11 ц/га, за счет чего урожайность повышалась с 17.0 и 15.4 в контроле до 25–27 ц/га. Добавление еще N40 повышало эффект только в посевах 2-й пшеницы после пара, но прибавка составила лишь 3.0 ц/га.
  4. В повторных посевах пшеницы без удобрений в этом опыте урожайность снижалась до 14.1 ц/га. Насыщение севооборота дозами N40–80Р30 давало предельные прибавки урожайности пшеницы при последовательном увеличении доз азота на N40 7.2 и 3.5 ц/га, третья доза была неэффективна. Учитывая, что прибавка от 2-й дозы азота снижалась по сравнению с 1-й в 2.6–3.1 раза. Для рекомендаций производственной практике можно считать приемлемыми дозы N40–50–60 без фосфора для 2- и 3-й культур после пара и бессменно возделываемой пшеницы.
  5. Азотное удобрение, повышая урожайность пшеницы, положительно влияло и на качество зерна. В опыте 3 без удобрения 3-й класс качества зерна пшеницы по величине содержания клейковины у 1-й культуры после пара отмечен в 85% лет, при внесении N40Р30 – 92.5%. Следующие дозы вносили несущественные изменения. У 2- и 3-й пшеницы после пара на не удобряемых фонах 3-й класс качества отмечен реже – в 62.5 и 47.5% лет. С применением N40Р30 повторяемость получения 3-го класса качества повышалась до 77.5 и 87.5% лет, с внесением N80Р30 – до 92.5 и 95% лет. Повышение дозы до N120 вносило небольшие изменения – до 97.5 и 100% лет. В посевах неудобренной бессменной пшеницы частота получения 3-го класса качества снижалась до 42.5% лет, повышаясь за счет 1-й дозы до 67.5%, а на фонах N80–120 – до 92.5–97.5% лет. Учитывая подорожание удобрений, в условиях северо-запада Курганской обл. в зернопаровом севообороте для существенного роста частоты выращивания ценной пшеницы достаточно доз N15–20Р15 в 1-м посеве после пара, в остальных полях – N40–50 в сочетании с Р15 при посеве или без внесения фосфора. Недостаток высокобелкового зерна можно компенсировать использованием повышенных доз азота на небольших участках для выращивания сильной пшеницы и ее подмешивания к партиям слабой.
  6. При экономической оценке результатов опыта 3 затраты на внесение N40Р30 в 1-м поле после пара оказались почти равными стоимости общей прибавки 3.4 ц/га при отрицательной рентабельности. В следующем поле после пара расходы на удобрение в дозах N40–80Р30 возрастали до 9595 и 12 310 руб./га, они хорошо окупались в посеве 3-й пшеницы после пара в варианте N40Р30 благодаря прибавке урожая 11 ц/га. В посеве бессменной пшеницы фон N40Р30 дал эффект, близкий к нулевому, и невысокую прибыль 609 руб./га при внесении N80Р30. При повышенном содержании в почве подвижного Р2О5 (74 мг/кг) следует вносить одно азотное удобрение в дозе N40–50 с предполагаемой рентабельностью ≈70%.
  7. Решение о необходимости применения фосфорного удобрения всецело определяется величиной содержания подвижного фосфора в почве. При его содержании как в Шадринском эксперименте, равным 74 мг/кг, фосфор можно не применять, но со снижением этого показателя до 20–40– 50 мг/кг внесение фосфорного удобрения в любых севооборотах обязательно в дозах Р15–20–30 в рядки при посеве. Выбор дозы зависит не только от содержания в почве подвижного Р2О5, но и от уровня формируемых урожаев.
  8. В опыте 4 в бессменном посеве пшеницы после стерневого фона при содержании Р2О5 в почве, не превышающем 40 мг/кг, как и в опыте 2, азотно-фосфорное удобрение имело преимущество перед внесением одного азота. Применение Р20 при росте дозы азота становилось эффективнее, увеличивая прибавку от фосфора на фоне 3-х доз азота с 1.6 до 3.2 и 4.2 ц/га. Окупаемость азотно-фосфорного удобрения в вариантах N20– 40–60Р20 общим приростом урожая составила 8.5, 9.3, 8.0 кг/кг соответственно. Оплата азота предельными прибавками в указанных вариантах снижалась от 17 до 11 и 4 кг/кг. Наиболее экономически выгодными для повышения урожая пшеницы оказались дозы удобрений N20–40Р20. В отношении надежного получения зерна 3-го класса качества вариант с меньшей дозой азота не давал положительного результата, в этом случае доза расходовалась в основном на увеличение урожайности. Удвоение и утроение дозы азота в сочетании с Р20 обеспечивало частоту получения зерна 3-го класса качества в 65–74% лет.
×

Об авторах

О. В. Волынкина

Уральский федеральный аграрный научно исследовательский центр Уральского отделения РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kniish@ketovo.zaural.ru
Россия, 620142 Екатеринбург, ул. Белинского, 112а

Список литературы

  1. Косякин П.А., Боронтов О.К., Путилина Л.Н., Манаенкова Е.Н. Содержание питательных элементов в черноземе выщелоченном в зависимости от агротехнических и погодных условий возделывания сахарной свеклы в ЦЧР // Агрохимия. 2022. № 5. С. 21–29.
  2. Шафран С.А. Вклад минеральных удобрений в формирование урожайности полевых культур (сообщ. 2). Фосфорные и калийные удобрения // Агрохимия. 2021. № 8. С. 9–16.
  3. Попелнухина К.В. Разработка системы минеральных удобрений в проектировании адаптивно-ландшафтной системы удобрений ФГБНУ “Белгородский НИИСХ”: Магистер. дис. Белгород, 2016. 83 с.
  4. Чуян О.Г., Черкасов Г.Н., Масютенко Н.П. Методика проектирования системы удобрений в адаптивно-ландшафтном земледелии. Курск: ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ РАСХН, 2008. 64 с.
  5. Еремин Д.И., Кибук Ю.П. Дифференцированное внесение удобрений, как инновационный подход в системе точного земледелия // Вестн. КрасГАУ. 2017. № 8. С. 1–10.
  6. Афанасьев Р.А., Мерзлая Г.Е. Содержание подвижного фосфора в почвах при длительном применении удобрений // Агрохимия. 2013. № 2. С. 30–36.
  7. Крючков А.Г., Елисеев В.И., Абдрашитов Р.Р. Динамика содержания подвижного фосфора в черноземе обыкновенном под посевом яровой твердой пшеницы в длительном стационарном опыте // Агрохимия. 2013. № 3. С. 32–35.
  8. Чекмарев П.А., Лукин С.В. Мониторинг плодородия пахотных почв Центрально-Черноземных областей России // Агрохимия. 2013. № 4. С. 11–22.
  9. Шафран С.А., Кирпичников Н.А., Ермаков А.А., Семенова А.И. Динамика содержания подвижного фосфора в почвах Нечерноземной зоны и его регулирование // Агрохимия. 2021. № 5. С. 14–20.
  10. Корнейко Н.И. Агрохимическое состояние пахотных почв Белгородской области // Усп. совр. естествознания. 2014. № 9(2). С. 120–124.
  11. Волынкина О.В., Кириллова Е.В. Формирование агрофона с оптимальным содержанием подвижного фосфора в черноземе выщелоченном // Агрохимия. 2021. № 1. С. 8–11.
  12. Дженсен Х.Р., Уильямс М.С. Экономика применения удобрений. Удобрения. М.: Колос, 1965. С. 41–68.
  13. Методическое руководство по проектированию применения удобрений в технологиях адаптивно-ландшафтного земледелия / Под ред. А.Л. Иванова, Л.М. Державина. М.: Минсельхоз РФ, РАСХН, 2008. 392 с.
  14. Системы удобрения в агротехнологиях Зауралья / Под ред. О.В. Волынкиной. О.В. Волынкина, В.И. Волынкин, Е.В. Кириллова, А.Н. Копылова, Д.В. Лысухина. Куртамыш: ООО “Куртамышская типография”, 2017. 284 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Предельные прибавки урожайности сухого вещества кукурузы при увеличении доз удобрений на N40 без фосфора и на его фоне (1971–1998 гг., в контроле – 41.9 ц с. в./га, НСР05 = 11 ц с.в./га, Центральное опытное поле), ц/га.

Скачать (55KB)
3. Рис. 2. Предельные прибавки зерна при увеличении доз удобрения на N20 при применении N20–40–60 на фоне Р40 в посевах зерновых культур в зернопропашном севообороте (1971–1998 гг., урожайность пшеницы в контроле = 16.8, 15.8, овса – 23.8 ц/га, НСР05 + 1.7, 2.3, 1.3 ц/га), ц/га.

Скачать (42KB)
4. Рис. 3. Предельные прибавки урожая зерна 1-й пшеницы после пара при увеличении доз азота с шагом N40 в вариантах Р30N40–80–120 по сравнению с фоном Р40 (Шадринское опытное поле, 1972–2011 гг., урожайность в контроле = 24.7 ц/га, НСР05 = 1.1–1.9 ц/га), ц/га.

Скачать (61KB)
5. Рис. 4. Предельный прирост урожая зерна 2-й пшеницы после пара при увеличении доз азота с шагом N40 в вариантах N40–80–120Р30 по сравнению с фоном Р30 (Шадринское опытное поле, 1972–2011 гг., урожайность в контроле = 17.0 ц/га, НСР05 = 2.2–2.7 ц/га), ц/га.

Скачать (47KB)
6. Рис. 5. Предельный прирост урожая зерна 3-й пшеницы после пара при увеличении доз удобрений с шагом N40 в вариантах N40–80–120Р30 по сравнению с фоном Р30 (Шадринское опытное поле, 1972–2011 гг., урожайность в контроле = 15.4 ц/га, НСР05 = 1.6–2.9 ц/га), ц/га.

Скачать (48KB)
7. Рис. 6. Предельный прирост урожая бессменной пшеницы при увеличении доз азотных удобрений с шагом N40 в вариантах N40–80–120Р30 по сравнению с фоном Р30 (Шадринское опытное поле, 1972–2011 гг., урожайность в контроле 14.1 ц/га, НСР05 = 2.1–2.7 ц/га), ц/га.

Скачать (56KB)

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».