Агроэкологическое обоснование параметров почвенного плодородия при возделывании зерновых и зернобобовых культур

Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский НИИСХ «Немчиновка»

«ВНИИ Агроэкоинформ»

РГУ им. С.А. Есенина (Рязань)

Агроэкологическое обоснование параметров почвенного плодородия при возделывании зерновых и зернобобовых культур

Кузьмич М.А., Кузьмич Л. С.,

Осипова А. В., Саранин Е.К., Кузнецов Н.П.

Аннотация

удобрение урожайность почва калий

В условиях полевого опыта проведены исследования по выявлению оптимальных уровней реакции среды и обеспеченности почвы подвижным калием для получения максимальной урожайности зерновых культур. Установлено, что оптимальные параметры плодородия почвы при возделывании зерновых и зернобобовых культур не являются величиной постоянной и могут меняться в зависимости от лимитирующих факторов. С повышением реакции среды возрастает роль калийного удобрения в повышении урожайности культур и, особенно их зимостойкости.

Ключевые слова: ИЗВЕСТКОВАНИЕ, КАЛИЙНЫЕ УДОБРЕНИЯ, РЕАКЦИЯ СРЕДЫ, ПАРАМЕТРЫ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ, УРОЖАЙНОСТЬ, СОРТА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

Основная часть

Для реализации потенциала растения необходимо оптимизировать уровень применения средств химизации с параметрами почвенного плодородия, а также учесть сортовые особенности культуры. В настоящее время минеральные удобрения применяются в незначительных количествах и формирование урожая происходить в основном за счет накопленного в годы интенсивной химизации почвенного плодородия. Вместе с тем, площадь пахотных угодий с неудовлетворительной кислотностью (рН <5,5) в Российской Федерации составляет одну треть, а в Центральном округе достигает 54,3% [1]. По тем же данным, удельный вес пахотных земель в РФ с низким и средним содержанием подвижного калия составляет 32,1%, а в Центральном округе - 49,7%. В таких условиях роль применяемых удобрений возрастает.

Оптимальные значения реакции почвенной среды для различных сельскохозяйственных культур заметно отличаются. Так, по литературным данным, диапазон оптимальной реакции среды для озимой пшеницы относительно узок и колеблется от 6,0 до 7,0 рН_КС1 [2]. Яровой ячмень имеет начало оптимума при рН 5,4 и заканчивается при рН 7,5 [3]. По этим данным, ячмень можно отнести к культурам более устойчивым к кислотности почвы. Однако каковы причины такой устойчивости культуры ячменя к стрессовому фактору не уточняется.

Для изучения влияния реакции среды и обеспеченности почвы калием на урожайность зерновых и зернобобовых культур селекции Московского НИИСХ «Немчиновка» был заложен полевой опыт. Почва опытного участка дерново-подзолистая, исходные агрохимические показатели следующие: рН_КС1 5,9, содержание подвижных фосфора и калия соответственно 200-220 и 100-120 мг/кг. Осенью 2006 года поле разбили на три участка, которые произвестковали из расчета по 2 и 4 тонны известняковой муки на га. В результате сформировали три фона рН: 5,9 (исходный), 6,3 и 6,6. Поперек поля внесли поделяночно по 200, 400 и 600 кг К₂0 на га. Внесение калийного удобрения позволило сформировать фоны отличающиеся по содержанию подвижного калия: 110 (исходный уровень), 145, 155 и 179 мг/кг почвы. Чередование культур было следующим: яровой ячмень Владимир (2007 г.), озимая пшеница Московская 56 (2008г.), яровая вика Уголек на семена с подсевом горчицы (2009 г.) озимая тритикале Немчиновский 56 (2010г.). Перед посевом внесли азофоску марки 16:16:16 как основное удобрение в следующих дозах: под ячмень, пшеницу и тритикале N₆₀Р₆₀К₆₀; под вику N₃₀Р₃₀К₃₀. Кроме того озимую пшеницу подкормили аммиачной селитрой в дозе N_35, а тритикале - N₄₅. Другие элементы технологии были общепринятыми для Нечерноземной зоны.

В первый год проведения исследований (2007 г.) урожайность ячменя была невысокой и составила в среднем по опыту 3,2 т/га (табл. 1). Причиной послужила засуха в июне-июле месяцах. Статистически доказуемого эффекта от внесения известняковой муки не получено, что может быть обусловлено коротким периодом взаимодействия известняковой муки с почвой и засушливыми условиями. Применение хлористого калия оправдано лишь в максимальной дозе 600 кг К₂О на известкованных фонах. Прибавка урожая зерна составила 0,5 т/га. По этим данным можно утверждать, что для сорта Владимир рН 5,9 является достаточным, а увеличение обеспеченности подвижным калием до повышенной градации оправданным при уровне урожайности 3,2-3,5 т/га.

Урожайность озимой пшеницы также была невысокой, в среднем по опыту получено 3,7 т/га, что обусловлено сильным полеганием растений во время налива зерна. Эффективность удобрений была высокой. Прибавки урожая зерна относительно контроля составили 0,58-0,95 т/га от повышения уровня рН и последействия калийных удобрений. Таким образом, повышение уровня обеспеченности почвы калием требует одновременного повышения уровня рН. Другими словами, оптимальный уровень кислотности для озимой пшеницы сдвигался к нейтральной и близкой к нейтральной реакции среды при повышении обеспеченности калием.

Таблица 1

Урожайность сельскохозяйственных культур

Степень влияния каждого из изучаемых факторов (рН и К₂О) на урожайность озимой пшеницы была примерно одинаковой и составила 26 и 29 %. На основании этих результатов можно утверждать, что реакция среды рН 5,9 недостаточна для озимой пшеницы Московская 56. Несмотря на то, что внесенная доза калия полностью компенсировала вынос этого элемента с урожаем, повышение уровня обеспеченности почвы калием позволяет получить дополнительную прибавку урожая. Учитывая, что урожайность зерна в опыте не превысила 4 т/га, для реализации потенциала сорта и получения 6-8 т/га зерна уровень обеспеченности почвы калием необходимо повышать.

На третий год после формирования фонов последействие удобрений на урожай яровой вики все еще ощутимо. Наивысший урожай семян в опыте 2,85 и 2,81 т/га получен на третьем уровне рН и от последействия 400 и 600 кг К₂О с га. За счет последействия калийного удобрения получено семян вики около 0,7 т/га, что почти в три раза превышает НСР. Существенную прибавка семян - 0,51 т/га получена и от последействия 2 т известняковой муки, но только на фоне 600 кг К₂О. Доля влияния калийного удобрения на формирование урожая семян вики составила 46%, а реакции среды всего 16%. По этим данным вику можно отнести к калиелюбивым культурам. С учетом размеров полученного урожая оптимальным для вики сорта Уголек можно считать рН 6,6 и высокая обеспеченность почвы подвижным калием.

В 2010 году урожайность зерна озимой тритикале составила в среднем по опыту 3,8 т/га. Ранее нами было установлено, что эта культура также является калиелюбивой [4]. Это подтверждается результатами данного опыта где получено высокий эффект от последействия калийных удобрений. Заметное влияние на урожайность тритикале оказало последействие известкования. Прибавка урожая составила 0,40-0,66 т/га. Степень влияния на размеры урожая от последействия калия и известкования составили 21 и 13% соответственно. При урожайности зерна этой культуры около 4 т/га оптимальным является высокая обеспеченность почвы калием и реакция среды рН 6,6.

Одним из факторов, которые оказывают влияние на урожайность озимых культур, является зимостойкость. Оценку готовности растений к зимовке можно проводить по количеству накопленных осенью сахаридов, а также расходовании их в процессе перезимовки. По одним данным, растения хорошо зимуют при содержании в узле кущения сахаридов около 28-30%, по другим - 35-38% [5, 6, 7]. В среднем по опыту с озимой пшеницей сумма сахаридов составила 24%, что находится ниже оптимума (табл. 2).

Таблица 2

Содержание сахаридов в узле кущения озимой пшеницы

Внесение калийного удобрения и повышение уровня рН усилило накопление сахаридов. Однако четко прослеживается антагонизм калия и кальция. Так, на не известкованном фоне последействие калийного удобрения увеличило содержание сахаридов в среднем на 2,9%, на первом известкованном фоне на 1,% и практически не проявилось на втором известкованном фоне. Поэтому, при известковании почвы с рН 5,9 и возделывании озимых культур обязательным является повышенная обеспеченность почвы калием. Качество сахаридов в растениях, выращенных на повышенном калийном фоне, было выше. Под действием калия увеличивалась доля дисахаридов за счет моносахаридов, что позволяет считать эти растения более подготовленными к зимовке. Корреляционная зависимость между долей дисахаридов и процентом перезимовавших растений средняя, r=0,53.

В зимний период сахариды расходуются на процессы дыхания. В среднем по опыту весной обнаружено около 70% сахаридов от содержания их осенью. Колебания по вариантам опыта более существенны, чем осенью, что свидетельствует о наличии неучтенных факторов, влияющих на процессы расходования сахаридов. Вероятно, одним из них является избыточное увлажнение почвы, наблюдавшееся в осенний период из-за выпадения большого количества осадков.

Учет количества перезимовавших растений является прямым показателем, характеризующим условия перезимовки в целом. В среднем в опыте перезимовало три четверти растений. Чем выше фон калия, тем больше процент перезимовки (рис. 1). Как и при анализе урожайных данных на перезимовке отразилось явление антагонизма между калием и кальцием. Наибольшее количество растений перезимовало на повышенном калийном фоне без известкования.

Рис. 1 Доля перезимовавших растений озимой тритикале в зависимости от фона СаСО₃ и К₂О

Изучаемые факторы влияли на показатели качества зерна пшеницы и вики. В условиях переувлажненного 2008 года качество зерна пшеницы было недостаточно хорошим, масса 1000 зерен в среднем по опыту составила 38,7 г (табл. 3.). Положительное влияние на выполненность зерна установлено от последействия 600 кг К₂О. Доля влияния реакции среды на массу 1000 зерен существенно выше, чем калийного удобрения.

Аналогичный положительный эффект от последействия внесенных удобрений получен при выращивании яровой вики. Семена вики были очень крупными, масса 1000 зерен достигала 77,8 г. Степень влияния известкования на показатель крупности семян составила 55 % и была в 18 раз выше, чем от калийного удобрения. Доля наиболее крупной фракции семян (>5,7мм) на не известкованном фоне, была наименьшей и составила 5,6%. На первом известкованном фоне доля крупной фракции возросла почти в 2 раза и составила более 10%. Влияние калийного удобрения на фракционный состав семян вики было несущественным.

Таблица 3

Масса 1000 зерен сельскохозяйственных культур, г

Заключение

Оптимальные параметры плодородия почвы при возделывании зерновых и зернобобовых культур не являются величиной постоянной и могут меняться в зависимости от лимитирующих факторов. С повышением реакции среды возрастает роль калийного удобрения в повышении урожайности культур и, особенно их зимостойкости.

При выращивании ярового ячменя сорта Владимир с внесением N₆₀Р₆₀К₆₀ при урожайности зерна 3-3,5 т/га достаточным является рН_КС! 5,9, и повышенная обеспеченность почвы подвижным калием.

Улучшение обеспеченности почвы подвижным калием улучшает перезимовку озимой пшеницы за счет стимулирования синтеза дисахаридов. Известкование почвы сдерживало проявление этого эффекта, что свидетельствует о необходимости одновременной оптимизации реакции среды и обеспеченности почвы калием.

Учитывая высокие прибавки урожая озимой тритикале Немчиновский 56 и яровой вики Уголек, оптимальным для них можно считать повышенную и высокую обеспеченность почвы калием и рН 6,6.

Влияние реакции среды на массу 1000 зерен озимой пшеницы и яровой вики сильнее, чем обеспеченности калием.

Список использованных источников

1. Бюллетень Географической сети опытов с удобрениями. Вып. 5. Плодородие пахотных почв РФ. М.: ВНИИА, 2008, 20 с.

2. Шильников И.А., Аканова Н.И. Лаборатория известкования почв ВИУА и проблемы известкования, Агрохимия, №. 6, 2002, С. 18 - 23.

3. Смурыгин М.А., Игловиков В.Г., Тащилин В.А. Справочник по кормопроизводству. М.: Агропромиздат, 1985, 413 с.

4. Кузьмич М.А., Кузьмич Л.С., Чуйкова А.В. Оптимизация технологии возделывания озимой тритикале в Нечерноземье.//Приложение к журналу «Плодородие» № 4 (37), 2007, С. 4 - 6.

5. Карманенко Н.М. Зимостойкость, минеральное питание и продуктивность озимой пшеницы. Автореф. дис д-ра биол. Наук. М., 1993, 60 с.

6. Шулындин А.Ф. Эволюционно- генетические основы повышения зимостойкости растений пшеничного типа//Сб. науч.тр.: Методы и приемы повышения зимостойкости озимых зерновых культур. М.: Колос, 1975, С. 79-97.

7. Полтарев Е.М. Физико-генетические аспекты повышения зимостойкости озимых тритикале и пшеницы.//В кн.: Генетика, физиология и селекция зерн. культур. М., 1987, С. 102-106.

Размещено на Allbest.ru