Компенсация затрат азота, фосфора и калия на получение планового урожая у новых сортов зерновых культур селекции Московского НИИСХ "Немчиновка"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Компенсация затрат азота, фосфора и калия на получение планового урожая у новых сортов зерновых культур селекции Московского НИИСХ «Немчиновка»

При введении сортовой агротехники без учёта интенсивности каждого сорта невозможно добиться желаемого результата.

Важнейший фактор усовершенствования приёмов управления продукционным процессом сельскохозяйственных культур агрохимическими средствами в системе почва-растение - изучение влияния сортовых особенностей культур на вынос питательных веществ [1].

В результате многочисленных экспериментов научно-исследовательских учреждений, работающих в Нечернозёмной зоне, разработана довольно детальная система использования средств химизации при возделывании зерновых культур, направленная на увеличение их продуктивности и повышение окупаемости удобрений.

Различия в почвенно-климатических условиях, разнообразие культур и специализация растениеводства привели к появлению более 40 способов расчёта доз удобрений для получения программируемого урожая. Разработаны методы почвенной и растительной диагностики содержания питательных элементов в почве во время вегетации растений, нормативы и способы его пополнения [2].

Однако узким местом этих разработок является то, что все системы удобрений строятся без учёта генетической специфики корневого питания, т.е. не учитывают способности отдельно взятого сорта. В основу принятых способов определения доз удобрений заложены коэффициенты использования растениями элементов питания из удобрений и почвы, рассчитанные в целом на озимую или яровую культуру. В то же время установлено, что коэффициент использования удобрений может изменяться в зависимости от сорта культуры в 2,5-3 раза [3].

Генетиками и селекционерами постоянно создаются новые сорта с более высоким потенциалом урожая и улучшенными качествами, в практике растениеводства происходит постоянная сортосмена. В результате возникает необходимость регулярной корректировки расчётных коэффициентов при определении дозы удобрений в зависимости от особенностей корневого питания новых сортов. Высокопродуктивные сорта обычно обладают и высокой требовательностью к условиям роста. По мнению селекционеров, оптимум эксплуатации сорта лежит в пределах 60-70% его потенциальной урожайности. Остальная часть номинала служит резервом для более полной его реализации с учётом сортовых особенностей его роста и развития [3].

Одной из этих особенностей, обычно мало используемой в производстве, является неодинаковая отзывчивость сортов на удобрения и технологии их выращивания.

Первые сведения о разной отзывчивости сортов на удобрения в нашей стране получены на опытных полях в 1881-1903 годах [4].

Многочисленными исследованиями показано, что разные сорта растений в силу своих генетических особенностей в неодинаковой мере поглощают и используют питательные вещества из почвы и удобрений и по-разному окупают прибавкой урожая внесённые азот, фосфор и калий [5].

Сформулированы концептуально новые подходы к созданию агрохимически эффективных сортов, адаптированных к определённому уровню почвенного плодородия и способных лучше поглощать и использовать питательные вещества.

Наши исследования с сортами озимой пшеницы и ярового ячменя в 1991-2004 годах показали, что от одной и той же дозы удобрения прибавка урожая колебалась между сортами от 2,9 до 8,3 ц/га у озимой пшеницы и от 3,4 до 7,2 ц/га у ярового ячменя. Окупаемость каждого килограмма внесённого азота составляла, соответственно, 4,7-17,3 и 4,0-10,0 кг, а затраты удобрений на формирование 1 т прибавки урожая - 24,7-39,8 кг. Аналогичные данные получены и другими исследователями [1, 3, 6].

Очевидно, что существующие нормативы в значительной степени устарели, так как были разработаны на основе полевых опытов, проведённых в 70-е-80-е годы прошлого столетия [7].

Система удобрений, разработанная не в целом для культуры, а с учётом особенностей конкретного сорта, позволяет более рационально использовать минеральные удобрения и точнее раскрыть возможности сорта по продуктивности и качеству урожая.

Нормативы разработаны авторами на основе четырёхлетних (2005-2008 гг.) данных исследований, проведённых на опытных полях лаборатории сортовой агротехники.

Почва опытного участка дерново-подзолистая, типичная, среднесуглинистая, с содержанием глинистых частиц (менее 0,01 мм) 40%; pH_kd - 5,6-5,8; гидролитическая кислотность (Нг) - 1,8-2,0 мг-экв. на 100 г. почвы; сумма поглощённых оснований (S) - 19,0-22,3 мг-экв./100 г. почвы; гумус - 1,8-2,0%; Р₂0₅ - 260-300 мг/кг; К₂0 - 100-120 мг/кг (по Кирсанову). Мощность пахотного горизонта - 20-22 см, плотность сложения почвы в равновесном состоянии - 1,20-1,35 г./см³. Объектом исследования были разные сорта озимых и яровых культур. Сорта озимой пшеницы: Московская 39, Немчиновская 24, Галина; озимой ржи: Валдай, Татьяна; озимого тритикале: Немчиновский 56, Антей, Гермес. Сорта яровой пшеницы: Амир, МИС, Эстер; ярового ячменя: Раушан, Владимир, Эльф; овса: Борец, Лев, Привет.

Схема опыта включала три системы удобрения, рассчитанные на три уровня урожайности. Базовая технология - N₆₀P₄₀K₉₀; интенсивная технология - N₆₀P₄₀K₁₂₀ + N₃₀; высокоинтенсивная технология - N₆₀P₄₀K₁₅₀ + N₃₀ + N₃₀. Повторность в опытах четырёхкратная, площадь делянок 50 м². Агротехника в опытах - в соответствии с технологиями, изложенными в регистре технологий производства зерна [8].

Одним из основных условий получения достоверных данных для прогнозирования эффективности подкормки и доз азотных удобрений под озимые культуры является своевременный и правильный отбор почвенных проб для анализа. Отбор проб проводился по Шафрану С.А. тростевым буром на глубину пахотного слоя ранней весной после схода снега и оттаивания почвы. На каждой делянке было отобрано по одному смешанному образцу, состоящему из 10 индивидуальных проб. После проведения анализа на содержание аммонийного и нитратного азота вычисляли суммы минерального азота. Расчёт запасов минерального азота проводили по формуле:

зерновой культура агрохимический сельскохозяйственный

х= (N_NH4 + N_NO3). h d 0.1, где

X - запас азота в исследуемом слое почвы, кг/га;

h - глубина исследуемого слоя, см;

d - плотность почвы, г/см;

NH₄ + NNO₃ - содержание минерального азота в пробе почвы, мг/кг;

0.1 - поправочный коэффициент на агрохимические свойства почвы.

После определения содержания минерального азота в почве производился расчёт доз азота для проведения подкормки [9] по формуле:

DN = N_MИH(1) - N_MИH (2),

где: DN - доза азота для подкормки, кг/га;

N_MИH (1) - нужное количество минерального азота, обеспечивающее получение планируемого урожая, кг/га;

N_MИH (2) - содержание минерального азота в почве, кг/га.

Настоящие нормативы выноса элементов питания сортами озимых и яровых зерновых культур на 1 т урожая предназначены для расчёта баланса азота, фосфора и калия в почве при оценке интенсивности земледелия, прогнозирования плодородия почвы и целенаправленного его регулирования.

Пользуясь данными нормативами и поправочным коэффициентом, можно рассчитать степень компенсации хозяйственного выноса каждого элемента возделываемых сортов культур при применяющихся дозах и способах внесения удобрений.

Вынос питательных веществ и соотношение основной и побочной продукции рассчитаны на абсолютно сухое вещество.

Показатели, характеризующие отношение побочной продукции к основной, определены также на абсолютно сухое вещество.

Приводим примерный расчёт доз для сорта яровой пшеницы Амир в зависимости от технологий возделывания и уровня планируемого урожая с использованием нормативов выноса (табл. 1).

Расчёт доз производится для трёх уровней планируемой урожайности: при базовой технологии возделывания - 4 т/га, при интенсивной - 5 т/га и при высокоинтенсивной - 6 т/га.

Как следует из таблицы 1, вынос N, Р, К составляет, соответственно: при базовой технологии - 25,6; 9,9; 21,4 кг/т, или всего 56,9 кг/т, при интенсивной технологии - 26,9; 11,1; 21,7 кг/т, или всего 59,7 кг/т, при высокоинтенсивной технологии - 27,5; 11,9; 22,4 кг/т, или 61,8 кг/т.

Таблица 1. Вынос питательных веществ на планируемый урожай по сорту Амир

Переходим к определению доз внесения удобрений. При базовой технологии возделывания:

Д_аз. = В х ПУ = 25,6 х 4,0 = 102,4 (кг/га);

Д_ф. = В х ПУ = 9,9 х 4,0 = 39,6 (кг/га);

Дк. = В х ПУ = 21,4 х 4,0 = 85,6 (кг/га).

Суммарная доза NPK равна 227,6 кг/га.

Таким образом, при базовой технологии возделывания на плановую урожайность 4 т/га необходимо вносить 227,6 кг/га NPK, в том числе N - 102,4; Р - 39,6 и К - 85,6 кг/га.

Аналогичным образом находим, что при интенсивной технологии на плановую урожайность 5 т/га потребность в NPK составляет 298,5 кг/га, в том числе азота - 134,5; фосфора - 55,5 и калия - 108,5 кг/га, а при высокоинтенсивной технологии на плановую урожайность 6 т/га потребность в NPK составляет 370,8 кг/га, в том числе азота - 165,0; фосфора - 71,4 и калия - 134,4 кг/га.

Разумеется, при внесении органических удобрений и в первые годы их последействия, а также после сидерального пара и по обороту пласта многолетних трав доза минеральных удобрений может быть уменьшена.

В таблицах 2 и 3 приведены величины выноса урожаем основных элементов питания на 1 кг продукции, которые показывают, что содержание азота и фосфора у всех сортов зерновых культур значительно выше в основной продукции, нежели в побочной, а содержание калия выше в побочной. Оно возрастает от базовой к интенсивной и высокоинтенсивной технологии. Например, в 1 т основной продукции сорта Амир содержится №21,1 кг при базовой технологии выращивания, 22,9 при интенсивной и 22,7 кг при высокоинтенсивной. В соломе содержание азота значительно меньше, чем в зерне, и составляет 4,6-5,5 кг/т, увеличиваясь от базовой к интенсивной и высокоинтенсивной технологиям. Аналогичная зависимость наблюдается и у других сортов ячменя и овса.

Таблица 2. Вынос питательных веществ 1 т продукции яровых зерновых культур, кг

Таблица 3. Вынос питательных веществ 1 т продукции озимых зерновых культур, кг

У озимых зерновых культур вынос NPK на единицу продукции заметно отличается как между технологиями их выращивания, так и между сортами. Например, сорт озимой пшеницы Московская 39 выносит азота на 1 т основной и побочной продукции при высокоинтенсивной технологии выращивания 31 кг, сорт Немчиновская 24 - 28,2 и сорт Галина - 28,3 кг. Разница выноса между первым и последним сортами составляет 3 кг. У сортов озимой ржи и тритикале наблюдаются такие же тенденции. Если сравнить данные с нормативами выноса питательных веществ сельскохозяйственными культурами за 1991 год, то нельзя не заметить существенную разницу. По мнению авторов, это объясняется тем, что в справочнике идёт речь в целом о культуре, а здесь рассматривается каждый сорт персонально по каждой технологии выращивания [9, 10].

В таблицах 4 и 5 даны удельный вынос NPK и требуемые дозы удобрений в кг/га действующего вещества для каждого сорта при заданной технологии выращивания с соответствующим урожаем. Величины урожая взяты в среднем за 4 года по каждому сорту при каждой технологии их выращивания.

Таблица 4. Компенсация затрат минеральных удобрений по нормативам выноса урожаем под новые сорта озимых зерновых культур

зерновой культура агрохимический сельскохозяйственный

Таблица 5. Компенсация затрат минеральных удобрений по нормативам выноса урожаем под новые сорта яровых зерновых культур

Сорт Московская 39 при базовой технологии выращивания требует внесения 318 кг/га NPK, в том числе 134,2 азота, 56,2 фосфора и 127,9 кг/га калия. Сорт Немчииовская 24 нуждается в NPK на 79 кг/га больше, чем Московская 39, при одинаковых технологиях выращивания и при одинаковом уровне урожая. Здесь сказываются сортовые особенности, что является основной составляющей сортовой агротехники (табл. 4).

Озимая рожь требует меньше питательных веществ на единицу продукции, чем озимая пшеница. Для получения урожая зерна в 4 т/га сорту Валдай требуется №85,6 кг/га, Р₂0₅ - 43,2 и К₂O - 108,8 кг/га, а сорту Татьяна - 109; 56 и 136 кг/га, соответственно, при базовой технологии выращивания.

У сорта тритикале Немчиновский 56 при базовой технологии выращивания для получения урожая 5 т/га требуется внести 281 кг/га NPK, в том числе N - 103, Р₂O₅ - 57 и К₂O - 120 кг/га, а сорт Гермес нуждается во внесении NPK при такой же урожайности на 35 кг/га больше, чем Немчиновский 56.

Культурам яровых зерновых требуется меньше питательных элементов, чем озимой пшенице. Сорт Амир требует на создание 1 т продукции 25,6 кг/га N, 9,9 Р₂O₅ и 21,4 К₂O, а сорт Эстер, соответственно, - 23,5; 10,2 и 17,5 кг/га.

Сорта ячменя по сравнению с сортами яровой пшеницы нуждаются в большем количестве питательных элементов для создания единицы продукции: N - 25,56, Р₂O₅ - 11,5 и К₂O - 23,2 кг/га при базовой технологии выращивания.

Сорт овса Лев требует больше питательных элементов для создания единицы продукции по мере увеличения урожайности. Так, для получения урожая в 4 т/га требуется: N - 99,2 кг/га, Р₂O₅ - 48,8 и К₂O - 124,4 кг/га, т.е. для создания 1 т продукции требуется 24,8; 12,2 и 31,1 кг/т, соответственно. При урожае в 6 т/га требуется 475,8 кг/га NPK, или 29,6 кг/га N; 11,4 Р₂O₅ и 35,8 кг/га К₂O. В целом таблицы показывают, что величины необходимых доз, как между сортами, так и между технологиями выращивания, являются разными, что позволяет путём их сравнения провести выбор нужного сорта.

Использование данных нормативов позволит:

- выбрать необходимый сорт и технологию его возделывания в соответствии с экономическими возможностями хозяйства;

- установить дозы компенсации элементов питания в зависимости от конкретного сорта и технологии возделывания;

- прогнозировать эффективность вносимых минеральных удобрений в соответствии с маркетингом рынка;

- обеспечить максимальную экономическую эффективность зернового хозяйства.

Список использованных источников

1. Хачидзе А.С., Мамедов М.Г. Отзывчивость зерновых культур различных сортов на минеральные удобрения. Ж. Агрохимия, 2004, №11. С. 27-33.

2. Хачидзе А.С., Мамедов М.Г. Влияние сортовых особенностей и технологий выращивания зерновых культур на вынос питательных веществ и окупаемость удобрений. Ж. Агрохимия, 2009, №5. С. 42-48.

3. Хачидзе А.С., Мамедов М.Г. Влияние технологий возделывания зерновых культур селекции НИИСХ ЦРНЗ на качество урожая. Ж. Агрохимический вестник, 2009, №4. С. 35-37.

4. Климашевский Э.Л. Генетический аспект минерального питания растений. М., Агропромиздат, 1991. 415 с.

5. Павлов А.Н. Отзывчивость растений на минеральные удобрения и возможности её повышения. Физиология и биохимия культуры растений. 1980, т. 12. С. 125-129.

6. Шафран С.А., Хачидзе А.С., Мамедов М.Г. и др. Эффективность азотного удобрения зерновых культур различных сортов. Ж. Агрохимия, 2006, №7. С. 13 - 19.

7. Нормативы элементов питания сельскохозяйственных культур. М. ЦИНАО, 1991. С. 3-21.

8. Регистр технологий производства зерна в Центральном районе Нечерноземной зоны (система технологий). НИИСХ ЦРНЗ, 2003.

9. Шафран С.А. Диагностика азотного питания зерновых культур и определение потребности в азотных удобрениях. М., 2000. С. 21-63.

10. Хачидзе А.С., Мамедов М.Г. Влияние сортовых особенностей и технологий выращивания зерновых культур на вынос питательных веществ и окупаемость удобрений. Ж. Агрохимия, 2009, №5. С. 42-48.

Размещено на Allbest.ru