Урожайность яровой пшеницы и качество зерна при эффективном применении минеральных удобрений
- Авторы: Волынкина О.В.1
-
Учреждения:
- Уральский федеральный аграрный научно исследовательский центр Уральского отделения РАН
- Выпуск: № 8 (2024)
- Страницы: 27-36
- Раздел: Удобрения
- URL: https://journal-vniispk.ru/0002-1881/article/view/263785
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002188124080045
- EDN: https://elibrary.ru/cegrce
- ID: 263785
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
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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%.
- 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.
- 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
- 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.
- Шафран С.А. Вклад минеральных удобрений в формирование урожайности полевых культур (сообщ. 2). Фосфорные и калийные удобрения // Агрохимия. 2021. № 8. С. 9–16.
- Попелнухина К.В. Разработка системы минеральных удобрений в проектировании адаптивно-ландшафтной системы удобрений ФГБНУ “Белгородский НИИСХ”: Магистер. дис. Белгород, 2016. 83 с.
- 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.
- Еремин Д.И., Кибук Ю.П. Дифференцированное внесение удобрений, как инновационный подход в системе точного земледелия // Вестн. КрасГАУ. 2017. № 8. С. 1–10.
- Афанасьев Р.А., Мерзлая Г.Е. Содержание подвижного фосфора в почвах при длительном применении удобрений // Агрохимия. 2013. № 2. С. 30–36.
- 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.
- Чекмарев П.А., Лукин С.В. Мониторинг плодородия пахотных почв Центрально-Черноземных областей России // Агрохимия. 2013. № 4. С. 11–22.
- 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.
- Корнейко Н.И. Агрохимическое состояние пахотных почв Белгородской области // Усп. совр. естествознания. 2014. № 9(2). С. 120–124.
- Волынкина О.В., Кириллова Е.В. Формирование агрофона с оптимальным содержанием подвижного фосфора в черноземе выщелоченном // Агрохимия. 2021. № 1. С. 8–11.
- Дженсен Х.Р., Уильямс М.С. Экономика применения удобрений. Удобрения. М.: Колос, 1965. С. 41–68.
- 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.
- 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
