Размещено на http://allbest.ru

10

Институт почвоведения и агрохимии им. А.Н. Соколовского

УДК 631.43:631.8:633.16

Влияние агрофизических параметров черноземной почвы на эффективность минеральных удобрений при выращивании ячменя ярового

К.Ю. Уваренко

г. Харьков, Украина

Введение

Широко известно о влиянии агрофизических параметров почвы на урожайность сельскохозяйственных культур и эффективность минеральных удобрений [1, 2]. Плотность почвы - важнейшая характеристика ее физического состояния.

В излишне уплотнённых почвах чаще, чем в рыхлых, нарушается воздухо- и газообмен, повышается содержание недоступной влаги, а для усвояемой - практически не остаётся места. Чрезмерно рыхлая почва не способна удерживать влагу, в ней нет необходимого контакта почвенных частиц с прорастающими семенами, а в дальнейшем - и с корневой системой растений.

Повышенная плотность сложения почвы приводит к нарушению механизмов поглощения и трансформации питательных веществ, их доставки к корневым системам и в надземную часть растений. Регулирование агрофизических параметров почв является эффективным приемом повышения эффективности минеральных удобрений.

Эффективность использования азота из почвы и удобрений снижается более чем в 3 раза при повышенной плотности по сравнению с оптимальным уровнем уплотнения (1,1-1,3 г/см³) [2].

Действие азотных удобрений также связано и с количеством влаги в период максимальной потребности в элементах питания. При недостатке почвенной влаги снижается интенсивность поступления питательных веществ и, как следствие, снижается эффективность внесенных азотных удобрений [3].

Наибольшая эффективность фосфорных удобрений отмечается при влагозапасах почвы в среднем 80-90 % от наименьшей влагоемкости (нВ) [4]. Повышенная плотность сложения снижает доступность фосфора для растений из-за ухудшения качественных и количественных характеристик корневой системы.

Согласно литературным данным [2] поступление фосфора в надземную часть в начальные фазы роста ячменя ярового на уплотненной почве в 1,6 раза ниже по сравнению с рыхлой.

Плотность сложения почвы существенно влияет также и на поступление калия в растения [2]. Исследованиями L.G.G. Yapa с соавторами [5] установлено, что влияние влажности почвы на развитие корневой системы растений проявляется через взаимодействие с плотностью сложения.

При высоком уплотнении (1,3-1,4 г/см³) усвоение калия значительно меньше по сравнению с оптимальным уровнем уплотнения (1,2 г/см³). невысокая эффективность калийных удобрений в основном определяется недостатком влаги, поэтому внесение калийных удобрений - эффективный агрономический прием для уменьшения рисков потери урожая при неблагоприятных погодных условиях, прежде всего, в условиях засухи и пониженных температур [6].

Современный уровень ведения земледелия в Украине отличается широким использованием районированных сортов ячменя ярового с потенциальной урожайностью до 80-120 ц/га. В связи с этим, в хозяйствах все чаще используются сорта интенсивного типа, которые имеют высокую потенциальную урожайность, обусловленную отзывчивостью на оптимизацию условий выращивания [7-9].

Реализовать свой потенциал эти сорта могут лишь при условии соблюдения биологически обоснованных элементов технологии их выращивания. Большое значение имеют применяемые дозы минеральных удобрений в сочетании с оптимальными агрофизическими параметрами почвы.

В ходе исследований И.Ф. Петровой [10], М.Р. Козаченко и а.Г. наумова [11] установлено, что сорта полуинтенсивного типа способны выдерживать более длительное воздействие засухи, а так же, характеризуются меньшими, но более стабильными показателями урожайности при изменении условий выращивания по сравнению с интенсивными сортами, которые, в свою очередь, наиболее полно реагируют на повышение доз минеральных удобрений.

Таким образом, в ходе многочисленных исследований, описанных в научной литературе, установлено, что оптимизация агрофизических параметров почвы позволяет в максимальном объеме использовать элементы питания из почвы и из внесенных минеральных удобрений. Однако недостаточно исследований проведено по изучению влияния агрофизических параметров пахотного слоя почвы на эффективность минеральных удобрений и продуктивность при выращивании различных по интенсивности сортов ячменя ярового.

Методика и объекты исследования

На протяжении 2015 г. в лаборатории геоэкофизики почв ННЦ «ИПА им. А.Н. Соколовского» было проведено три лабораторно-модельных опыта, целью которых было изучить влияние влажности и плотности сложения пахотного слоя чернозема типичного на эффективность азотных, фосфорных и калийных удобрений при выращивании интенсивного и полуинтенсивного сортов ячменя ярового.

Лабораторные опыты были проведены по схеме В 3 (Бокс - 3 фактора). Изуча ли три уровня влажности почвы (Х₁) (низкий уровень - 60 % от нВ, оптимальный - 80 % от нВ и высокий - 100 % от нВ), три уровня плотности сложения (Х₂) (низкий - 1,0 г/см³, оптимальный - 1,2 г/см³ и высокий - 1,4 г/см³) и три дозы минеральных удобрений (Х₃) (без удобрений, 45 кг/га и 90 кг/га д.в.). Исследуемая культура - ячмень яровой (интенсивный сорт - Взирець, полуинтенсивный сорт - Здобуток). Минеральные удобрения, которые использовались: азотные - в виде аммиачной селитры (опыт № 1), фосфорные - в виде суперфосфата простого (опыт № 2) и калийные - в виде 40 % калийной соли (опыт № 3).

Почва для опытов была отобрана на опытном участке ГП ОХ «Граковское», с. Коммунар Харьковского района Харьковской области. Основные характеристики чернозема типичного тяжелосуглинистого на лессовидном суглинке следующие: pH_водное - 7,6; pH_{солевое} - 6,5; содержание гумуса - 3,58 %; содержание минерального азота - 12,85 мг/кг почвы, подвижных соединений фосфора и калия - 219,27 и 225,94 мг/кг почвы соответственно. Согласно существующих градаций [12] исследуемая почва характеризуется низким уровнем обеспеченности общим азотом и высоким уровнем обеспеченности подвижными формами фосфора и калия.

Набивка сосудов почвой, расчет количества воды для полива, посев растений проведены по методике Ф.О. Юдина [13]. Три уровня уплотнения, заданных схемой опыта, были созданы искусственно деревянным уплотнителем методом трамбовки. Биологический урожай культуры был собран в фазе 4-х листьев. Полученные в ходе исследований данные были обработаны методом дисперсионного анализа [14] и с помощью специальной математической программы для обработки многофакторных опытов [15].

Результаты исследований и их обсуждение

Эффективность азотных удобрений. В результате проведения лабораторного опыта № 1 установлено влияние агрофизических параметров почвы на эффективность азотных удобрений при выращивании различных по интенсивности сортов ячменя ярового (рис. 1).

Установлено, что биологический урожай интенсивного сорта увеличивался с повышением влажности почвы на 1,8 г/сосуд по сравнению с низким уровнем увлажнения почвы (с 1,89 г при влажности 60 % от нВ до 3,7 г при 100 % от нВ).

При выращивании полуинтенсивного сорта наибольшая биологическая масса сформировалась при оптимальном уровне влажности (80 % от нВ). В этом варианте биологический урожай составил 3,1 г/сосуд, что на 44 % больше сравнительно с низким уровнем увлажнения (60 % от нВ).

Увеличение плотности сложения почвы до 1,4 г/см³ негативно влияло на развитие растений ячменя и формирование биологического урожая изучаемых сортов. наблюдалось уменьшение урожая интенсивного сорта в 1,5 раза, при высоком уровне уплотнения в сочетании с низкими значениями других факторов (при влажности почвы 60 % от нВ и без внесения азотного удобрения). При оптимальных значениях влажности почвы и внесении азотных удобрений в дозе 45 и 90 кг/га д.в. негативного воздействия плотности сложения на биологический урожай интенсивного сорта установлено не было.

При высокой плотности (1,4 г/см³) наблюдалась тенденция снижения биологического урожая полуинтенсивного сорта как при минимальных, так и при оптимальных значениях других факторов. на удобренных вариантах биологический урожай ячменя повышался, однако в зависимости от сорта эта реакция была разной. Так, высокие дозы азотного удобрения (90 кг/га д.в.), внесенные под полуинтенсивный сорт, были малоэффективными по сравнению с оптимальными дозами (45 кг/га д.в.).

Рис. 1. Влияние влажности (Х₁), плотности сложения (Х₂) и доз азотных удобрений (Х₃) на биологический урожай ячменя ярового

Интенсивный сорт ячменя, наоборот, положительно реагировал на повышенные дозы азотных удобрений, особенно при оптимальных физических параметрах почвы. Так, в варианте с внесением N₉₀, при влажности - 80 % от нВ и плотности сложения почвы 1,2 г/см³ биологический урожай интенсивного сорта был на уровне 3,50 г/сосуд, тогда как при высокой плотности почвы и оптимальной влажности уменьшался на 30 % (до 1,16 г/сосуд).

Эффективность фосфорных удобрений. В результате проведенных исследований выявлено влияние влажности и плотности сложения почвы на эффективность фосфорных удобрений (рис. 2).

Рис. 2. Влияние влажности (Х₁), плотности сложения (Х₂) и фосфорных удобрений (Х₃) на биологический урожай ячменя ярового

Полученные данные свидетельсьвуют о том, что низкий уровень влажности почвы приводит к снижению биологического урожая ячменя ярового. Максимальный биологический урожай интенсивного сорта (4 г/сосуд) был зафиксирован при оптимальном уровне влажности почвы. При повышении уровня увлажнения до 100 % от нВ увеличения урожая этого сорта не наблюдалось.

Иная тенденция была установлена для полуинтенсивного сорта ячменя ярового: с увеличением уровня увлажнения почвы биологический урожай этого сорта увеличивался на 40 % по сравнению с урожаем, полученным при низком уровне влажности.

В опыте не установлено негативного влияния повышенной плотности на биологический урожай изучаемых сортов ячменя ярового.

На повышенную дозу фосфорных удобрений (90 кг/га д.в.) лучше отреагировал интенсивный сорт выращиваемой культуры. При оптимальных значениях влажности и плотности почвы внесение Р₉₀ способствовало формированию 4 г/сосуд биологической массы, что на 70 % больше урожая, полученного при низких значениях влажности и плотности сложения почвы (2,3 г/сосуд).

Для полуинтенсивного сорта внесение фосфорных удобрений в целом оказалось малоэффективным. При внесении Р₉₀ в сочетании с оптимальними значениями влажности и плотности почвы биологический урожай снижался на 30 % по сравнению с вариантом без удобрений, что возможно связано с достаточно высоким содержанием подвижных форм фосфора в исследуемой почве.

Эффективность калийных удобрений. В опыте № 3 установлено влияние исследуемых факторов на эффективность калийных удобрений при выращивании разных по интенсивности сортов ячменя ярового. Согласно полученным результатам общий биологический урожай интенсивного сорта на 58 % превышал урожай полуинтенсивного сорта.

Установлено, что увеличение влажности почвы до 100 % от нВ при оптимальных значениях плотности сложения и внесении K₄₅ способствовало росту биологической массы интенсивного сорта культуры. Максимальный биологический урожай при таких условиях был на 30 % выше по сравнению с урожаем, полученным при высоком уровне увлажнения, но в сочетании с минимальными значениями других факторов (рис. 3).

Рис. 3. Влияние влажности (Х₁), плотности сложения (Х₂) и калийных удобрений (Х₃) на биологический урожай ячменя ярового

ячмень чернозем урожай удобрение

При выращивании полуинтенсивного сорта оптимальный уровень увлажнения при оптимальном уплотнении почвы обеспечили наибольшую биологическую массу выращиваемой культуры (на 15 % больше по сравнению с максимальным увлажнением и почти в 2 раза больше по сравнению с минимальным уровнем увлажнения).

Отмечена тенденция уменьшения биологического урожая интенсивного сорта не только при высокой, но и при низкой плотности сложения почвы, как при оптимальных, так и при минимальных значениях других исследуемых факторов.

Повышение уровня уплотнения почвы не приводило к существенному уменьшению биологического урожая полуинтенсивного сорта, что, возможно, связано с лучшей приспособленностью таких сортов к неблагоприятным условиям произрастания.

По результатам исследований так же выявлено влияние применяемых доз калийных удобрений на биологический урожай изучаемых сортов культуры. Повышенные дозы в сочетании с оптимальными значениями плотности сложения и влажности почвы способствовали увеличению биологического урожая испытуемых сортов. При внесении K₉₀ в сочетании с оптимальной влажностью и плотностью зафиксировано увеличение биологического урожая интенсивного сорта: на 15 % по сравнению с вариантами без удобрений и на 35 % - при минимальных значениях других изучаемых факторов.

Повышение дозы калийных удобрений с 45 до 90 кг/га д.в. при оптимальных значениях влажности и плотности почвы так же способствовало и повышению биологического урожая полуинтенсивного сорта на 14 %.

Выводы

1. Установлено влияние агрофизических параметров почвы на эффективность минеральных удобрений при выращивании разных по интенсивности сортов ячменя ярового.

2. Повышение влажности почвы до 100 % от нВ способствовало увеличению биологического урожая интенсивного сорта, наибольший биологический урожай полуинтенсивного сорта получено при влажности 80 % от нВ.

3. Наблюдалось уменьшение биологического урожая интенсивного сорта культуры в 1,5 раза, при высоком уровне уплотнения в сочетании с низким уровнем увлажнения и без азотных удобрений. При высокой плотности (1,4 г/см³) наблюдалась тенденция снижения биологического урожая полуинтенсивного сорта как при низких, так и при оптимальных значениях влажности и доз азотных удобрений. негативное действие повышенной плотности на биологический урожай изучаемых сортов при внесении фосфорных удобрений выявлено не было.

4. Применение N₉₀ способствовало получению максимального биологического урожая интенсивного сорта. Высокие дозы азотного удобрения, внесенные под полуинтенсивный сорт, были малоэффективными по сравнению с оптимальными дозами (45 кг/га д.в.). на повышенную дозу фосфорных удобрений лучше отреагировал интенсивный сорт. Для полуинтенсивного сорта внесение фосфорных удобрений оказалось малоэффективным. Повышенные дозы калийных удобрений в сочетании с оптимальными значениями плотности сложения и влажности почвы способствовали увеличению биологического урожая обоих испытуемых сортов.

Список литературы

1. Липець, Є. Вплив щільності складення на ефективність засвоєння сільськогосподарськими культурами поживних елементів з грунту та добрив / Є. Липець, В.В. Медведєв, Т.Є. Линдіна // Вісник аграрної науки. - 2002. - С. 8-12.

2. Медведев, В.В. Плотность сложения почв (генетический, экологический и агрономический аспекты) / В.В. Медведев, Т.е. Лындина, Т.н. Лактионова. - Харьков: Изд. «13 типография», 2004. - 244 с.

3. Ивойлов, А.В. Влияние удобрений на урожайность и качество зерна ячменя в зоне неустойчивого увлажнения / а.В. Ивойлов, В.И. Копылов, М.н. Бессонова // агрохимия. - 2002. - № 4. - С. 23-31.

4. Алов, А.С. Факторы эффективности удобрений / а.С. алов. - М., 1967. -

Ч. ІІ. агрофизико-химические факторы. - 142 с.

5. Yapa, L.G.G. Effect of soil strength on root growth under different water conditions / L.G.G. Yapa, D. D. Fritton, S. T. Willatt // Plant and soil. - 1988. - Vol. 109, N. 1. - Р. 9-16.

6. Калийное состояние почв Украины и эффективность калийных удобрений / а.а. Христенко и [др.] // Вестник Междунар. ин-та питания растений. - С. 29-32.

7. Кадыров, М.А. Селекционный процесс как объект оптимизационных исследований: идеи, реализация, приоритеты / а.М. Кадыров. - Минск: Беларус. навука, 2012. - 219 с.

8. Демидов, О. Ячмень ярый - новые сорта / О.Демидов, В. Гудзенко // Пропозиція [Электронный ресурс]. - 2016. - Режим доступа [http://propozitsiya.com/ yachmen-yaryy-novye-sorta]

9. Потопляк, О. Продуктивність сортів ячменю ярого залежно від умов мінерального живлення / О. Потопляк // Вісник Львівс. нац. аграр. ун-ту. - 2013. - № 17 (2). - С.118-122.

10. Петрова, И.Ф. Внедрение новых сортов как основной фактор интенсификации зернового производства / И.Ф. Петрова // Сб. науч. тр. / Таврийс. гос. агротехнолог. ун-т. - 2013. - № 2(3). - Эконом. науки. - С. 277-285.

11. Сорти ячменю ярого для сучасного сільськогосподарського виробництва / М.Р. Козаченко [та ін.] // Вісник ЦнЗ аПВ Харківс. обл. - 2014. - № 17. - С. 97-101.

12. Медведев, В.В. Мониторинг почв Украины. Концепция. Итоги. Задачи / В.В. Медведев. - 2-е изд. - Харьков: Городская типография, 2012. - 536 с.

13. Юдин, Ф.А. Методика агрохимических исследований: учеб. пособие / Ф.а. Юдин. - М.: Колос, 1971. - 272 с.

14. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.а. Доспехов. - 5-е изд. - М.: агропромиздат, 1985. - 351 с.

15. Єгоршин, О.О. Планування і математична обробка багатофакторних дослідів / О.О. Єгоршин, М.В. Лісовий. - Харків: Міська друкарня, 2009. - 32 с.

Summary

Influence of agrophysical parameters of chernozem on the efficiency of mineral fertilizers by the growing spring barley. K.Yu. Uvarenko

It the article there are presented the results of many factorial laboratory experiments on research of the influence of agrophysical parameters (moisture and compaction) of chernozem typical heavy-loamy on the effectiveness of different doses of fertilizers (nitrogen, phosphorus and potassium) by the growing intensive and semi-intensive sorts of spring barley.

Размещено на Allbest.ru