Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор специальной сельскохозяйственной литературы по изучаемому вопросу 10
1.1. Общая агрохимическая характеристика плодородия черноземов обыкновенных Северного Казахстана 10
1.2. Особенности использования минеральных удобрений при возделывании ведущих зерновых культур 16
1.2.1. Яровая твердая и яровая мягкая пшеница 16
1.2.2.Ячмень 35
1.2.3. Пивоваренные свойства ячменя 39
1.2.4. Особенности питания яровой пшеницы и ячменя в Северном Казахстане 46
2. Условия, методика и методы проведения исследований 53
2.1. Климатические условия в годы проведения исследований 53
2.2. Методика и методы проведения исследований 58
3. Результаты исследований 63
3.1. Агрохимические свойства черноземов обыкновенных опытных участков и их гранулометрический состав 63
3.2. Влияние различных доз и сочетаний макроэлементов на урожайность зерна яровой твердой пшеницы, возделываемой первой культурой по чистому пару 78
3.3. Влияние различнх доз и сочетаний макроэлементов в последействии различных фосфатных фонов на урожайность яровой мягкой пшеницы (вторая культура по чистому пару) 83
3.4. Влияние различных доз и сочетаний макроэлементов в последействии фосфатных фонов на урожайность зерна ячменя (3-я культура по чистому пару) 88
3.5. Влияние изучаемых фонов питания на ведущие элементы структуры и качества зерна пшеницы и ячменя 98
3.6. Белковость яровой пшеницы и пивоваренные свойства ячменя
4. Агроэкономическая и биоэнергетическая эффективность применения минеральных удобрений под яровую пшеницу и ячмень 122
Выводы 126
Предложения производству 128
Список научной с.-х. литературы 129
- Особенности использования минеральных удобрений при возделывании ведущих зерновых культур
- Пивоваренные свойства ячменя
- Методика и методы проведения исследований
- Влияние различных доз и сочетаний макроэлементов на урожайность зерна яровой твердой пшеницы, возделываемой первой культурой по чистому пару
Введение к работе
Условия Северного Казахстана позволяют получать высокие урожаи зерна, высокого качества. В этом регионе производится товарное зерно яровой пшеницы, ячменя и других зерновых культур. Решение продовольственной проблемы в первую очередь зависит от эффективного функционирования зернового хозяйства и кормовой базы животноводства.
Для восстановления и повышения плодородия почвы необходимо регулярное применение удобрений, в том числе минеральных. Удобрения были и остаются наиболее мощным фактором управления плодородием почв, наиболее эффективным и быстродействующим фактором, способствующим повышению качества урожая. С их помощью можно изменить скорость и направленность процессов обмена веществ в желаемую сторону и вызвать большее накопление в растениях полезных для человека веществ (Б.Т. Рахимова, К.М. Мустафаева, 2003 г.). Значительные резервы для повышения эффективности использования земель кроются в рациональном использовании минеральных удобрений, исследования показали, что крайне важна разработка норм внесения их под каждую культуру (Т.М. Аршидинов, 2003 г.) Следовательно, должны быть разработаны предложения по системе земледелия, в которых наряду с агротехническими решениями включаются научно-обоснованные рекомендации по рациональному использованию почв и удобрений.
Зерно пшеницы, выращенной в Северном Казахстане, всегда отличалось высоким содержанием белка, клейковины и хорошими хлебопекарными качествами. Этому способствовали особенности климата и высокое содержание в почвах гумуса. Однако в последние годы качество зерна резко снизилось, что является одной из основных причин потери конкурентоспособности Казахстанской пшеницы на внешнем рынке, падения стоимости зерна и низкой экономической эффективности его производства (В.И. Филонов, И.И. Булгакова, 2000).
Плодородие почв определяется сочетанием её свойств, от которых зависит урожай сельскохозяйственных культур. Каждой почве в зависимости от факторов почвообразования, свойственны присущие ей агрохимические, водно-физические и биологические признаки, определяющие уровень её плодородия. Повышение плодородия почвы возможно только при: правильной обработке почвы, внесении удобрений, борьбе с водной и ветровой эрозией, правильном чередовании культур в севообороте.
Для устойчивого земледелия, прежде всего, нужны научно-обоснованные системы. Удобрения, применяемые в системе, которые не только увеличивают урожай и улучшают его качество, но и повышают устойчивость растений к неблагоприятным условиям, способствуют экономному расходованию воды на единицу продукции.
Главной целью современного земледелия является успешное решение двуединой задачи: разработка технологии расширенного воспроизводства плодородия почвы и технологии возделывания зерновых культур в севооборотах с учетом экологической ситуации (О.А.Берестецкий, 1984). Приоритетной задачей почвозащитных технологий возделывания зерновых культур является подъем производительного уровня почвы и обеспечения как минимум простого воспроизводства плодородия почвы, а затем и расширенного при минимально возможном расходовании энергетических ресурсов (К.К.Гедройц, 1955; И.И.Синягин, 1970; В.А.Архипова, 1985; Р.С.Панов, 1988). Размещение посевов зерновых культур на более плодородных почвах повышает урожайность на 1,5-2,0 ц/га за счет естественного плодородия.
Главной задачей применения минеральных удобрений в условиях рыночной экономики является определение оптимального уровня, при котором обеспечивается наиболее прибыльное их использование.
Воспроизводство плодородия почвы достигается при внесении минеральных удобрений. В том случае, если в почву вносится столько питательных веществ, сколько их выносится с урожаем, то здесь имеет место простое воспроизводство плодородия почвы. Если в почву вносятся азотные и
фосфорные удобрения, которые обеспечивают увеличение содержания гумуса, подвижных форм NPK, то это будет расширенное воспроизводство плодородия почвы, которое позволяет получать урожаи полевых культур до 3,0 — 4,0 т/га в 4-х польном севообороте.
Стабильность получения высоких урожаев зерна хорошего качества является острой проблемой в современных условиях функционирования сельскохозяйственного производства.
Яровая пшеница в Северном Казахстане является основной зерновой культурой, обладающей повышенной требовательностью к плодородию почвы, в особенности к содержанию подвижных форм фосфора. Учет почвенных особенностей по оптимизации фосфатного питания мог бы способствовать более рациональному расходу дефицитных фосфорных удобрений. Однако исследования в системе: почва-климат-удобрение-растение, в связи с разной обеспеченностью черноземов обыкновенных фосфором отсутствуют.
При наличии в Северном Казахстане больших площадей с низкой обеспеченностью фосфором (48,1% обследованной пашни) и низких темпах перевода их в категорию среднеобеспеченных, большое значение приобретают исследования по рациональному использованию различных доз и сочетаний азота, фосфора и калия при различной обеспеченности почвы фосфором.
Ячмень - растение с широким спектром достоинств. Несмотря на то, что современное сельское хозяйство в своем арсенале имеет широкий набор эффективных культур, таких, как кукуруза, пшеница, овес, просо, использующихся на зерно и зеленую массу, ячмень, тем не менее, отнюдь не теряет своего значения: как кормовая, продовольственная и техническая культура с высокими агротехническими достоинствами.
Как показали наши исследования, одним из основных факторов, ограничивающим урожайность зерновых культур в Северном Казахстане, является дефицит в почвах двух главных элементов питания — азота и фосфора. На не удобренных фонах урожайность зерновых составляет 1,66 т/га.
7
Автор выражает особую признательность доктору
сельскохозяйственных наук Алексею Ивановичу Брушкову за неоценимую помощь в проведении исследований на Карабалыкской сельскохозяйственной опытной станции в 2001 — 2004 годах.
Актуальность темы. Повышение продуктивности отрасли
растениеводства зависит прежде всего от эффективного использования удобрений, способных обеспечить урожайность культур на черноземах обыкновенных СНГ на уровне 2,5 - 3,0 т/га.
Зерновые колосовые культуры предъявляют повышенную
требовательность к содержанию в почве подвижных форм азота и фосфора. При наличии значительных площадей с низкой обеспеченностью фосфором (60%) и слабыми темпами перехода их в категорию среднеобеспеченных, наибольшее значение приобретают исследования по рациональному использованию различных доз и соотношений трех макроэлементов - азота, фосфора и калия макроудобрений при различной степени обеспеченности почв фосфором.
Цель и задачи исследований. На искусственно созданных фонах фосфорного питания определить оптимальные дозы и соотношения трех макроэлементов в составе допосевного удобрения яровой твердой, яровой мягкой пшеницы и ячменя.
Задачи исследований:
изучить воздействие различных доз и соотношений макроэлементов минеральных удобрений на урожайность и качество зерна яровой пшеницы и ячменя, в зависимости от уровня обеспеченности почвы подвижным фосфором при возделывании в 4-х польном севообороте, осуществить научный анализ экспериментальных данных;
определить агроэкопомическую и биоэнергетическую эффективность применения оптимальных доз макроэлементов при разовом допосевном их внесении под яровую пшеницу и ячмень на различных фонах последействия фосфорных фонов.
Научная новизна. Для условий Северного Казахстана в
многофакторных полевых опытах в 4-х польном севообороте изучены закономерности прямого действия азотных, фосфорных и калийных удобрений за счет четырех его доз и различных соотношений, на урожайность и качество зерна яровой пшеницы и ячменя в зависимости от обеспеченности почвы чернозема обыкновенного фосфором.
В зоне распространения черноземов обыкновенных Северного Казахстана установлен оптимальный уровень содержания подвижного фосфора на уровне 91-139 мг/кг почвы в пахотном слое (по Чирикову); нитратного азота 9,2-10,4 мг/кг и обменного калия - 302-362 мг/кг почвы, который обеспечивает урожайность зерна яровой пшеницы в размере 2,0—2,3 т/га и ячменя 2,4 — 2,7 т/га.
Основные положения выносимые на защиту:
оптимальные дозы и соотношения минеральных удобрений для яровой твердой пшеницы при общей норме от 100 до 175 кг/га и соотношении N:P205:KaO - 1:3:3 и 1:3:1;
урожайность яровой мягкой пшеницы из числа 16-и испытуемых удобренных вариантов;
урожайность ячменя в зависимости от доз и соотношений трех макроудобрений;
основные элементы структуры урожая зерновых культур;
белковость зерна трех изучаемых полевых культур в зависимости от доз и соотношений азота, фосфора и калия;
стекловидность и показатели основных физических свойств зерна;
результаты агроэкономической и биоэнергетической эффективности применения наиболее оптимальных фонов питания.
Практическая значимость. При оптимальных параметрах применения доступных макроэлементов и достаточном уровне влагообеспеченности продуктивность 1-ой культуры по чистому пару (яровая твердая пшеница) при оптимальных параметрах их использования возрастает на 29 - 31%.
Яровая мягкая пшеница на фонах Рюо и Р2оо и разовом допосевном внесении 175 кг/га по сумме и соотношении 1:3:3 способна повысить урожайность зерна на 34% по сравнению с естественным фоном питания.
Для ячменя на фоне Рюо наиболее благоприятна общая норма макроэлементов на уровне 150 кг/га и соотношении 1:1:1 (+ 52,4%> к естественному фону).
Апробация работы. Материалы исследований обсуждены на научно-практических международных конференциях в Курганской государственной сельскохозяйственной академии им. Т.С.Мальцева (2004), ГНУ «Челябинский НИИСХ» Россельхозакадемии (2004), Институте агроэкологии, филиал ЧГАУ (2005), УГАВМ (2004,2005,2006,2007,2008). По теме диссертации автором опубликовано 11 печатных работ, в т.ч. в рейтинговых изданиях: Известия Оренбургского государственного аграрного университета.
Объём и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 152 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, четырех глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 17 таблиц, 46 таблиц в приложении. Список использованной литературы включает 257 источников, в том числе 20 на иностранных языках.
Особенности использования минеральных удобрений при возделывании ведущих зерновых культур
Обобщение опытов по действию минеральных удобрений на урожай яровой пшеницы по зонам Северного Казахстана показывает высокую эффективность фосфора на всех почвах и отсутствие эффекта от азота и калия в засушливых районах степи и южной лесостепи. По мере улучшения условий увлажнения и плодородия почв проявляется эффективность азотных и калийных удобрений (В.М.Малахова, 1981,1983; ВТ. Черненок, 1977, 1985).
С увеличением доз фосфорных удобрений урожай яровой пшеницы увеличивается, а отдача на центнер действующего вещества, несколько уменьшается. Более правильные выводы об эффективности различных доз суперфосфата могут быть сделаны только с учетом длительного последействия.
Можно ожидать, что за время действия удобрений (если наблюдения продолжались до затухания эффективности) отдача на 1 ц внесенного тука при разных дозах будет примерно одинакова, хотя в первые годы действия удобрений наибольшая окупаемость получается от внесения малых доз удобрений.
Большое влияние на эффективность удобрений оказывает влажность почвы, поэтому при их применении необходимо учитывать исходную влагозарядку почвы, фосфорные удобрения способствуют более экономному использованию влаги. Обобщая имеющиеся данные по применению азотных удобрений, в Северном Казахстане, следует отменить их противоречивость. Как указывает В.Г.Черненок (1988) на темно-каштановой почве сухостепной зоны за 20-летний период (1966-1985гг.) внесение азотных удобрений повышало урожайность зерновых культур. По данным Т.М.Блисова (1988) на темно-каштановых почвах легкосуглинистого механического состава прибавка зерна от азотных удобрений отсутствует. В.М.Малахова (1988) отмечает, что на обыкновенных карбонатных черноземах внесение азотных удобрений экономически целесообразно на всех полях, кроме парового предшественника, где, как известно, содержание нитратного азота высокое. С увеличением доз фосфорных удобрений урожай яровой пшеницы увеличивается, а отдача на центнер тука несколько уменьшается. Более правильные выводы об эффективности различных доз суперфосфата могут быть сделаны только с учетом длительного последействия.
Можно ожидать, что за время действия удобрений (если наблюдения продолжалось до затухания эффективности) отдача на 1 ц внесенного тука при разных дозах будет примерно одинакова, хотя в первые годы действия удобрений наибольшая окупаемость, получается, от малых доз удобрений.
Следует, однако, иметь в виду, что исследований по оптимизации фосфорного режима на черноземных почвах Северного Казахстана очень мало. В связи с этим представляется актуальным установление оптимальных показателей обеспеченности почв Северного Казахстана фосфором при выращивании яровой пшеницы и ячменя.
Дополнительное внесение азотных удобрений в паровых полях почти не изменило валового содержания азота в растениях, но ухудшало усвоение фосфора. Все это говорит о том, что в полевых условиях паровая и пропашная обработки усиливают процессы нитрификации и увеличивают тем самым запасы подвижного азота. При недостатке в почвах подвижного фосфора дополнительное внесение азота оказывается вредным. Таким образом, в хозяйствах степной и лесостепной зоны в зернопаропропашных и зернопаровых севооборотах вносить азотные удобрения не нужно.
Фосфорные удобрения ускоряют созревание различных культур, сокращая период вегетации. В опытах, проведенных в Северном Казахстане, внесение суперфосфата ускоряло созревание яровой пшеницы на 3-4 дня, что в отдельные годы играет существенную роль для уборки урожая в крайне неблагоприятных климатических условиях. Эти данные позволяют сделать вывод о том, что наибольшая эффективность фосфатов может быть достигнута в севообороте при использовании прямого действия высоких доз фосфора на пшеницу и ячмень, а также их последействия и поэтому периодическое внесение удвоенных и утроенных доз фосфорных удобрений под наиболее отзывчивые культуры приведет к повышению продуктивности севооборотов.
На обыкновенных черноземах для формирования урожая яровой пшеницы 3,24-3,96 т/га, ячменя 3,5-4,0 т/га в 4-х польном севообороте (пар-пшеница - пшеница - ячмень) оптимальные параметры в системе почва — погода - удобрение - растение - урожай перед посевом следующие: влагообеспеченность 97-120%, среднесуточная температура периода вегетации -18,9С, содержание гумуса в пахотном слое 6,38%, рН-6,9; сумма поглощенных оснований 36,6 мг-экв на 100 г почвы, содержание подвижного фосфора 46-119 мг/кг почвы в 20 см слое, нитратного азота 6,5-12,0 мг/кг в слое 0-40 см, обменного калия 350 мг/кг в 40 см слое почвы. Оптимизация фосфорного питания позволяет уменьшить расход воды на формирование 1 ц зерна на 38-47 тонн.
Необходимо отметить особо важную роль в получении прибавок урожая от внесения фосфорных удобрений. Азотные и калийные удобрения не способствуют увеличению урожая пшеницы, резко снижая при этом окупаемость удобрений зерном, внесение суперфосфата в дозе Р60 за ротацию четырехпольного зернопарового севооборота повысило урожай яровой пшеницы на 47-50 ц/га при ежегодном внесении Р2о в рядки при посеве 29-40 ц/га. Чистый доход на 1 руб. затрат составил 2,09 - 3,39 руб., в зависимости от доз и способов внесения, оплата 1 кг Р2О5 составила 6,7 - 9,7 кг зерна. Следует, однако, иметь в виду, что исследований по оптимизации фосфорного режима на черноземных почвах Северного Казахстана очень мало.
Пивоваренные свойства ячменя
Литературные данные свидетельствуют о том, что использование ячменя для производства напитков имеет древнюю историю и своими корнями уходит в доисторические времена. Как полагают историки, приготовление спиртосодержащих напитков из ячменя было особенно распространено в древних Египте, Китае, Индии, Греции. Наши «скифы», живущие на территории современной Украины, Северного Кавказа и Казахстана, также использовали подобные напитки.
В современной Европе индустрия пивоварения особенно развита в Германии, Чехии и Словакии, Голландии и Дании. Известно, что пивоваренный ячмень гарантированно можно получить лишь в зонах, где из года в год складываются благоприятные гидротермические условия для формирования низкобелкового зерна. Однако, в отдельные годы благоприятная обстановка может сложиться и в зонах, не включенных в список районов заготовок пивоваренного ячменя. Большое значение для этих зон имеет создание местных сортов пивоваренного ячменя, а также разработка внесения различенных доз и сочетаний минеральных удобрений.
Географические зоны, пригодные для производства пивоваренного ячменя, характеризуются умеренно теплым летом и достаточным увлажнением. Сюда традиционно относят некоторые области Европы. Общая площадь, благоприятная для производства высококачественного зерна для производства пива составляет здесь 7-8 млн. га, или равна половине площадей под этой культурой (Э.Д.Неттевич, 1981). Соответствующими зонами располагают Канада и США. Главными экспортёрами пивоваренного ячменя и солода в последние годы являются Чехия и Словакия, США, Канада, Франция, Англия и Австралия. В Чехии и Словакии под пивоваренный ячмень отводится 25% от общей площади этой культуры (Л.С.Зенищева, 1991).
В соответствии с ГОСТом 5060 - 86 на территории бывшего СССР производство пивоваренного ячменя осуществлялось в Армении, Белоруссии, Киргизии, Прибалтийских республиках, Украине, Алма-атинской, Джамбульской и Талды — Курганской областях Казахстана (А.А.Грязнов, 1996). В Северном Казахстане пивоваренный ячмень не возделывается, так как по результатам исследований, проведенных в 20-е — 40-е годы, было установлено, что ячмень, выращенный на юге, благодаря значительной солнечной инсоляции и плодородию черноземных почв, формігрует зерно с высоким содержанием белка (А.И.Бараев, 1982).
Однако экономическая ситуация последних лет диктует необходимость поиска возможностей производства пивоваренного ячменя в зонах, ранее считавшихся недостаточно пригодными для этих целей. Так, только в Челябинской области ежегодная потребность в зерне ячменя для пивоваренной промышленности составляет свыше 47 тыс.тонн. Ячмень требуемого качества завозится из других регионов страны и из-за рубежа, что влечет за собой большие непроизводительные затраты. В этой связи возникла необходимость обеспечения пивоваренной промышленности местным сырьем. Для осуществления этой задачи, с одной стороны, нужны местные сорта пивоваренного ячменя, с другой стороны, важна разработка технологии внесения различных доз и сочетаний минеральных удобрений. Результаты многочисленных исследований определенно склоняются к выводу, что низкое содержание белка в значительной степени гарантирует высокое качество пива. Показаны примеры, когда лучшее мюнхенское пиво готовили из ячменя содержащего более 12 % белка. Русские пивовары почти всегда использовали высокобелковые ячмени для получения хорошего светлого пива.
Важно не только получать высокие и стабильные урожаи зерна, а также необходимо производить продукцию требуемого качества, которое послужит хорошим сырьем для различных целей применения (Г.И.Кузина, 1985).
На посевные, урожайные и технологические качества семян большое влияние оказывают экологические и агротехнические условия их возделывания. Прежде всего, необходимо выращивать высококачественные семена. При этом надо иметь в виду, что высокоурожайные семена можно получать, как правило, только от высокопродуктивных растений. Так, нормальное количество осадков и умеренная температура воздуха в первую половину вегетации растений (до выколашивания) способствует формированию хорошей вегетативной массы, выровненного стеблестоя и крупности колоса. Достаточное количество осадков в сочетании с повышенной температурой во вторую половину вегетации обеспечивает нормальный налив зерна. Такие условия способствуют получению наивысшего урожая зерна с высокими посевными качествами и их технологическими достоинствами. Зерно при этом получается крупное, выровненное, с хорошим содержанием экстракта, пониженным количеством белка (И.М.Коданев, 1970, Э.Д.Неттевич, 1981).
У И.М.Коданева (1958), со ссылкой на германских и советских исследователей, находим, что в пивоварении нельзя говорить о белке вообще, так как отдельные его формы по влиянию на пивоваренные качества резко отличаются между собой. То есть, важно не общее содержание белков в зерне, а их качественный состав, потому что во многом от этого зависит качество пива, его пенообразующая способность и пеностойкость. Было установлено, что наилучшим ячменем можно считать тот, который при обычном содержании азота имеет наибольшее количество высокомолекулярного белка.
В последнее время возрос спрос на зерно ячменя для пивоваренной промышленности. Вопрос о содержании белка в ячменном зерне, предназначенном для приготовления пива, является дискуссионным. Азот необходим при производстве пива, поскольку он используется в питании дрожжей и, кроме того, способствует получению пива с долго не опадающей пеной. Слишком низкая белковость зерна также нежелательна, так как это способствует повышению содержания антоцианогена, вызывающего муть напитка. Главное, чтобы специфическому набору белков в зерне соответствовал специфический набор ферментов, расщепляющих белки во время прорастания.
Методика и методы проведения исследований
Опыт закладывался на почве, бедной подвижным фосфором: до 50 мг/кг (по Чирикову). Повторность фонов двукратная, закладка их производится за год до открытия опыта под предшественник культуры открывающий севооборот - чистый пар. Наши исследования проводились с 2001 по 2004 годы. Размещение вариантов рендомизированное. Использование блоков в схеме позволило сократить количество повторений до двух (Б.А.Доспехов, 1986).
В натуре опыт представлен четырьмя полями с последовательным вхождением каждого поля в 4 - х польный севооборот. Испытуемые удобрения: суперфосфат двойной (фоны) - 100, 200, 300, 400 кг/га д.в., к которым осуществлялось ежегодное допосевное внесение NH4NO3, КС1. Способ внесения удобрений - вразброс, под предпосевную культивацию.
Испытуемые виды культур: яровая твердая пшеница по чистому пару, яровая мягкая пшеница - вторая культура, ячмень - третья культура по пару. Сорта этих культур: пшеница твердая - Кустанайская 52, пшеница мягкая -Карабалыкская 98, ячмень - Тобол. Числовая норма всхожих зерен — 4,0 млн.шт. на 1 га.
Испытуемые виды удобрений: азотное - аммиачная селитра (N=34%), фосфорное — двойной суперфосфат (Р2О5 = 46%), для создания фосфатных фонов и простой суперфосфат (Р2О5 = 20%) для разового допосевного ежегодного внесения; калийное — хлористый калий (К2О = 60%). Технология возделывания полевых культур почвозащитная. Учет урожая - сплошной, поделяночный. Уборка урожая комбайном СК - 5М. Почва опытного участка — чернозём обыкновенный, среднемощный, среднегумусный, тяжелосуглинистый со следующей агрохимической характеристикой пахотного слоя: содержание гумуса 6,38% (ГОСТ 26213-91), мощность гумусового горизонта - 70 см, рНводная - 6,9 (ГОСТ 26483-85); сумма поглощенных оснований - 36,6 мг-экв/100 г почвы (ГОСТ 27821-88); подвижный фосфор 58 мг/кг почвы по Чирикову (ГОСТ 26204-91), общий азот по Кьельдалю, нитратный азот по Корнфилду 21 -26 мг/кг (1-я культура), 10-15 мг/кг (П-я культура), 4-6 мг/кг (III - я культура), содержание обменного калия по Чирикову и подвижного фосфора существенно не изменялось и находилось в пределах 55 мг/кг и 300 мг/кг почвы соответственно, низкая и высокая степень обеспеченности. ГОСТы: общий азот - по Кьельдалю (ГОСТ Р 51417 - 99), натура (ГОСТ Ю840-64), клейковина (ГОСТ 13586,1 - 68), стекловидность ГОСТ 10987-76); экономическую эффективность результатов опытов рассчитывали по рекомендуемой методике В.В.Бондарева, (1986); энергетическая эффективность определялась по В.П.Лухменеву и др. (1988). Фенологические наблюдения проводили по Юдину, (1980). Статистическая и математическая обработка данных проводилась по Б.А.Доспехову (1985).
Закладку опытов, сопутствующие исследования, отбор почвенных и растительных образцов, учет урожая проводили согласно методическим указаниям (Методические указания... 1965, 1975; Б.А.Доспехов, 1973, 1985; В.И.Перегудов, 1976). Определение гумуса проводили по Тюрину в модификации Р.И.Симакова; сумма поглощенных оснований по Каппену-Гильковицу; гидролитическую кислотность - по Каппену; валовый азот - по Кьельдалю; гидролизуемый азот - по Корнфильду; нитратный азот - при использовании приборов ЭВ - 74, И 160 - М, валовый фосфор - сжиганием в серной и хлористой кислотах с последующим колориметрированием, подвижные формы фосфора и калия - по Чирикову (Агрохимические методы... 1965). Азот, фосфор и калий в растительных образцах определяли в одной навеске после мокрого озоления по Пиневичу с добавлением в качестве катализатора хлористой кислоты. Азот - в аппарате микро-Кьельдаля, фосфор -калориметрически, калий - на пламенном фотометре.
Для пересчета общего азота на сырой белок в зерне яровой пшеницы использовали коэффициент 5,7; массу 1000 зерен, натуру, стекловидность, клейковину зерна определяли соответственно по ГОСТу.
Влажность и засоренность зерна определяли весовым методом. Оценка экспериментальных данных проводилась дисперсионным методом. Многофакторный полевой опыт с количественными градациями факторов позволяет выявить тенденцию изменения плодородия почвы, урожая его структуры и качества.
Данная модель наилучшим образом отражает часто наблюдаемое в опытах явление: значительный рост урожая при начальном применении минеральных удобрений и очень медленное повышение его при последующем увеличении доз удобрений.
Числовые значения коэффициента определяли методом наименьших квадратов (В.Н.Перегудов, 1977). В процессе анализа каждый из коэффициентов оценивался по критерию Стьюдента. В ходе такой оценки последовательно исключали коэффициенты, численное значение которых не превышало теоретического значения. Полученные уравнения с численными значениями коэффициентов отражают только достоверное действие и взаимодействие факторов. Достоверность в целом, действие и взаимодействие факторов характеризуется величиной остаточного стандартного отклонения. Проверку производили путем сравнения вычисленных данных по уравнению и экспериментально полученных. Следует отметить, что уравнения рассчитывали по каждому году и в среднем за четыре года. В связи с тем, что влияние отдельных видов удобрений на урожай, его структуру, качество зерна существенно различались по годам, то в среднем за четыре года уравнения рассчитывались на основе усредненных данных.
Влияние различных доз и сочетаний макроэлементов на урожайность зерна яровой твердой пшеницы, возделываемой первой культурой по чистому пару
Основой оптимизации условий возделывания зерновых культур является правильное размещение этих культур по предшественникам. Только предшественник определяет биологические (микроорганизмы почвы полезные и вредные, их количество, сорные растения, их состав), агротехнические (структура, плотность и влажность почвы, уровень и соотношение элементов питания), условия роста и развития зерновых культур, их устойчивость к неблагоприятным условиям и в конечном итоге урожай и его качество (З.П.Карамщук, 1987).
Черноземы обыкновенные обладают высокой нитрификационной способностью, в результате чего в почве накапливается большое количество нитратного азота, особенно на паровых участках. При избытке азота и недостатке фосфора пшеница, высеваемая по пару, в благоприятные по увлажнению годы сильно развивается, что приводит к сильному росту вегетативной массы и полеганию растений. Внесение же фосфора улучшает использование азота, способствует ускорению развития пшеницы в онтогенезе, при этом улучшаются механические свойства стебля, быстрее протекает налив зерна, что в дальнейшем обеспечивает наивысшую эффективность фосфорных удобрений на первой культуре.
Результаты, полученные в 2001 году показывают, что на первой культуре по чистому пару яровой твердой пшенице Кустанайская 52, наибольшая урожайность - 4,43 т/га получена на фоне Р4оо при внесении N25P75K25J прибавка урожая составила - 0,56 т/га, на фоне Р3оо при внесении N25P75K75 урожайность — 4,48 т/га, прибавка урожая составляет - 0,64 т/га, на фоне Ргоо при внесении N5o прибавка урожая снизилась на 0,46 т/га и составила 3,52 т/га (при 3,98 т/га на контроле), на фоне Ршо при внесении N75P75K75 - 4,08 т/га, прибавка составила - 0,54 т/га, на варианте Р50К50 при урожайности 4,02 т/га, прибавка составила - 0,48 т/га (табл. 3 приложений). Все прибавки достоверны. Урожай снизился при внесении N5o в чистом виде, в связи с тем, что в паровом поле в процессе нитрификации произошло накопление нитратного азота, он оказался в избытке, а фосфора было недостаточно для формирования высокого урожая.
В 2002 году избыточное количество осадков и температурный режим, ниже средних многолетних данных, привел к развитию бурой ржавчины и септориоза, что отрицательно отразилось на росте и развитии растений. На первой культуре по чистому пару яровой твердой пшенице Кустанайская 52 наибольшая урожайность получена на фоне Р4оо при внесении N25P75K25 и составила 2,47 т/га, прибавка от минеральных удобрений - 0,28 т/га, на фоне Рзоо при внесении N75P75K75 и N25P75K25 при урожайности 2,45 и 2,46 т/га -прибавки составили 0,46 и 0,47 т/га, на фоне Р30о вариант N75P75K25 при урожайности - 2,38 т/га, прибавка составила - 0,31 т/га, на варианте N75P75K75 фон Рюо при урожайности 2,34 т/га - прибавка составила 0,34 т/га, на контрольном варианте наибольшая урожайность получена при внесении N75P75K25 была на уровне 2,27 т/га (табл. 4 приложений).
В 2003 году наибольшая урожайность получена на варианте N25P75K25 фон Р4оо - 4,52 т/га, прибавка составила - 0,74 т/га, на варианте N25P75K75 фон Р3оо при урожайности — 4,19 т/га, прибавка составила - 0,45 т/га по сравнению с контролем, на варианте N25P75K25 фон Р2оо - 4,31т/га, прибавка - 0,63 т/га, на варианте N75P75K25 фон Рюо - 4,06 т/га, прибавка - 0,52 ц/га. При урожайности 3,72 т/га фон Р0 на варианте Р50К50, получена наибольшая прибавка — 0,68 т/га (табл.5 приложений). По всем агроклиматическим показателям год был благоприятным для роста и развития пшеницы, как на контрольном, так и на удобренных фонах получена, высокая урожайность яровой твердой пшеницы Кустанайская 52.
В сухом 2004 году, при влагообеспеченности около 70 мм урожайность низкая, на первой культуре по чистому пару наибольшая урожайность 1,45 т/га получена на варианте N75P75K25 Фон Ргооэ прибавка от внесения удобрений составила 0,51 т/га. При внесении двойной дозы фосфора на фоне Рзоо при урожайности 1,21 т/га, прибавка составила - 0,42 т/га (табл. 6 приложений).
Потенциальное плодородие почвы чернозем обыкновенный и фактические гидротермические условия позволили получить довольно высокий уровень урожайности основной продукции (в среднем за 4 года: 2001-2004) на уровне 2,28 - 3,09 т/га по культуре яровой твердой пшеницы. Установлено, что максимальная урожайность зерна (2003 г) - 4,52 т/га, обеспечена на варианте N25P75K25 (Фон Р400) с параметрами почвенного плодородия: N-NO3 - 13,9 мг/кг; Р2О5- 211 мг/кг; КгО - 404 мг/кг почвы при достаточной влагообеспеченности (ГТК= 1,5).
Прибавки урожая зерна при внесении Р50; Р50К50; тройной дозы (N25P75IQ25) полного удобрения на фоне Р3оо находились в пределах от 0,1 до, 0,45 т/га. Внесение 3-х элементов (N25P75K25) на Фоне Р4оо, обеспечивает увеличение урожайности зерна на 17% (табл.4).
При увеличении содержания в почве подвижного фосфора за счет основного разового его внесения урожайность зерна твердой яровой пшеницы за ротацию севооборота повышается на 0,35 т/га. Наибольший прирост урожайности отмечен при переходе почвы от низкой (58 мг/кг Р2О5), к средней (70-90 мг/кг Р2О5) категории обеспеченности фосфором. Дальнейшее повышение содержания подвижного фосфора в почве - до 100-140 мг/кг не приводит к увеличению продуктивности изучаемой культуры.
