Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 9
1.1. Почвенно-климатические условия Республики Калмыкия 9
1.2. Развитие зернового хозяйства Республики Калмыкия 12
1.3. Технология возделывания озимой тритикале в Республике Калмыкия 17
1.4. Влияние минерального питания на урожайность и качество зерна озимой тритикале 19
Глава II. Условия и методы проведения исследований 41
2.1. Схема опыта и методики исследований 41
2.2. Агрохимическая характеристика почвы и метеорологические условия в годы проведения опыта 45
Глава III. Влияние минеральных удобрений на содержание питательных веществ почвы 51
3.1. Влияние минеральных удобрений на содержание азота в почве 51
3.2. Влияние минеральных удобрений на содержание фосфора в почве 60
3.3. Динамика содержания калия в почве 66
Глава IV. Влияние уровня минерального питания на урожайность, структуру урожая и качество зерна озимой тритикале 71
4.1. Особенности роста растений и динамика влажности 71
4.2. Продуктивность озимой тритикале и урожайность зерна в зависимости от доз удобрений 83
4.3. Содержание основных элементов питания в растениях озимой тритикале и их вынос с урожаем 89
4.4. Качество зерна озимой тритикале 99
Глава V. Эффективность применения минеральных удобрений 104
5.1. Окупаемость применения удобрений 104
5.2. Экономическая эффективность применения минеральных удобрений 106
5.3. Энергетическая эффективность применения удобрений 108
Глава VI. Влияние применения минеральных удобрений на экологические условия 111
6.1. Эколого-токсикологическая оценка почв 111
6.2. Влияние применения удобрений на безопасность зерна озимой тритикале 114
Выводы 117
Предложения производству 119
Список использованной литературы 120
Приложения 137
- Влияние минерального питания на урожайность и качество зерна озимой тритикале
- Влияние минеральных удобрений на содержание азота в почве
- Содержание основных элементов питания в растениях озимой тритикале и их вынос с урожаем
- Влияние применения удобрений на безопасность зерна озимой тритикале
Введение к работе
Актуальность темы. В последние годы многие регионы России подверглись острой засухе. По подсчетам Минсельхоза России, потери от нее, к примеру, в 2009 году в общей сложности составили на сумму 13 млрд. руб. Гибель сельскохозяйственных культур произошла на площади более 4 млн.га. От засухи пострадали более 8 тыс. хозяйств. Данные официальной статистики свидетельствуют, что наибольшая частота проявления засух характерна для Северо-Кавказского региона, Среднего и Нижнего Поволжья, Южного и Среднего Урала (30-42% случаев). Значительно выросла повторяемость опасных гидрометеорологических явлений (ливней, градобитий, паводков, наводнений и т.д.), причем нередко они проявляются комплексно.
В сложившейся ситуации проблема эффективного ведения земледелия в экстремальных климатических условиях приобретает острую актуальность. Для решения этой проблемы предлагается сохранение и повышение плодородия почв, оптимизация структуры посевных площадей, обязательное наличие в севооборотах чистых паров, строгое соблюдение зональных агротехнологий, возделывание засухоустойчивых культур, адаптированных к экстремальным условиям. Одной из таких культур является тритикале. Растущий интерес к этой культуре в мире и в нашей стране вызван большими ее возможностями в связи с нарастанием засушливости и других аномальностей климата.
Несмотря на свою филогенетическую молодость, тритикале уже начинает теснить другие культуры в структуре посевных площадей. В России наибольшие ее площади сосредоточены в Белгородской, Воронежской, Волгоградской, Ростовской областях, а также в Краснодарском и Ставропольском краях. В перспективе тритикале должна занимать не менее 10% в структуре зернового клина в южных местностях и до 15% – в более северных регионах.
Развитие агропромышленного комплекса Республики Калмыкия направлено на производство животноводческой продукции, которое может быть реализовано только при создании необходимой кормовой базы.
Одним из основных способов повышения урожайности зерновых культур и улучшения их качества в республике является экологически и экономически обоснованное применение минеральных удобрений. Их значимость среди других агроприемов с каждым годом повышается. Внесение минеральных удобрений обеспечивает оптимальное питание культур. Рациональное минеральное питание является важнейшим фактором управления ростом и развитием растений с целью получения высокого урожая при хорошем качестве продукции. Удобрения повышают также способность растений противостоять засушливым условиям, что особенно важно для Республики Калмыкия. Таким образом, устойчивое производство зерновых, в том числе тритикале, на пахотных землях невозможно без использования минеральных удобрений.
Сорта тритикале на различных этапах развития по-разному относятся к условиям произрастания, в том числе и к условиям минерального питания. Поэтому при возделывании новых сортов наибольшую отдачу от агротехнических приемов можно получить в том случае, если их возделывают с учетом особенностей развития и требований к условиям минерального питания и другим факторам внешней среды в разные фазы роста и развития растений. В этой связи изучение влияния минеральных удобрений на продуктивность сорта и качество зерна озимой тритикале является необходимым условием их рационального использования. До сих пор не выявлены оптимальные дозы удобрений под озимую тритикале сорта Хонгор в условиях Республики Калмыкия. Наши исследования в определенной мере восполняют этот пробел.
Цель исследований – изучение влияния различного уровня минерального питания на плодородие светло-каштановых почв Республики Калмыкия, на урожайность, качество зерна и потребление питательных веществ озимой тритикале.
Объект исследований: озимая тритикале сорта Хонгор.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
провести оценку влияния минеральных удобрений на урожайность зерна озимой тритикале (сорт Хонгор);
установить влияние различных уровней питания на показатели качества зерна озимой тритикале;
выявить особенности потребления основных питательных веществ на основных фазах развития растений при внесении различных доз и сочетаний минеральных удобрений;
изучить влияние минеральных удобрений на агрохимические свойства;
дать агроэкономическую оценку применения удобрений под озимую тритикале.
Научная новизна. Впервые в условиях Республики Калмыкия на светло-каштановых почвах дана оценка влияния минеральных удобрений на урожайность и качество зерна озимой тритикале нового районированного сорта Хонгор. Выявлены изменения питательного режима почвы при внесении минеральных удобрений и потребление элементов питания из почвы растениями озимой тритикале.
Установлено, что более высокое содержание элементов питания в почве на удобренных вариантах при оптимальной влагообеспеченности в сравнении с контрольным вариантом способствует более интенсивному потреблению питательных веществ растениями на различных стадиях развития озимой тритикале, что повышает ее урожайность и качество зерна.
Максимальная прибавка урожая зерна – 7,0 ц/га установлена при подкормке посевов азотными удобрениями (N30) и внесении фосфорных удобрений (P60).
При этом зерно с удобренных вариантов было более качественное. Содержание в зерне азота, фосфора, калия, протеина и крахмала при внесении минеральных удобрений были выше, чем в зерне на контроле. Так, при внесении удобрений содержание клейковины повысилось в среднем на 3-4%.
Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные позволяют оптимизировать применение минеральных удобрений под озимую тритикале сорта Хонгор в условиях Республики Калмыкия для обеспечения более высокой урожайности при хорошем качестве зерна. Данные по выносу N, P2O5, K2O и затратам питательных веществ на производство 1 т зерна будут использоваться при разработке соответствующих нормативов, для проектирования применения удобрений под озимую тритикале на светло-каштановых почвах Калмыкии, что позволит полнее реализовать ее потенциал в производственных условиях.
Положения, выносимые на защиту:
изменение содержания NPK в почве с применением минеральных удобрений;
потребление питательных веществ озимой тритикале при внесении различных доз и сочетаний удобрений;
действие различных доз минеральных удобрений на формирование урожая озимой тритикале сорта Хонгор;
влияние различных уровней питания на показатели качества зерна тритикале;
агроэкономическая оценка применения удобрений на посевах озимой тритикале.
Личный вклад автора. Соискатель принимал непосредственное участие в разработке программы опытов, самостоятельно проводил наблюдения в полевых и лабораторных условиях, исследовал и обобщал экспериментальные данные.
Апробация работы и публикации. Основные материалы диссертационной работы ежегодно докладывались на заседании Ученого совета ГНУ ВНИИА им Д.Н. Прянишникова в 2009-2011гг. Результаты исследований были изложены на 44-й Международной научной конференции молодых ученых и специалистов «Комплексное применение средств химизации в адаптивно-ландшафтном земледелии» (Москва, ВНИИА им. Д.Н.Прянишникова, 22-23 апреля 2010г.); Межрегиональной молодежной научной конференции «Инновационный малый бизнес как основа модернизации региональной экономики» (Элиста, КГУ, 11-12 марта 2011г.); 45-й Международной научной конференции молодых ученых и специалистов «Применение средств химизации для повышения урожайности и качества сельскохозяйственных культур» (Москва, ВНИИА им. Д.Н.Прянишникова, 21 апреля 2011г.). Основные положения диссертации опубликованы в 8-и статьях, 3 из которых в журналах, входящих в список ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству, списка литературы. Диссертация изложена на 139 страницах компьютерного текста, содержит 28 таблиц и 11 рисунков. Список цитируемой литературы состоит из 178 отечественных и зарубежных источников.
Влияние минерального питания на урожайность и качество зерна озимой тритикале
Урожайность озимой тритикале и качество зерна в значительной мере зависит от обеспеченности растений элементами минерального питания на протяжении всей вегетации. При научно обоснованной системе удобрений можно получать урожаи, близкие к потенциальным возможностям, заложенным в сорте. Возделываемые в настоящее время сорта озимой тритикале отличаются повышенными требованиями к условиям минерального питания и только при полном сбалансированном обеспечении питательными веществами в состоянии формировать высокие урожаи.
Каждый элемент в какой-то мере участвует в обмене веществ, следовательно, физиологически влияет на процессы развития. В конечном итоге удобрения приводят к активному росту, повышенной продуктивности растений. Эффективность удобрений зависит от конкретных условий применения. Отсюда вытекает необходимость дифференциации удобрений по их видам, дозам, соотношениям, срокам и способам внесения. Применение азотных удобрений в подкормки позволяет управлять процессами кущения и редукции, формировать оптимальную структуру и продуктивность агроценозов, значительно повышать качество зерна и более рационально их использовать.
Первые гибриды пшеницы и ржи были получены в 18 веке. В дальнейшем они получили название тритикале от латинских названий родительских растений (Ригин, Орлова, 1977).
Большинство тритикале представляют собой типично промежуточную форму растения между пшеницей и рожью, при этом для них характерен значительный гетерозис вегетативных органов (Сечняк, Сулима, 1976).
По данным К.Л. Лебсока (1978) урожайность тритикале составляет 80% от урожайности пшеницы, в некоторых штатах США (Канзас и Северная Дакота) достигает 90%, а в сравнении с озимой рожью превосходит ее по урожайности на 11%.
В литературе отмечается различный уровень урожайности этой культуры. На почвах с низким содержанием гумуса урожайность тритикале от 25 до 55 ц/га, а на почвах с высоким содержанием гумуса - от 35 до 75 ц/га зерна.
По научным и производственным данным при высокой агротехнике на Украине возможно получение урожая зерна 65-75 ц/га, в Сибири - 50-56, в Центрально-Черноземной зоне - 55-65, в районах Северного Кавказа - 60-78 ц/га зерна тритикале (Шулындин, 1977). В Белоруссии урожай зерна тритикале составлял 30ц/га. Внесение N60p5oK.6o на фоне Р0 в рядки повышало сбор зерна на 15%. Увеличение доз минеральных удобрений в 1,5 раза (до N90P75K90) повышало урожайность на 20% в сравнении с фоном, а увеличение доз в 2 раза - лишь на 19% (Барсуков, Осин, 1980).
По данным В.В.Лапа, В.Н. Босака, Н.А. Близнюка (2005), на дерново-подзолистых почвах Белоруссии урожайность зерна озимой тритикале по вариантам колебалась от 43,1 до 89,8 ц/га, а в более благоприятный по погодным условиям год в лучших вариантах достигала 91,4-96,4 ц/га.
По другим данным (Лапа, Ивахненко, 2008) урожайность колебалась от 33,3 до 58,0 ц/га, причем максимальная урожайность была получена в варианте с дробным внесением N120 на фоне фосфорных и калийных удобрений Р7оК2о На Украине в исследованиях В.Н. Гармашова, Г.К. Яценко, П.Н. Пыльневой (1979-1980гг.) урожайность тритикале на контроле составила 38 ц/га. При внесении фосфорных и калийных удобрений в дозах по 60 кг/га урожайность возрастала до 42,5 ц/га. Внесение удобрений N4oP6oK6o увеличивало урожай до 46,4 ц/га. Повышение дозы азота до N80 к дальнейшему увеличению урожая не приводили, сбор зерна составлял 45,7 ц/га.
Другие исследования (Гармашов, Калус, Селиванов, Яценко, 1983), в которых указаны колебания урожайности тритикале от 12,6 до 36,7 ц/га зерна, свидетельствуют о высокой отзывчивости тритикале на повышение доз азотных удобрений. Прибавка зерна по сравнению с фоном РбоКбо в вариантах с внесением 40, 80 и 120 кг/га азотных удобрений колебалась в пределах 3,4-6,2; 6,9-11,7 и 12,2-15,2 ц/га.
В опытах А.Я. Бука при посеве по черному пару в среднем за три года весенняя подкормка азотом в дозе 30 кг/га дала прибавку урожая тритикале 10 ц/га (цит. по Шулындину, 1978).
А.Ф. Шулындин (1980) изучая продуктивность тритикале отметил, что на Украине она варьирует от 33,8 до 49,7 ц/га, в Белоруссии - от 44,5 до 65,0 ц/га, в России - от 30,6 до 62,4 ц/га. Урожайность зерна тритикале в условиях Московской области колебалась от 30,8 до 42,6 ц/га, максимальная прибавка была получена в варианте N90P90K90 (Павлов, Чергинец, Михалев, Ваулина, 1979).
В условиях Республики Марий Эл в зависимости от предшественников и норм высева урожайность тритикале колебалась от 20,0 до 31,8 ц/га (Соснов, Макаров, 2010).
В других опытах также в Республике Марий Эл получали от 32,2 до 41,8 ц/га зерна (Глушков, Юнусов, Маслова, Пушкарев, 2007).
В Самарской области Н.В. Михайлов, Т.А. Горянина (2007) получили от 21,8 до 23,7 ц/га зерна. В Пензенской области урожайность зерна тритикале колебалась от 48,7 до 88,2 ц/га (Кшникаткина, Коваленко, Баткаева, 2009).
В Саратовскойsобласти сбор зерна тритикале составлял 50,0-63,6 ц/га (Каневская, 2006).
На Северном Кавказе Х.М. Назрановым, А.К. Езаовым, Л.Р. Бештоевой, A.M. Калмыковым (2010) было получено от 28,8 до 45,2 ц/га зерна.
Вородова К.В., Асыка Н.Р. (1980) на черноземах Белгородской области получали урожай зерна тритикале от 32,7 до 48,9 ц/га. Наибольшая эффективность минеральных удобрений была отмечена в вариантах с внесением полного минерального удобрения в дозах по 60 кг/га и 5т навоза.
На светло-каштановых почвах Волгоградской области было получено от 15 до 24 ц/га зерна тритикале (Егорова, Тибирькова, 2011).
На светло-каштановых почвах Республики Калмыкия в разные по климатическим условиям было получено от 20 до 57 ц/га зерна (Оконов, Куйкуиов, Утнасунов, 2007).
Значительное внимание уделяется зимостойкости и засухоустойчивости тритикале. Большинство исследователей отмечают более высокую зимостойкость тритикале по сравнению с озимой пшеницей (Викулова, 1976; Митрополенко, 1978; Котляров, 1978; Ковтун, Цильке, Мухордов, 1978).
Однако, по данным других авторов, не все сорта отличаются повышенной зимостойкостью, что связано с более сильным перерастанием растений, особенно при ранних сроках сева (Туровский, Шевченко, Кумицкая, 1978; Кшникаткина, Коваленко, Баткаева, 2009).
По устойчивости к воздействию низких температур тритикале занимает промежуточное положение между пшеницей и рожью. По некоторым данным критическая температура на глубине узла кущения у растений озимой тритикале составляло 19,2-19,5С. Гибель растений озимой пшеницы происходила при снижении температуры на глубине узла кущения -18С (Беспалова, Ковтуненко, Грициенко, 2008).
Для южных регионов нашей страны характерны частые оттепели зимой и поздние заморозки весной. После возобновления весенней вегетации отрицательные температуры наиболее губительно сказываются на озимые культуры.
Согласно данным В.Е Бормотова, Н.И. Дубовец и др. (1990) весной после возобновления вегетации гибель растений озимых культур происходит при температуре —12С на глубине узла кущения, при -8-12С из-за повреждения растений урожай снижается на 15-60%. В фазу трубкования растения погибают при - 8С.
По сообщению Л.А. Беспаловой, Ю.М. Пучкова (2004) при заморозке -6С продолжительностью 7 часов были зафиксированы значительные повреждения растений озимой пшеницы, и соответственно потери до 75% урожая зерна. В то же время, посевы озимой тритикале практически не пострадали от этого заморозка и сформировали довольно высокие урожаи.
Тритикале, как и родительские формы, относится к числу требовательных к влаге культур. Для прорастания семян тритикале необходимо 50-60% влаги к массе воздушно-сухих семян (у пшеницы - 47-48%), у ржи - 58-65%). Благодаря хорошо развитой, глубокопроникающей корневой системе она хорошо использует почвенную влагу. Оптимальная влажность почвы для роста и развития тритикале составляет 65-75% наименьшей влагоемкости. Максимум потребления влаги приходится на фазу трубкования.
Влияние минеральных удобрений на содержание азота в почве
Питание растений предопределяет уровень содержания в почве доступных форм азота, фосфора, калия и других макро- и микроэлементов. Известно, что азот почвы представлен органическими соединениями, входящими в состав гумуса, растительных и животных остатков и микроорганизмов. Азотсодержащие органические соединения становятся доступными растениям после минерализации. Из соединений минерального азота, используемых растениями в значительных количествах, являются нитраты NO3" и соли аммония NH4 .
К антропогенным факторам, способным радикально изменить азотный режим почв сухостепной зоны, относятся орошение и удобрения. Несмотря на достаточное содержание валового азота в каштановых почвах, доступных его форм зачастую бывает недостаточно для полноценного питания растений. В таких случаях возникает необходимость в применении минеральных удобрений для обеспечения растений необходимым количеством этого элемента питания. Аммонийная и нитратная формы азота являются непосредственным источником азотного питания растений.
Динамика азота в различных по генезису почвах изучалась многими исследователями. Основными факторами, определяющими величину содержания и характер динамики минерального азота в почвах являются исходный уровень их плодородия, вид возделываемой культуры и дозы азотных удобрений.
Общеизвестно, что в почвах по профилю минеральный азот распределяется неравномерно. Наибольшее количество его сосредоточено в верхнем пахотном слое вследствие высокой активности микробиологических процессов в нем и частичной локализации вносимого с удобрениями азота. В нижележащих слоях почвы содержание его снижается.
Данные о том, что в почвах степного типа нитраты являются преобладающе формой азота, вследствие быстрого окисления аммонийного азота до нитратов, но их содержание подвержено сильным колебаниям, поскольку неустойчивое увлажнение почв часто ограничивает мобилизационные процессы, приводятся А.С. Радовым и Г.А. Чуяном (1977). Однако размеры запасов N-ТчЮз различались по годам и зависели от погодных условий. Их содержание сильно подвержено колебаниям, поскольку неустойчивое увлажнение почв часто ограничивает мобилизационные процессы. Нижележащие слои профиля почвы, которые более продолжительное время удерживают активный резерв влаги, характеризуются низкой нитрификационной способностью (Коровин, 1972; Зверева, Конончук, 1992).
В опытах Горского СХИ, заложенных в 1971 году, использование длительного систематического применения удобрений в севообороте на каштановой почве положительно повлияло на агрохимические свойства почвы. За исследуемый период (1971-1987 гг.) с применением удобрений в почве происходило накопление легкогидролизуемых форм азота. Более значительным было содержание в почве аммония и нитратов (Джанаев, 2007). В исследованиях Левиной B.C. (2010) также наблюдалось положительное влияние удобрений на содержание минерального азота в почве.
В наших исследованиях на содержание минерального азота в светло-каштановой почве под озимой тритикале оказали влияние преимущественно температура и влажность почвы.
Наблюдения за динамикой содержания нитратов в светло-каштановой почве по фазам развития озимой тритикале показали, что независимо от вариантов удобрений содержание нитратного и аммонийного азота в почве снижается от периода кущения к моменту полной спелости. Так, в 2010 году до посева тритикале среднее содержание на всех делянках нитратного азота варьировало от 13,8 до 14,8, аммонийного - от 4,2 до 4,8 мг/кг почвы. В фазу кущение происходит снижение содержание минерального азота в виду потребления его растениями. К моменту возобновления вегетации весной среднее содержание нитратного азота составило 8,8-10,4 мг/кг, а аммонийного - 3,6-3,9 мг/кг почвы.
При внесении подкормки содержание азота в фазу трубкования увеличилось: нитратного - на 5,8-8,1 мг/кг, аммонийного - на 5,2-5,9 мг/кг почвы. С периода трубкования до полной спелости содержание азота снижалось, причем при созревании семян потребление азота с удобренных вариантов сильнее, чем с вариантов без применения азотных удобрений.
К уборке урожая содержание нитратного азота в пахотном горизонте на вариантах без азотной подкормки составило в среднем 23% от содержания его до посева, то есть 3,0-3,6 мг/кг, а в подпахотном горизонте - 10% от содержания его до посева или 1,4-1,5 мг/кг. При внесении азотных удобрений в дозе N3o содержание нитратного азота составило 74% - 10,2-11,0 мг/кг в пахотном, и 14%) в подпахотном горизонте от содержания его до посева - 1,5-1,9 мг/кг (табл.3).
В 2011 году содержание нитратного и аммонийного азота до посева составили 13,8-14,6 и 3,8-4,7 мг/кг - в пахотном и 12,5-13,2 и 3,2-3,6 мг/кг - в подпахотном горизонтах. В фазу трубкования внесение азотных удобрений повысило содержание минерального азота в горизонте 0-40 см по сравнению с вариантами без внесения азота в среднем: на 13,1 мг/кг нитратной и на 10,4 мг/кг аммонийной формы.
К фазе полной спелости содержание нитратного азота на вариантах без азотной подкормки составило 3,0-3,5 мг/кг или в среднем 23% от допосевного фона в пахотном и 1,1-1,4 мг/кг или 10% в подпахотном горизонтах. С внесением азотных удобрений содержание его изменилось - 10,1-11,0 мг/кг или примерно 74% от допосевного уровня в пахотном и 1,6-1,8 мг/кг или 14% от уровня перед посевом тритикале.
Среднее содержание аммонийного азота в горизонте 0-40 см составило 30% от содержания его до посева - 1,2-1,4 мг/кг в пахотном и 0,9-1,1 мг/кг в подпахотном горизонтах. Это соответствует 30% от содержания его до посева, следовательно, потребление его за вегетацию составило 70%. Применение азотных удобрений привело к повышению уровня аммонийного азота в почве -2,8-3,3 мг/кг в пахотном и 2,0-2,3 в подпахотном горизонтах, что составило 70% от допосевного содержания. На этих вариантах потребление аммонийного азота составило 30% от его содержания до посева тритикале (табл. 4).
Содержание основных элементов питания в растениях озимой тритикале и их вынос с урожаем
Каждая культура имеет свойственный ей темп роста и развития в данных климатических условиях, в соответствии, с чем наблюдаются различия в динамике потребления питательных веществ растениями.
Растения тритикале отличаются потреблением питательных веществ от своих родителей - пшеницы и ржи (Хачидзе, Мамедов, 2009).
Изучение потребления растениями озимой тритикале основных элементов питания - азота, фосфора и калия, запасы которых обычно пополняются за счет внесения удобрений, представляет исключительный интерес при разработке рациональной системы применения удобрений.
На опытных посевах озимой тритикале контроль за уровнем обеспеченности растений элементами питания проводился в фазах кущения, выхода в трубку и колошения.
В наших исследованиях содержание азота в растениях озимой тритикале было наибольшим в фазу кущения. Это означает, что азот особенно необходим растениям в самые ранние фазы развития. Затем, в течение вегетации, процентное содержание азота в растениях уменьшалось (табл.16, табл.17).
Необходимо отметить, что содержание азота в растениях отличалось по годам. Так, среднее содержание азота по всем вариантам в фазу кущения в 2010 году составило 3,66%, в 2011 году - 3,98% (табл.16).
Повышение уровня минерального питания способствовало увеличению содержания азота в растениях. Так, в 2010 году применение азотной подкормки привело к повышению содержания азота в фазу выхода в трубку на 0,18-0,49% и в фазу колошение на 0,77-1,10%. В 2011 году подкормка азотом увеличила содержание его в растениях на 0,41-0,68% в фазу трубкования и на 0,44-0,63%) в период колошения растений тритикале (табл.16).
Проведенный анализ растений показал, что в среднем за 2 года ранневесенняя подкормка посевов азотными удобрениями в дозе N3o способствовала увеличению содержания азота в растениях. Так, проведенная в фазе трубкования растительная диагностика выявила, что в среднем за 2 года на подкормленных вариантах содержание азота в растениях составило 3,34-3,45%) на абс. сух. вещ., а на вариантах без подкормки - 3,0-3,27%) на абс. сух. вещ. (табл.17).
Так как для тритикале нет нормативов содержания элементов питания в растениях, мы руководствовались нормативами для пшеницы и ржи. По В.В. Церлинг в фазу выхода в трубку оптимальными значениями для озимой пшеницы являются 3,2-4,0%, а для озимой ржи - 3,2-3,8%) (табл.18). Таким образом, можно сделать вывод, что обеспеченность растений тритикале азотом в эту фазу была оптимальной.
Растительная диагностика листового аппарата в фазе колошения также показала оптимальную обеспеченность растений тритикале азотом - 2,90-3,14%) (табл. 17, рис.9). Содержание фосфора в растениях тритикале несколько отличалось по годам исследований. Например, на контрольном варианте в фазу кущения в 2010 году содержание фосфора составило 0,27%, в 2011 году - 0,33%), что связано с увеличением количества осадков в последнем (табл.16).
Однако погодные условия не сказались в дальнейшем на увеличении содержания фосфора в растениях. Хотя в вариантах с использованием фосфорных удобрений в фазе кущения (осенняя вегетация) увеличение содержания составило: в 2010 году - 0,06-0,23%), в 2011 году - 0,05-0,16%), максимальное содержание его составило 0,49-0,50%) в вариантах NjoPeo и N30P90 (табл. 17).
В среднем за 2 года на вариантах с внесением удобрений обеспеченность растений фосфором в фазу выхода в трубку была выше оптимальной и составила 0,36-0,50%) (табл.17, табл.18, рис.10).
Наименьшее содержание фосфора в растениях в фазе кущения при осенней вегетации (0,30-0,32%), выхода в трубку (0,26-28% ) и колошения (0,29%о) наблюдалось на вариантах, где фосфорные удобрений не вносились. Максимальная обеспеченность этим элементом в вышеперечисленные фазы отмечалась на вариантах с применением фосфорного удобрения в дозе Р9о (табл.17, рис.10).
Содержание калия в растениях тритикале по годам существенно не различалось. Это объясняется высоким содержанием его в почве, обусловленным генетическими особенностями (табл.16, рис.11).
Данные по содержанию NPK в растениях в различные фазы имеют большой интерес для диагностики минерального питания растений. Зная их содержание, можно своевременно определить недостаток того или иного элемента. Обеспечение растений необходимыми элементами питания с учетом их требований к оптимальным соотношениям на протяжении всего вегетационного периода позволит максимально использовать биологический потенциал каждой культуры и каждого сорта.
Из одной и той же почвы разные растения потребляют не только неодинаковые количества питательных элементов, но и в различном соотношении. Помимо видовых и сортовых особенностей растений в поглощении питательных веществ имеют большое значение почвенно-климатические условия. Данные о потребности культур в питательных веществах выражают либо их выносом с общим урожаем, либо на единицу урожая основной продукции с учетом соответствующего количества его побочной части (солома, ботва). Накопление элементов минерального питания в расіснии достигает максимума в начале созревания. Это соответствует понятию «потребность растений в питательных веществах». В конечные фазы развития имеют место некоторые потери элементов питания в результате опадения листьев, оттока веществ из корневой системы в почву (Ягодин, 1989).
В существующих нормативах потребления питательных веществ (1989) культура тритикале отсутствует. В литературе имеются отдельные противоречивые данные. Так, на формирование 1 т зерна и соответствующее количество соломы растение тритикале в среднем использует 22-50 кг азота, 12-16 кг фосфора и 23-40 кг калия (Чайка, Решетников и др., 1991; Посыпанов, Долгодворов и др., 1997; Чуйкова, 2008). Это, по мнению М.Т. Чайки и др. (1991), выше, чем у пшеницы, но ниже, чем у ржи, а по данным A.M. Артюшина и Л.М. Державина (1971) выше, чем у ржи. Такая противоречивость, по-видимому, связана с сортовыми различиями и условиями выращивания, в том числе уровнем плодородия почв и применением удобрений. Ягодин Б.А. (1989) указывает примерный вынос N, Р205 и К20 на 1т урожая зерна с учетом соломы для озимой пшеницы соответственно 35, 12 и 26 кг, озимой ржи - 30, 12 и 28 кг, при соотношении указанных питательных элементов для этих культур 2,5-3,0:1:2,3.
Минеральные удобрения в наших исследованиях оказали влияние на вынос азота, фосфора и калия (табл.19, табл.20). Данные по выносу питательных элементов 1т зерна с учетом соответствующего количества соломы несколько отличались по годам. Так, в более влажном 2011 году затраты на 1т зерна были выше. В 2010 году с 1т зерна было вынесено 30-41 кг азота, 8-10 кг фосфора и 29-32 кг калия. Тогда как в 2011 году показатели выноса с 1 т продукции составили: азота - 30-45 кг, фосфора - 10-15 кг и калия - 33-37 кг (табл.19, табл.20).
Влияние применения удобрений на безопасность зерна озимой тритикале
Зерно и продукты его переработки являются национальным достоянием и мощным фактором обеспечения продовольственной и экономической безопасности страны. В России зерно и зернопродукты, особенно хлебобулочные изделия, формируют 45% рынка продовольственных товаров. Система государственного контроля качества и безопасности зерна и продуктов его переработки существует в России около 86 лет.
Обеспечение безопасности продуктов питания является одной из задач Доктрины продовольственной безопасности, утвержденной 30 января 20Юг Указом Президента РФ №120.
В соответствии с Доктриной продовольственной безопасности Россия совершенствует систему организации контроля безопасности продуктов, включая продовольственного зерна. Российская система государственного контроля качества и безопасности зерна и продуктов его переработки включает в себя все этапы оборота от контроля качества и установления сортовой принадлежности семян, обнаружения генномодифицированных объектов, государственной регистрации пестицидов, регламента применения пестицидов, апробации методик их выявления, мониторинга качества и безопасности зерна и продуктов его переработки при экспортно-импортных операциях и поставках для государственных нужд.
В настоящее время мы имеем дело с возросшими требованиями к качеству производимых продуктов питания. Поэтому очень важно, чтобы такие продукты, как зерно и продукты его переработки были сохранены в условиях полной безопасности. Самым главным мероприятием в этих целях является защита от загрязнений окружающей среды. В последнее время все острее стоит проблема загрязнения окружающей среды вредными компонентами. К числу этих загрязнителей, прежде всего, относят нитраты, тяжелые металлы, пестициды и их метаболиты. Было установлено, что основным путем (до 70%) поступления их в организм человека являются пищевые продукты. Результатами многих исследований доказано, что неконтролируемое загрязнение пищевых продуктов токсичными элементами может вызвать серьезные негативные последствия в организме. Для предотвращения и ослабления этих последствий появились нормативные акты, регулирующие предельное содержание токсичных элементов в продуктах питания. В нашем опыте проводилось определение содержания нитратов, солей тяжелых металлов и мышьяка в зерне озимой тритикале. По результатам анализов превышение нормы по содержанию нитратов (1000 мг/кг) не наблюдалось (табл.28).
Определение таких тяжелых металлов как свинец, кадмий, мышьяк и ртуть, а также мышьяка показали, что содержание их в зерне со всех вариантов во все года исследования не превышало максимально допустимых уровней (МДУ). По результатам анализов содержание в продукции токсичных металлов соответствовало требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 (табл.28).
Таким образом, согласно полученным нами данным накопления токсичных элементов в зерне при изучаемых дозах минеральных удобрений не наблюдалось.
Выборочно было также исследовано зерно тритикале на содержание остаточных количеств пестицидов и радионуклидов. Вся исследованная зерновая продукция соответствовала также нормам безопасности согласно СанПиН 2.3.2.1078-01, п. 1.4.1 по содержанию остаточных количеств пестицидов, стронция-90 и цезия -137.
Следует отметить, что никакой закономерности по влиянию внесения минеральных удобрений на содержание нитратов, тяжелых металлов, пестицидов и радионуклидов выявлено не было. Зерно тритикале полностью соответствовало нормам безопасности как продовольственное зерно.
