Введение к работе
Актуальность темы. Проблема увеличения производства зерна и других сельскохозяйственных продуктов решается на современном этапе развития сельского хозяйства и науки в основном за счет повышения продуктивности пашни. Для достижения этой цели широко используется применение удобрений, все возрастающие объемы которых должны использоваться строго по научно обоснованным рекомендациям применительно к почвенно-климатическим условиям каждой зоны нашей страны, с обязательным учетом биологических особенностей возделываемых культур1.
Традиционно взаимоотношения в системе почва - растение, с позиций минерального питания, рассматриваются таким образом, что к числу регулируемых относят один компонент этой системы - почву. Управление почвой как источником минерального питания осуществляется с помощью удобрений и агротехнических приемов. Но оптимальное обоснование и разработка оптимальных методов и технологий, обеспечивающих значительный рост урожайности сельскохозяйственных культур возможно только на базе совершенной теории, системно отражающей наиболее глубокие внутренние связи в организме растений2. Исследования по нормированию минеральных удобрений и прогнозированию уровня урожайности озимой ржи на основе комплексного метода поч-венно-растительной оперативной диагностики в конкретных почвенно-климатических условиях южной лесостепи ранее не проводились. Поэтому в настоящее время особенно актуальна разработка научно-обоснованной системы применения удобрений под озимую рожь для получения высоких и качественных урожаев.
Цель исследований - разработать научно-обоснованную систему применения удобрений под озимую рожь на основе оптимальных и сбалансированных доз удобрений в конкретных почвенно-климатических условиях.
Задачи исследований:
выявить закономерности влияния химического состава почвы, доз применяемых минеральных удобрений на величину и качество урожая озимой ржи;
на основе комплексного метода почвенно-растительной оперативной диагностики определить нормативные агрохимические и физиологические показатели для разработки математических моделей продуктивности озимой ржи в системе «почва - растение - удобрение»;
на основе эмпирических данных, полученных в системе «почва - растение - удобрение» установить оптимальные, экономически обоснованные расчетные дозы и сочетания удобрений под озимую рожь;
' Ермохин Ю.И. Оптимизация минерального питания и качества урожая картофеля и овощных культур: дис ... д-ра с.-х. наук/Ом. с.-х. ин-т. Омсх, 1983. 437 с.
2 Хомснко А.Д. Принципы интеграционного биологического метода оптимизации минерального питания растений // Минеральное питание и продуктивность растений. 1978. С. 15-19.
- определить экономическую и биоэнергетическую эффективность приме
нения минеральных удобрений под озимую рожь.
Научная новизна работы. Впервые в условиях южной лесостепи Западной Сибири, используя принципы системы почвенно-растительной оперативной диагностики («ПРОД»), на основании полевых опытов, лабораторных исследований и статистических методов анализа разработана научно-обоснованная система применения удобрений под озимую рожь сорта «Сибирь 3». Выявлены закономерности влияния химического состава почвы, доз применяемых минеральных удобрений на величину и качество урожая озимой ржи. Определены нормативные агрохимические и физиологические показатели минерального питания озимой ржи, позволяющие диагностировать и оптимизировать его на ранних этапах развития культуры и прогнозировать, используя концепции системы «ПРОД», величину и качество урожая.
На защиту выносятся:
нормативные агрохимические и физиологические показатели для почвы и растений озимой ржи;
математические модели питания и прогнозирования урожайности зерна озимой ржи с использованием основных принципов «ПРОД»;
- оптимальные научно-обоснованные дозы и сочетания минеральных
удобрений под озимую рожь.
Практическая значимость и реализация результатов исследования. На основе агрохимических исследований почв и растений получены математические модели взаимосвязи содержания N, Р, К в системе «почва - растение -удобрение - атмосфера», позволяющие, на основе основных принципов «ПРОД», диагностировать и оптимизировать минеральное питание в онтогенезе озимой ржи, а также разрабатывать гибкую систему применения удобрений, получая высокие урожаи зерна хорошего качества с минимальными затратами удобрений на единицу продукции.
Результаты исследований прошли производственную проверку в ГУСП ОПХ «Омское» ГНУ СИБНИИСХ СО РАСХН (г. Омск) на площади 4 га и обеспечили получение прибавки урожая зерна 1,2 т/га. Чистый доход составил 3910 рубУга.
Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены докладами с обсуждениями на ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ОмГАУ (2003-2006 гг.), на научной конференции в Саратовском ГАУ (2006 г.) и опубликованы в четырех работах общим объемом 0,75 пл., в том числе одна работа опубликована в ведущем рецензируемом научном журнале.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав, выводов, рекомендаций производству. Изложена на 159 страницах машинописного текста, включает 18 рисунков, 30 таблиц, 12 приложений. Библиографический список содержит 266 наименований, из них 7 на иностранных языках.
Объект исследования - сорт озимой ржи Сибирь 3, почвы, минеральные
удобрения, связанные в едином комплексе агротехнических мероприятий и ме
теорологических условий. ,
Исследования проводили в 2004-2007 гг. на кафедре агрохимии Омского государственного аграрного университета. Полевые опыты закладывали на опытном поле отдела семеноводства ГНУ СИБНИИСХ СО РАСХН. Лугово-чернозёмная почва опытного поля тяжелосуглинистого гранулометрического состава содержит: гумуса 6,3-7,1%, общего азота и фосфора 0,31-0,34% и 0,16-0,17%. В годы проведения опытов, в почве после пара, к моменту посева, в среднем содержалось N-NOj - 2,0 мг; Р20$ - 5,6 мг, К20 - 7,5 мг на 100 г. слоя почвы 0-30 см (2% уксусная кислота).
Погодные условия в годы исследования различались по влагообеспеченно-сти: сумма осадков за период возделывания озимой ржи (с августа по июль) в 2004/2005 и в 2006/2007 гг. была выше (482 и 550 мм), в 2005/2006 гг. - ниже (325 мм) среднемноголетних значений (383 мм).
Для проведения исследований по диагностированию и оптимизации минерального питания озимой ржи были заложены полевые опыты с удобрениями.
Схема опыта:
1. Контроль, 2. РзоКзо, 3. N30P30, 4. N3oK3o, 5. N3&P30K30, 6. ИбоРеоКзо, 7. N30P60K.3o 8. NboPjoKjo, 9. N30P30K30 + N30, 10. N30P60K30 + N30, П. N90P3oK3o, 12. N30P90K30,13. ПУ (программируемый урожай).
Предшественником озимой ржи за все время исследований был кулисный пар (2004—2007 гг.). Для Западной Сибири рекомендованы сроки посева озимой ржи - с 15 по 25 августа с нормой высева 6-7 млн всхожих семян на 1 га. Посев поводили рядовым способом поперек кулисных полос. Глубина заделки семян -4-5 см. Уборку озимой ржи проводили в фазе полной спелости зерна прямым комбайнированием, поделяночно, методом сплошного обмолота. Площадь делянки - 19,2 м2. Повторность вариантов в опыте трехкратная, расположение по-вторностей в один ярус, вариантов - систематическое. Формы удобрений - аммиачная селитра, двойной суперфосфат, хлористый калий вносили вручную с последующей заделкой культиватором.
Учёты и наблюдения за ростом и развитием растений, отбор растительных образцов и уборка озимой ржи были приурочены к основным фенологическим фазам развития озимой ржи (кущение, выход в трубку, колошение, полная спелость). Содержание сухого вещества определяли весовым методом.
Перед посевом, в фазу весеннего кущения и в уборку проводили отбор почвенных образцов для определения нитратного азота, подвижного фосфора, обменного калия и продуктивной влаги. В почвенных образцах содержание нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия определяли из одной вытяжки (2% СНзСООН): нитратный азот - с дисульфофеноловой кислотой по Грандваль-Ляжу, фосфор на ФЭК, калий на пламенном фотометре. В растениях по фазам роста и
развития определяли содержание валовых азота, фосфора и калия из одной вытяж
ки после ускоренного мокрого озоления по Гинзбург и др. (ГОСТ 26107-84). В све
жих растительных образцах нитратный азот (NH), неорганический фосфор (Р„) и
свободный калий (KJ определяли с помощью 2%-ной уксуснокислой вытяжки по
методу Магницкого в модификации Ермохина. ,.
Обработку данных проводили методами дисперсионного и корреляционного анализа с использованием специализированных пакетов статистических программ для персонального компьютера. Экономическую и биоэнергетическую оценку действия удобрений на урожайность озимой ржи проводили по Ю.И. Ермохину, А.Ф. Неклюдову1.
