Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние изученности вопроса 8
1.1. Многолетние бобовые травы как источник органического вещества и азота 8
1.2. Влияние бобовых предшественников и азотных удобрений на урожайность и качество зерна ячменя 8
1.2.1. Влияние бобовых предшественников на урожайность и качество зерна ячменя 13
1.2.2. Влияние азотных удобрений на урожайность и качество зерна ячменя 15
1.3. Влияние бобовых предшественников и азотных удобрений на урожайность и качество зерна овса 21
1.3.1. Влияние бобовых предшественников на урожайность и качество зерна овса 21
1.3.2. Влияние азотных удобрений на урожайность и качество зерна овса 23
Глава 2. Методика и условия проведения исследований 29
2.1. Методика полевых опытов 29
2.2. Методика сопутствующих исследований 31
2.3. Почвенные условия 33
2.4. Метеорологические условия 34
Глава 3. Количество пожнивно-корневых остатков клевера лугового 2 Г.П. и содержание в них азота 44
Глава 4. Оценка действия азотных удобрений при возделывании ячменя по пласту клевера лугового 2 Г.П 47
4.1. Влияние азотных удобрений на содержание минеральных форм азота в почве 47
4.2. Влияние азотных удобрений на фотосинтетическую деятельность растений ячменя 55
4.3. Влияние азотных удобрений на урожайность ячменя 59
4.4. Влияние азотных удобрений на качество зерна ячменя и содержание элементов питания в зерне и соломе 63
Глава 5. Оценка действия азотных удобрений при возделывании овса по обороту пласта клевера лугового 2 Г.П... 69
5.1. Влияние азотных удобрений на содержание минеральных форм азота
в почве 69
5.2. Влияние азотных удобрений на фотосинтетическую деятельность растений овса 76
5.3. Влияние азотных удобрений на урожайность овса 79
5.4. Влияние азотных удобрений на качество зерна овса и на содержание элементов питания в зерне и соломе 82
Глава 6. Биоэнергетическая и экономическая оценка применения азотных удобрений на ячмене и овсе 88
6.1. Биоэнергетическая эффективность азотных удобрений 88
6.2. Экономическая эффективность азотных удобрений ! 89
Выводы 94
Предложения производству 96
Библиографический список 97
Приложения 134
- Влияние бобовых предшественников и азотных удобрений на урожайность и качество зерна ячменя
- Влияние бобовых предшественников на урожайность и качество зерна овса
- Количество пожнивно-корневых остатков клевера лугового 2 Г.П. и содержание в них азота
- Влияние азотных удобрений на фотосинтетическую деятельность растений ячменя
Введение к работе
Актуальность темы. Ячмень и овёс являются основными зернофуражными культурами России, общая площадь их возделывания в среднем за 2001-2005 гг. составила 12,4 млн. га (30 % от площади зерновых). В Пермском крае в этот же период времени ячмень и овёс были более распространены, занимали в среднем соответственно 84 и 97 тыс. га (в сумме 38 % от площади зерновых). В то же время, в Пермском крае урожайность ячменя (13,8 ц/га) и овса (12,3 ц/га) была значительно меньше, чем в целом по России (18,1 и 15,8 ц/га соответственно).
Таким образом, и в Пермском крае, и в целом по стране уровень урожайности ячменя и овса намного ниже потенциально возможного. Поэтому актуальность исследований, в задачи которых входит поиск способов увеличения продуктивности фуражных культур, несомненна.
Одним из основных путей повышения урожайности ячменя и овса является улучшение обеспеченности растений азотом. Поступление азота в систему почва — растения в наибольших размерах происходит в результате внесения удобрений и симбиотической фиксации при выращивании бобовых культур. Для достижения максимальной продуктивности фуражных культур необходимо грамотное сочетание указанных приходных статей. Однако вопрос обоснования доз азота под яровые зерновые, возделываемые после многолетних бобовых трав, изучен недостаточно.
Цель исследований — оценить действие азотных удобрений на ячмене и овсе, возделываемых соответственно по пласту и обороту пласта клевера лугового 2 т.п., в условиях дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв Преду-ралья.
Задачи исследований:
1. Установить количество пожнивно-корневых остатков и азота, поступающих в почву после уборки клевера лугового 2 т.п.;
Определить влияние азотных удобрений на содержание минеральных форм азота в почве под ячменём и овсом;
Оценить эффективность азотных удобрений на ячмене и овсе, возделываемых соответственно по пласту и обороту пласта клевера лугового 2 г.п.;
Провести биоэнергетическую и экономическую оценки применения азотных удобрений на зернофуражных культурах и сформулировать предложения сельскохозяйственному производству.
Научная новизна. Впервые в Предуралье проведены целенаправленные комплексные исследования по оценке совместного действия биологического азота и возрастающих доз азотных удобрений на зернофуражных культурах, выращиваемых после клевера лугового 2 г.п. Установлены оптимальные дозы азотных удобрений для ячменя и овса, возделываемых соответственно по пласту и обороту пласта клевера лугового 2 г.п.
Практическая значимость. Результаты наших исследований обосновывают систему удобрения ячменя и овса на дерново-подзолистых тяжелосуглинистых среднеокультуренных почвах Предуралья, позволяющую при минимальных затратах на применение удобрений получать урожайность зерна на уровне соответственно 30 и 35 ц/га.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований по оценке действия азотных удобрений на ячмене сорта Сонет и овсе сорта Улов, возделываемых соответственно по пласту и обороту пласта клевера 2 г.п., внедрены в ФГУП УОХ «Липовая гора» Пермского района Пермского края в 2008 году на площади соответственно 10 и 15 га.
Апробация результатов исследований. Материалы диссертационной работы ежегодно докладывались на заседаниях кафедры агрохимии Пермской ГСХА. Кроме того, использовались для участия в следующих научных конференциях.
LXVI Всероссийская научно-практическая конференция молодых учёных, аспирантов и студентов «Вклад молодых учёных в развитие АПК» (Пермь, 2007 год).
LXVII Всероссийская научно-практическая конференция молодых учёных, аспирантов и студентов «Энергия и знания молодых — аграрному сектору» (Пермь, 2008 год).
LXVIII Всероссийская научно-практическая конференция «Инновации и технологии — эффективному агропроизводству» (Пермь, 2008 год).
XVI Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Экология: проблемы и пути решения» (Пермь, 2008 год).
Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная 90-летию сельскохозяйственного образования на Урале (Пермь, 2008 год).
XIII Всероссийская научно-методическая конференция «Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения» (Челябинск, 2008 год).
Всероссийская научно-практическая конференция «Научный потенциал — аграрному производству», посвященная 450-летию вхождения Удмуртии в состав России (Ижевск, 2008 год).
По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 1 статья во Всероссийском аграрном журнале «Аграрный вестник Урала», включённом в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК.
Основные положения, выносимые на защиту;
Эффективность азотных удобрений на ячмене, возделываемом на фоне прямого действия биологического азота клевера лугового 2 г.п.
Эффективность азотных удобрений на овсе, возделываемом на фоне последействия биологического азота клевера лугового 2 г.п.
Автор приносит благодарность за помощь в проведении исследований всем сотрудникам кафедры агрохимии ПГСХА, лаборантам, заведующей лабораторией АНИЛ М.П. Усковой, доценту кафедры агрохимии Н.М. Пьянковой, совместно с которой проведены исследования в главах 2.3 и 3, доценту кафедры почвоведения О.А. Скрябиной, студентам-дипломникам Д.В. Сундрякову, Н.А. Шиловой, Н.А. Ложкиной, Д.С. Фомину, Т.А. Устюговой, Е.С. Соболевой.
Особую благодарность автор выражает научному руководителю работы — доценту, кандидату сельскохозяйственных наук В.Р. Олехову.
Влияние бобовых предшественников и азотных удобрений на урожайность и качество зерна ячменя
Бобовые культуры уникальны в том, что способны с помощью клубеньковых бактерий рода Rhizobium фиксировать азот атмосферы, тем самым включая так называемый «биологический» азот в круговорот веществ в земледелии. Экспериментально установлено, что бобовые за счёт атмосферы удовлетворяют свои потребности в азоте в среднем на 60-70 % (Мишустин Е.Н., 1976; Мокрие-вич Г.Л., 1999; Каюмов М.К., 2001; Завалин А.А., 2002; Sinclair T.R., 2002; Hardarson G., 2003; Jones R., 2003; Sheaffer C.C., 2003; Кудашкин М.И., 2007; Grosh P.K., 2007).
Относительные размеры азотфиксации в значительной степени варьируют в зависимости от выращиваемых культур. Многие учёные - Ф.Ф. Юхим-чук (1971), В.Г. Лошаков (1985), В.Н. Кудеяров (1988), Г.С. Посыпанов (1991), Ф.В. Янишевский (1997), В.П. Спасов (2001), G. Carlsson (2003), A. Guck-ert (2003) - указывают на то, что количество азота, фиксированного из воздуха, в биомассе гороха, вики достигает 40-50 %, люцерны, клевера - 70-90 % от общего содержания. Таким образом, многолетние бобовые травы практически полностью удовлетворяют свои потребности в азоте за счёт фиксации последнего из атмосферы.
Абсолютная продуктивность симбиотической азотфиксации в зависимости от видов культур и условий их выращивания может изменяться от 22 до 370 кг/га за вегетационный период (Черепков Н.И., 1985; Исаев А.П., 1986; Лобов А., 1989; Агеев В.В., 1990; Михайличенко Б.П., 1997, 2002; Епифанов B.C., 2000; Газданов А.У., 2005).
Так, в результате проведения многочисленных опытов установлено существенное превосходство многолетних бобовых трав по данному показателю над зернобобовыми культурами: клевер обеспечивает азотфиксацию в размере 29-225 кг/га в год, люцерна - 126-370, люпин - 160-170, горох - 22-130, вика - 22 9 130, кормовые бобы - 45-130, фасоль - 70-80, соя - 45-130 кг/га в год (Осо-кин И.В., 1964, 1981; Хабарова АЛ, 1967; Корляков Н.А., 1969; Филимонов Д.А., 1976; Гнетиева Л.Н., 1985; Халезов Н.А., 1989; Лабынцев А.В., 1997; Персикова Т.Ф., 1998; Решетников В.М., 1999, 2000).
Симбиотическая фиксация бобовыми культурами азота воздуха имеет большое энергетическое значение. Так, при производстве 1 ц азотных удобрений промышленным способом затрачивается 86,6 МДж ископаемой энергии, а на фиксацию такого же количества атмосферного азота бактериями — 167,0 КДж углеводной (Берестецкий О.А., 1986; Андреев СИ., 2002; Шрам-ко Н.В., 2005; Тиранова Л.В., 2006).
Ценность бобовых культур определяется и тем, что азот, фиксированный ими из воздуха, частично поступает в почву в составе пожнивно-корневых остатков, при этом многолетние бобовые травы по данному показателю значительно превосходят зернобобовые культуры (Дёмин Л.А., 1981, 1983; Исаев А.П., 1996; Козлова Л.М., 1996, 2004; Bolinder М.А., 2002; Evans J., 2003; Тимошенко СМ., 2005; Дзюин А.Г., 2007).
Так, П.И. Никончик (1986) расположил сельскохозяйственные культуры в порядке убывания количества растительных остатков на дерново-подзолистых почвах Белоруссии следующим образом (в ц абсолютно-сухого вещества на 1 га): клевер + тимофеевка (62,9) люцерна (60,8) клевер (50,4) озимая рожь (29,3) озимая пшеница (29,0) овёс (28,9) кормовой люпин (28,1) яровая пшеница (27,1) ячмень (25,2) кукуруза (25,2) гречиха (21,9) подсолнечник (19,9) бобы кормовые (16,0) вика яровая (15,8) горох (14,0) сераделла (13,5) пелюшка (11,2) брюква (11,2) сахарная свёкла (11,0) картофель (10,6) морковь (8,1) кормовая свёкла (7,0).
Как мы видим, растительные остатки поступают в почву при выращивании и бобовых, и небобовых культур. Причём с последними поступает примерно такое же количество пожнивных и корневых остатков, как и с зернобобовыми культурами. Сельскохозяйственные культуры различаются и по количеству оставляемого в почве азота.
По данным В.Г. Лошакова (1992), Н.В. Парахина (2006) в зависимости от условий возделывания с растительными остатками зерновых и пропашных культур в почву поступает 24,4-45,3 кг/га азота, зернобобовых — 45,0-130,0 кг/га. Следует отметить, что небобовые культуры весь накопленный азот усваивают из почвы, в то время как зернобобовые, благодаря симбиозу с азот-фиксирующими бактериями, частично поглощают его из атмосферы.
При выращивании многолетних бобовых трав (в частности, клевера и люцерны) в зависимости от почвенно-климатических условий в почве остаётся 65,0-424,4 кг/га азота, в том числе до 374,0 кг/га «биологического» (Лошаков В.Г., 1991, 2002; Лукин СМ., 1995; Лабынцев А.В., 1997).
Таким образом, обладая более значительной азотфиксирующей способностью, клевер и люцерна обеспечивают азотом не только себя в значительной мере, но и в определённой степени последующие культуры.
Влияние бобовых предшественников на урожайность и качество зерна овса
Овёс, в отличие от ячменя, не очень требователен к предшественникам и во многих хозяйствах его размещают последней культурой в севообороте — после яровых зерновых. Однако, по мнению В.П. Молчана (1991), В.Ф. Мальцева (1996), М.П. Чернова (2004), получить высокую урожайность и наилучшее качество зерна овса можно только при его выращивании после пропашных, зернобобовых, бобовых культур, озимой ржи, а также яровых зерновых культур, идущих по пласту многолетних бобовых трав.
Следует отметить, что исследований по изучению бобовых предшественников овса проведено значительно меньше, чем в случае с ячменём. Изучением данного вопроса в различных почвенно-климатических зонах занимались С.А. Воробьёв (1986), В.П. Заикин (1988), В.А. Фигурин (1995, 22 2003), Э.Э. Темирсултанов (2002), И.И. Лотфуллин (2003). При этом во всех опытах бобовые культуры изучались в качестве предпредшественника овса. Некоторые результаты исследований представлены ниже. На серой лесной среднесуглинистой почве Предкамья Республики Татарстан урожайность зерна овса по обороту пласта многолетних трав (бобово-злаковая смесь) составила 37,6 ц/га, после гороха — 31,4 п/га (Лотфуллин И.И., 2003). В условиях дерново-подзолистых почв Кировской области получена следующая урожайность овса при размещении его по обороту пласта различных трав: после клевера — 32-33 ц/га зерна, после бобово-тимофеечных трав - 27-28, после злаковых трав - 21-24 ц/га зерна (Фигурин В.А., 1995, 2003). В условиях Предуралья исследования по изучению различных предшественников овса проводились в небольшом количестве. Исследования Ф.М. Зиганыпиной (1985), В.П. Зверевой (1988), И.Д. Со-сниной (1988) показывают, что на дерново-подзолистых почвах в условиях Пермской области урожайность овса, выращиваемого по обороту пласта клевера 1 т.п., составляет 29,6 ц/га, 2 г.п. - 32,1-34,1, а при возделывании овса после зерновых культур - лишь 26,2-27,1 ц/га зерна. СП. Мартьяновым (1987) получена следующая урожайность зерна овса при размещении его по обороту пласта различных трав: после клевера 2 г.п. — 42,5 ц/га, после люцерны 2 г.п. - 35,4, после мятликовой травосмеси - 30,5 ц/га.
Влияние предшественников овса на качество его зерна изучено только СП. Мартьяновым (1987, 1989), который отмечает положительное влияние многолетних бобовых трав на содержание сырого протеина в зерне овса. Так, на дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве в условиях Пермской области содержание сырого протеина в зерне овса, возделываемого по обороту пласта клевера 2 г.п. составило 9,4 %, по обороту пласта люцерны 2 г.п. - 9,0 %, по обороту мятликовой травосмеси - 8,1 %. Таким образом, исходя из найденных в научной литературе данных, можно сделать вывод, что независимо от почвенно-климатических условий бобовые предшественники обеспечивают получение высокой урожайности и качества зерна овса. Овёс, в отличие от ячменя, является не очень требовательной к удобрениям культурой. Однако получить высокую урожайность зерна овса можно лишь при использовании азотных удобрений (Акатышев П.М., 1985; Пискунов А.С., 1986; Завалин А.А., 1987, 1996; Витриховский И.П., 1988; Чав-дарьГ.Д., 1989). Эффективность азотных удобрений зависит от многих факторов, среди которых, как правило, определяющими являются почвенно-климатические условия, предшествующие культуры и дозы азотных удобрений. Овёс нетребователен к предшественникам, поэтому во многих почвенно-климатических зонах его размещают последней культурой в севообороте - после яровых зерновых и пропашных культур. При этом эффективность азотных удобрений на овсе, возделываемом после небобовых предшественников, значительно увеличивается при продвижении с юга на север.
Так, на чернозёмах выщелоченных Лесостепной зоны Южного Урала и серых лесных почвах Тульской области России и Львовской области Украины внесение более 60 кг/га азота нецелесообразно, причём увеличение дозы азотных удобрений вызывает даже снижение урожайности зерна овса (Аниси-мов А.А., 1985; Бровкин В.И., 1985, 1990; Тучапский Р.И., 1987; Зубриц-кий В.А., 1990, 1991; Израева Г.А., 1992; Завалин А.А., 1996; Гулидо-ва В.А., 2003; Проберж Э.С., 2008).
На дерново-подзолистых почвах в различных климатических условиях (Московская, Кировская области, Белоруссия) большинство учёных - В.А. Поляков (1987), В.П. Молчан (1991), М.С. Рогов (1991), Е.К. Саранин (1991), Е.В. Дудинцев (1996), П.Ю. Лазич (1999), В.В. Лапа (2001, 2002, 2003), Е.Н. Па-сынкова (2008) - считают, что под овёс оптимально вносить 60-90 кг/га азота, так как внесение более высоких доз азотных удобрений удлиняет вегетационный период, вызывает полегание растений и снижает окупаемость внесённых удобрений. В то же время, В.А. Трусов (1979), З.И. Усанова (1985) утверждают, что на дерново-подзолистых почвах Нечернозёмной зоны под овёс необходимо применять не менее 120 кг/га азота. В условиях Предуралья исследований по определению оптимальных доз азотных удобрений под овёс проведено немного, кроме того, имеются противоречивые данные. И.В. Осокиным (1981, 1989), А.С. Пискуновым (1981, 1988), СИ. Рудомё-товым (1987), Г.М. Поздняковым (1989, 1993) доказано, что под овёс, возделываемый после небобовых культур, на дерново-подзолистых почвах в условиях Предуралья необходимо применять 60-90 кг/га азота. Так, в опытах, обобщённых А.С. Пискуновым (1988, 2004), на дерново-подзолистых почвах в условиях Пермской области, прибавки урожайности зерна овса от дозы N3o составили 4,0 ц/га, N6o - 6,4, N90 - 6,9, Ni2o - 7,2 ц/га, при урожайности на контроле 18,6 ц/га.
С другой стороны, И.П. Муромцева (1985), И.Ш. Фатыхов (1989) утверждают, что на дерново-подзолистых почвах Предуралья для достижения максимальной продуктивности овса данной дозы азотных удобрений недостаточно, и рекомендуют применять более высокие нормы — 145-180 кг/га азота.
Количество пожнивно-корневых остатков клевера лугового 2 Г.П. и содержание в них азота
Для определения продуктивности клевера лугового 2 г.п. провели учёт урожайности надземной массы (приложение 9), а также путём отбора монолитов определили количество пожнивно-корневых остатков (ПКО), поступающих в почву после уборки клевера 2 г.п. (таблица 2, приложение 10).
Данные таблицы 2 показывают, что количество пожнивно-корневых остатков клевера лугового 2 г.п. значительно варьировало по годам исследований (от 71,0 до 126,7 ц/га), что, судя по всему, можно связать с погодными условиями, которые оказали влияние на формирование биомассы. В среднем за 3 года исследований в почву поступило 95,2 ц/га органических остатков клевера 2 г.п.
Следует отметить, что определённое нами количество пожнивно-корневых остатков клевера лугового 2 г.п. несколько выше данных, полученных в условиях Предуралья. Так, в исследованиях Д.Ф. Федюнькина (1960), Е.И. Алиевой (1964), И.В. Осокина (1969), З.М. Поцелуевой (1970), В.Н. Про-кошева (1979, 1983), СП. Мартьянова (1988), С.А. Батуева (2007) количество растительных остатков клевера находилось в пределах 50-90 ц/га.
В растительных образцах, полученных при уборке надземной массы и из монолитов, отобранных для учёта пожнивно-корневых остатков клевера лугового 2 г.п., было определено содержание азота, фосфора и калия (таблица 2, приложение 11).
Содержание азота в растительных остатках клевера 2 г.п. (таблица 2) было практически одинаковым во все годы проведения исследований и в среднем за 3 года составило 1,66 %. Как следствие, количество азота, поступающего в почву после уборки, напрямую зависело от количества пожнивно-корневых остатков: минимальное поступление отмечалось в 2005 году (110 кг/га), максимальное - в 2003 году (219 кг/га).
Н.А. Корляковым (1969), СП. Мартьяновым (1987, 1988) в аналогичных условиях получены более высокие результаты. По их данным, с пожнивно-корневыми остатками клевера лугового 2 г.п. в почву поступает 193-212 кг/га азота. В то же время, по данным С.А. Батуева (2007), при запахивании корней и поукосных остатков клевера 2 г.п. в почву поступает значительно меньше азота - лишь 57-63 кг/га. При интерпретации результатов наших исследований необходимо отметить, что Е.П. Трепачёв (1989, 1991), А.А. Завалин (2002) для полного учёта органической массы ПКО многолетних бобовых трав при выращивании их на дерново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны предлагают использовать ориентировочный поправочный коэффициент, равный 2,0-2,5. Перечисленные учёные объясняют необходимость этих расчётов тем, что при определении количества пожнивно-корневых остатков отмывкой монолитов из учёта ускользают тонкие (d 1,5 мм) живые и отмершие корни, прижизненный опад, клубеньки.
Таким образом, можно считать, что клевер луговой 2 г.п. в реальности оставляет в 2 раза больше органического вещества (190,4 ц/га) и, следовательно, азота, который может быть использован для питания последующих культур.
Известно, что после бобовых культур, обогащающих почву органическим веществом и азотом, значительно улучшается её азотный режим, а именно, возрастает содержание в почве хорошо доступных растениям минеральных форм азота (Черепков Н.И., 1965; Пискунов А.С., 1988; Янишевский Ф.В., 1997; Эг-лит Л.В., 2002; Газданов А.У., 2005). Например, в исследованиях А.И. Хабаровой (1967) количество нитратов на парующих площадках после бобовых культур было в 2-4 раза больше, чем после ячменя и картофеля.
Для того чтобы выяснить, оказывает ли внесение относительно невысоких доз азотных удобрений на фоне значительного поступления в почву азота пожнивно-корневых остатков клевера лугового 2 г.п. существенное влияние на условия азотного питания растений, мы изучили динамику минеральных форм данного элемента питания.
В 2004 и 2005 гг. по фазам развития ячменя (кущение, выход в трубку, колошение), а также до закладки и после уборки опытов были отобраны почвенные образцы, в которых определялось содержание аммонийного и нитратного азота. Содержание минерального азота рассчитывалось суммированием аммонийной и нитратной форм. Полученные результаты представлены в таблицах 3-8 и приложениях 12-13. Следует отметить, что удобнее для анализа данные 2005 года, так как в 2004 году из-за неблагоприятных погодных условий не удалось отобрать почвенные образцы в фазу кущения ячменя. Содержание аммонийного азота в слое почвы 0-20 см (таблица 3) до закладки опыта в 2005 году было практически таким же, как и в 2004 году — соответственно 21,6-28,2 и 19,1-27,4 мг/кг почвы. В течение вегетационных периодов содержание в почве рассматриваемой формы азота изменялось.
В 2005 году содержание аммонийного азота значительно возросло к фазе кущения ячменя, затем постепенно снижалось, достигнув минимума к фазе колошения, после чего вновь несколько увеличилось к уборке опытной культуры. Необходимо отметить, что данная закономерность наблюдалась как в вариантах без внесения азотных удобрений, так и в вариантах, удобренных азотом. Например, в контрольном и фоновых вариантах содержание аммонийного азота до закладки опыта составило 19,1-24,0 мг/кг почвы, в фазу кущения - 25,8- 29,5 мг/кг, выхода в трубку - 23,2-28,7 мг/кг, колошения - 20,0-21,8 мг/кг, после уборки опыта - 24,8-25,4 мг/кг почвы.
В 2004 году так же, как и в 2005 году, наблюдалось снижение содержания аммонийного азота к фазе колошения с последующим увеличением к уборке ячменя. Полученные закономерности, на наш взгляд, можно объяснить следующим образом. Повышение содержания аммонийного азота к фазе кущения ячменя, по-видимому, связано с активным протеканием процесса аммонификации органического азота почвы и растительных остатков клевера 2 г.п. Дальнейшее снижение, скорее всего, определяется интенсивным потреблением почвенного азота растениями ячменя, у которого начинается период максимального потребления элементов питания. Кроме того, аммонийный азот частично подвергается нитрификации. Увеличение содержания аммонийного азота к уборке опыта, судя по всему, происходит из-за того, что после фазы колошения потребность ячменя в азоте резко уменьшается, и образовавшийся в результате процесса аммонификации азот растениями практически не поглощается, накапливаясь в почве.
Влияние азотных удобрений на фотосинтетическую деятельность растений ячменя
Формирование урожаев ячменя, по мнению А.А. Ничипорович (1961, 1963), И.Ш. Фатыхова (1984), А.В. Патуринского (1988), И.С. Шатилова (1973, 1987, 1995), В.И. Никитишена (2007), во многом определяет фотосинтетическая деятельность посевов, характеризующаяся фотосинтетическим потенциалом — суммой ежедневных показателей площади листьев в посеве за весь вегетационный период или за какие-то его части.
Для оценки влияния азотных удобрений на фотосинтетическую деятельность растений ячменя в 2006 году нами изучена динамика площади листьев во время вегетации культуры и определён фотосинтетический потенциал (таблица 9).
В динамике площади листьев ячменя во время вегетации можно отметить следующие закономерности. Максимальная площадь листьев (14,8-22,0 тыс. м2/га) наблюдалась во второй срок отбора образцов (29.06.2006), соответствующий фазе выхода в трубку ячменя, затем площадь листьев постепенно уменьшалась и достигла минимума (7,4-9,0 тыс. м /га) к последнему сроку отбора образцов (27.07.2006).
Установленные нами закономерности в динамике площади листьев в период вегетации ячменя совпадают с результатами исследований И.Ш. Фатыхова (1984), СИ. Коконова (2001), полученными в аналогичных почвенно-климатических условиях.
Положительное влияние на площадь листьев ячменя оказали как одни фосфорно-калийные удобрения, так и азотные на соответствующих фонах. Преимущество вариантов с удобрениями наблюдалось с самых ранних сроков отбора растительных образцов. Например, при первом сроке отбора (17.06.2006) площадь листьев ячменя в контрольном варианте составила 7,0 тыс. м2/га, в фоновых вариантах была несколько выше - 10,8-10,9 тыс. м /га, а в вариантах с внесением азотных удобрений оказалась ещё более высокой -11,5-12,4 тыс. м2/га.
В последний срок отбора растительных образцов (27.07.2006) положительное влияние на площадь листьев проявилось только в удобренных азотом вариантах: в контрольном варианте площадь листьев составила 8,1 тыс. м /га, на фосфорно-калийных фонах - 7,4-7,6 тыс. м /га, а при внесении азотных удобрений - 7,8-9,0 тыс. м /га.
Полученные нами данные о положительном влиянии азотных удобрений на площадь листьев ячменя согласуются с результатами исследований В.Г. Амаре Тадессе (2001), П.Д. Бугаева (2003), проведённых ранее в условиях Московской области. Площадь листьев, учтённая по вариантам опыта в течение вегетационного периода, послужила основой для расчета фотосинтетического потенциала посе вов ячменя. Внесение и фосфорно-калийных, и азотных удобрений привело к росту данного показателя в сравнении с контрольным вариантом. Так, на аб солютном контроле фотосинтетический потенциал составил 524 тыс. м дней/га, в фоновых вариантах - 590-593 тыс. м дней/га, в вариан тах с внесением азотных удобрений — 648-675 тыс. м дней/га.
Корреляционный анализ показал, что урожайность ячменя в 2006 году в значительной степени определялась показателями его фотосинтетической деятельности. В первые три срока отбора растительных образцов наблюдались тесные связи между площадью листьев и урожайностью зерна ячменя. Лишь в четвёртый срок отбора образцов из-за отмирания старых листьев и затухания процесса фотосинтеза отмечалась средняя связь между этими показателями. Так, в первый срок отбора (17.06.2006) растительных образцов коэффициент корреляции составил 0,87, во второй (29.06.2006) - 0,89, в третий (11.07.2006) -0,85, а в четвёртый (27.07.2006) - 0,48.
Стоит отметить, что корреляционная связь между фотосинтетическим потенциалом посевов за период с 17.06.2006 по 27.07.2006 и урожайностью ячменя была ещё более сильной. Коэффициент корреляции в данном случае был самым высоким и равнялся 0,93.
Высокая эффективность азотных удобрений на ячмене в условиях Преду-ралья доказана рядом учёных - В.А. Петушиным (1968), В.А. Бугреевым (1974), А.Р. Кутаковой (1985, 1987), А.С. Пискуновым (1987, 2003), СИ. Рудомётовым (1987). Применяемые в их исследованиях дозы азотных удобрений (от 30 до 120 кг/га) обеспечили прибавки зерна ячменя, выращиваемого после небобовых предшественников, в диапазоне 3,0-17,8 ц/га. Исходя из данных, полученных указанными выше учёными, оптимальными для ячменя следует считать дозы азотных удобрений 60-90 кг/га действующего вещества.
Вопрос об эффективности азотных удобрений на ячмене, возделываемом по пласту многолетних бобовых трав, а также об оптимальных в таком случае дозах азота, несмотря на некоторые данные, полученные Ф.М. Зиганыпи-ной (1985), И.Д. Сосниной (1988), П.А. Лейних (2005), вряд ли можно считать в полной мере изученным.
Применение фосфорных и калийных удобрений не оказало существенного влияния на урожайность ячменя, что можно объяснить достаточным для роста и развития растений содержанием данных элементов питания в почве.
Внесение азотных удобрений, несмотря на значительное поступление азота в почву с пожнивно-корневыми остатками клевера 2 т.п., привело к статистически достоверному увеличению урожайности ячменя по сравнению с соответствующими фосфорно-калийными фонами. При этом все изучаемые дозы азота обеспечили получение практически равных прибавок урожайности. В среднем за три года внесение возрастающих доз азотных удобрений на фоне (РК)бо увеличило урожайность ячменя на 3,3-3,6 ц/га (10,4-11,4 %), на фоне (РК)90 - на 3,3-3,7 ц/га (10,4-11,7 %).
Более благоприятными оказались 2004 и 2005 гг., когда прибавки к фос-форно-калийным фонам от N2o составили 4,5-5,1 (15,4-17,3 %) и 3,7-4,4 ц/га (9,5-11,3 %) соответственно. Самый низкий уровень продуктивности ячменя получен в 2006 г., когда внесение азотных удобрений привело лишь к тенденции повышения урожайности. Отсутствие статистически достоверного действия азотных удобрений в 2006 году, по-видимому, связано с не вполне благоприятными погодными условиями вегетационного периода.
Таким образом, на основании полученных нами урожайных данных можно сделать вывод о том, что при выращивании ячменя по пласту клевера лугового 2 г.п. внесение более 20 кг/га азота нецелесообразно, так как не только не приводит к дальнейшему росту урожайности, но и обусловливает некоторое уменьшение прибавок.
