Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 5
1.1. Родь предшественников, минерального питания и особенности почв в формировании урожая озимой пшеницы 5
1.2. Особенности минерального питания озимой пшеницы 12
1.3. Формирование условий минерального питания озимой пшеницы с учетом особенности почв и предшественников 24
Глава II. Условия и методика проведения исследований 42
2.1. Краткая характеристика почвенно-климатических условий 42
2.2. Методика проведения опытов 45
2.3. Характеристика сорта, изучаемого в опыте 48
2.4. Погодные условия в годы проведения исследований 49
2.5. Агротехника в опыте 52
Глава III. Результаты исследований 54
3.1. Обеспеченность минеральным питанием озимой пшеницы в зависимости от предшественников 54
3.2. Рост и развитие растений озимой пшеницы в зависимости от условий минерального питания и сроков сева 57
3.3. Формирование листовой поверхности и накопление сухой биомассы 66
3.4. Влияние доз удобрений и сроков сева на элементы структуры урожая 73
3.5. Поражение болезнями озимой пшеницы в зависимости от доз минеральных удобрений и сроков сева 82
3.6. Урожайность озимой пшеницы в зависимости от доз минеральных удобрений и сроков сева 86
3.7. Качество зерна озимой пшеницы в зависимости от доз минеральных удобрений и сроков сева 94
Глава IV. Экономическая и биоэнергетическая эффективность возделывания озимой пшеницы при различных дозах минеральных удобрений и сроках сева 100
Производственная проверка экспериментальных данных 105
Выводы 106
Предложения производству 108
Список использованной литературы
Приложение 125
- Родь предшественников, минерального питания и особенности почв в формировании урожая озимой пшеницы
- Формирование условий минерального питания озимой пшеницы с учетом особенности почв и предшественников
- Краткая характеристика почвенно-климатических условий
- Обеспеченность минеральным питанием озимой пшеницы в зависимости от предшественников
Родь предшественников, минерального питания и особенности почв в формировании урожая озимой пшеницы
Озимая пшеница в зависимости от ее биологических особенностей и применяемой технологии, оказывает разное влияние на свойства почвы и создает неравнозначное условие для вегетации последующих за ней растений /133/. Она относится к числу культур наиболее требовательных к условиям произрастания, в том числе и к предшественникам /91/. Поля, отведенные под эту культуру, по утверждению Б.И. Тарасенко /133/, должны быть чистыми от сорняков с мелкокомковатой структурой почвы, с достаточным содержанием влаги и питательных веществ в зоне распространения корневой системы. Наиболее благоприятные условия создаются при размещении озимой пшеницы только по парам. Однако чистые пары дают продукцию один раз в два года, поэтому их применение возможно лишь в засушливых районах, где они экономически оправданы /124/.
Содержание влаги и элементов питания, как необходимых факторов для осеннего развития озимой пшеницы, варьирует в значительных пределах и во многом обуславливается предшественниками. Многолетние бобовые травы обогащают почву азотом в результате биологической фиксации, но в свою очередь выносят много подвижных форм фосфора и калия. Пропашные культуры потребляют из почвы значительное количество всех подвижных питательных веществ и влаги. Запасы последней определяют интенсивность микробиологических процессов в почве и, как следствие, накопление питательных веществ в ней.
На основе исследований, во всех регионах страны выявлены лучшие предшественники для озимой пшеницы в конкретных условиях ее выращивания. Например, в Нечерноземной зоне устойчивые урожаи озимой пшеницы получают по люпиновому, клеверному, викоовсяному, гороховому, занятым паром, после раннего картофеля, озимой ржи на зеленый корм /23,
Эти же предшественники считаются лучшими на оподзоленных почвах Украины. В лесостепной части в северных и северо-западных районах хорошими предшественниками являются эспарцетовый пар, викоовсяная смесь, кукуруза на зеленый корм и силос, зернобобовые культуры /131/.
В Краснодарском крае в условиях длительной и теплой осени многие возделываемые культуры используются в качестве предшественников озимой пшеницы, но каждая из них по-своему влияет на ее продуктивность.
Высокие урожаи озимой пшеницы можно получить по многолетним травам, бобово-злаковым смесям /16, 34, 68, 136/.
По данным специалистов из Германии /149/ при размещении озимой пшеницы по лучшим предшественникам при внесении обоснованных доз удобрений урожай зерна возрастает на 15-30 %.
После подсолнечника, кукурузы на зерно, сахарной свеклы, которые потребляют из почвы большое количество влаги и питательных веществ, урожайность озимой пшеницы бывает невысокой.
Оценивая предшественников и их роль в формировании урожая, академик П.П. Лукьяненко особо отметил подсолнечник, который «... сильно иссушает почву, вследствие чего по этому предшественнику влаги и усвояемых форм пищи, главным образом азота, в осенний и ранневесенний периоды для озимой пшеницы бывает недостаточно. Особенно резко это проявляется в годы с засушливой осенью и холодной зимой». А.И. Симакин /126/ отмечал, что в особом дефиците после пропашных культур находится легкоусвояемые подвижные соединения азота в форме нитратов. Запас продуктивной влаги в верхнем слое почвы по поздноубираемым предшественникам во второй половине лета бывает близким к нулю.
Разрыв во времени между уборкой и последующим посевом озимой пшеницы часто не превышает 2-3 недель. В таких неблагоприятных условиях затрудняется минерализация органического вещества, ввиду иссушения почвы, микробиологические процессы затухают, мобилизация пищи для растений происходит замедленно. По результатам исследований, проведенных в Ростовской области осенние запасы влаги и нитратов в слое почвы 0-40 см тесно коррелируют с урожаем зерна озимой пшеницы, г=0,80-0,94. По данным В.И. Казанковой и др. /49/, после люцерны и гороха осенью влаги и нитратов было значительно больше, чем после пропашных культур, на этих полях получен более высокий урожай.
Различные предшественники по-разному влияют и на вынос питательных элементов озимой пшеницей. Сорта интенсивного типа, например Безостая 1 и Кавказ /35/ без применения удобрений по пропашным предшественникам с 1 га выносили: азота 55,6-80,1 кг, фосфора - 19,5-29,8 кг, калия - 63,2-101,7 кг; после бобовых соответственно - 120,7 кг, 39,9-49,9 кг и 117,7-122,9 кг. Это обуславливалось неблагоприятными с начала вегетации пищевым и водным режимами, и как следствие этого, формировался низкий урожай зерна.
Недостаточная обеспеченность озимой пшеницы элементами питания после пропашных культур подтверждается высокой отзывчивостью растений на внесение удобрений. Поэтому в зависимости от предшественника должна уточняться доза внесения удобрений, соотношение основных элементов питания. Чем ниже уровень плодородия почвы, тем ниже величина урожая пшеницы, тем выше эффективность удобрений.
В настоящее время, когда возможности хозяйств в применении удобрений ограничены, особое внимание следует обращать на качество предшественника и запас питательных веществ в почве.
На обыкновенном черноземе в Ростовской области /4/ по эспарцетовому пару достаточно внесения дозы N10P20, но при низкой обеспеченности почвы Р2О5 дозу фосфорных удобрений увеличивают до 40 кг/га. По кукурузе на зерно достаточно внесения оРбоКдо при условии запашки 60 т/га навоза под предшественник для получения 5,5 т/га зерна озимой пшеницы.
Формирование условий минерального питания озимой пшеницы с учетом особенности почв и предшественников
Озимая пшеница относится к числу культур, предъявляющих высокие требования к условиям минерального питания в течение всего периода вегетации. Эффективность минеральных удобрений зависит от типа почв, погодных условий, качества предшественника, обеспеченности почвы доступными элементами питания, доз и сроков внесения.
Обобщая материалы семилетних исследований агрохимслужбы Краснодарского края, Коробской Н.Ф. /59/ делает заключение, что при благоприятных погодных условиях за счет естественного плодородия черноземов можно получить 3,0-3,5 т/га зерна озимой пшеницы. При совместном внесении азота и фосфора на всех типах черноземов прибавки урожая озимой пшеницы составляли 0,58-0,70 т/га. Добавление калия способствовало повышению урожая еще на 0,08 т/га на обыкновенном и выщелоченном черноземе.
В опытах Е.И. Ломако /66/ у сорта озимой пшеницы Казанская 84 по чистому пару на оподзоленных почвах при оптимальных дозах и сроках внесения туков получена окупаемость внесенных NPK 4,7 кг зерна на 1 кг действующего вещества. Отдельно выявлена окупаемость азота - 8,2 кг зерна на 1 кг азота.
Азоту при формировании урожая озимой пшеницы отводится особая роль. Этот элемент весьма мобилен в почве, подвержен быстрым изменениям, и для создания благоприятного режима питания требует постоянного исполнения. Долевое его участие в формировании урожая зерновых от полного удобрения колеблется по разным зонам страны от 24 до 41 % /31/. При оптимальном азотном питании у растений повышается синтез белковых веществ, ускоряется рост и несколько замедляется старение организма, что положительно сказывается на формировании урожая. Действие азота на озимую пшеницу проявляется в соответствии с обеспеченностью ее этим элементом. Чем меньше содержится азота в почве в формах, доступных растениям, тем эффективнее внесение азотных удобрений. В опытах В.И. Никитишен и др. /87/, на типичном черноземе Воронежской области у сорта Мироновская 808 коэффициент использования азота из удобрений при размещении по черному пару не превышал 15 %, по викоовсяной смеси и кукурузе на силос соответственно 28-40 и 42-53 %. Наиболее низкий урожай без применения удобрений был получен по кукурузе - 2,49 т/га.
Внесение азота на фосфорно-калийном фоне в возрастающих количествах N2o, N4o и N60 обеспечивало повышение урожая зерна на 0,60, 0,94 и 1,26 т/га.
Поискам оптимальных сроков и доз внесения азота уделяли большое внимание многие исследователи /12, 58, 84, 156/. На черноземе Белгородской области по предшественникам горох, викоовсяная смесь, кукуруза на силос при дозах азота N9o и Ni2o перенесение его части из основного удобрения в подкормки не увеличивало урожая озимой пшеницы по сравнению с разовым допосевным. Он колебался в пределах 3,94-4,26 т/га /80/. Но сроки внесения удобрения оказывали неодинаковое влияние на качество зерна озимой пшеницы. Высококачественное зерно по указанным предшественникам получено на варианте, где азот вносился в три приема: Ы60РбоКбо под вспашку + N3o весной + N30 в колошение.
Дробное внесение азотных удобрений на протяжении вегетации увеличивало содержание белка до 14-15 % и клейковины до 28-30 %.
Аналогичные данные были получены А.А. Каликинским и Т.Е. Комаровой /50/ при дробном внесении азота - (осенью и весной) на дерново-подзолистой почве. Дробное внесение азотных удобрений по сравнению с разовым не повышало урожая зерна, но внесение азота в фазу колошения увеличивало содержание белка в зерне на 1,0-1,4 %. На мощном малогумусном черноземе Сумской области /70/ по викоовсяной смеси величина урожая сортов Мироновская 808, Ильичевка, Ахтырчанка мало зависела от сроков внесения азота. В большей степени она определялась дозой внесения: при N30 - 3,51-3,80, при N6o - 3,79-4,12 т/га. Однако при дробном внесении повышалось содержание белка на 0,7-1,6 % и сырой клейковины на 2,3-4,3 %.
В исследованиях КНИИСХ /40/ на выщелоченном черноземе Краснодарского края по предшественникам подсолнечник, озимая пшеница, кукуруза на силос, горох в зависимости от складывающихся погодных условий, обеспеченности почвы основными элементами питания, доз удобрений рекомендуемых на основании диагностических показателей урожая зерна озимой пшеницы изменялся от 3,10 до 8,10 т/га. Качество зерна соответствовало требованиям на сильную и ценную пшеницу.
В кризисных условиях ведения сельскохозяйственного производства, когда объемы применения минеральных удобрений в сравнении с 1990 годом резко сократились, особо остро стоит вопрос рационального использования туков. Для этого необходимо учитывать уровень почвенного плодородия, конкретные условия ведения сельскохозяйственного производства и цели, которые ставит перед собой производитель сельскохозяйственной продукции /29/.
Так, в исследованиях Рутор Т.А. /121/, выполненных на выщелоченном черноземе центральной зоны Краснодарского края установлено, что для получения урожая озимой пшеницы в 3,0-5,0 т/га достаточно иметь в пахотном слое почвы подвижного фосфора 3,0-4,5 мг/100 г почвы, и объемного калия 28,5-30,0 мг/ЮОг почвы при ранневесенней дозе азота от 0 до 40 кг д.в. на 1 га. Для получения 5,0-7,0 т/га оптимальное содержание Рг05 3,0-4,5 мг/ 100г почвы, К20 - 35,0-40,0 мг/100 г почвы, доза азота рано весной при этом достигает N4o-80- Чтобы получить 7,0-8,0 т/га зерна озимой пшеницы обеспеченность почвы Р2О5 должна составлять 4,5-6,5 мг/100г, К20
Краткая характеристика почвенно-климатических условий
Кабардино-Балкарская республика расположена на северном склоне центральной части Большого Кавказа в бассейне левых притоков Терека.
Территория республики характеризуется четко выраженной вертикальной зональностью. Здесь встречаются резкие контрасты природных ландшафтов: засушливые степи, широколиственные леса, альпийский луга, массивы вечных снегов с ледниками.
По природно-климатическим условиям республика делится на три зоны: степную, предгорную и горную. В сельхозпредприятиях сельскохозяйственные культуры возделываются на отметках от 187 до 1200 метров и более над уровнем моря.
Почвенный покров республики, формируясь в сложных геоморфологических и климатических условиях, отличается большим разнообразием - от малогумусных черноземов до переходных к каштановым почвам в степной зоне.
Основные разности почв, на которых возделываются сельскохозяйственные культуры в республике, распределяются следующим образом.
По данным К.Н. Керефова и Б.Х. Фиапшева, в степной зоне наиболее распространены слабовыщелоченные, карбонатные и южные предкавказские черноземы, отдельные массивы темно-каштановых, луговых, лугово-болотных и солонцеватых почв.
Участок, где проводился опыт, представляет собой слабопокатую равнину, примыкающую с юга к одному из отрогов хребта Арак-Дала-Терек, и расположен в 2-3 километров от реки Терек.
Реакция почвенного раствора слабощелочная, благоприятная для роста озимой пшеницы. Почва слабогумусная: средне обеспечена подвижным фосфором и высоко - калием. Нитрификационная способность почвы выше средней. За 10 дней компостирования в почве накопилось 2,3 мг N - N03 на 100 г. (горизонт 0 20); через 1,5 месяца при компостировании в почве накопилось 7,0 мг N N03 на 100 гр. почвы. Таким образом, при благоприятных условиях аэрации и увлажнения карбонатный чернозем способен накапливать значительное количество азота (нитратов). Ниже приводим морфологическое описание почвенного разреза № 67, сделанного на участке опыта. Горизонт А - 0-32 см. Темно-серый, буроватый, влажный. В сухом состоянии буровато-серый, комковато-зернистый, рыхлый до 10 см. Ниже - плотный, глыбисто-комковатый. Слабо пронизан корнями. Переход в следующий горизонт постепенный. Горизонт В - 32-52 см. Серовато-бурый, влажный, слабо уплотнен, пористый, комковато-ореховато-зернистый, тяжелосуглинистый. Встречаются плесневидные пятна карбонатов; отмечается значительное количество корешков, червороин и кротовин. Горизонт В3 - 52-80 см. Светлее предыдущего горизонта, крупнокомковатый, уплотненный, мелкая трещенковатость, тяжелосуглинистый, обилие карбонатной плесени. Переход к следующему горизонту постепенный. Горизонт ВС-80-120 см. Желто-бурый, влажный, тяжелосуглинистый, ореховато-комковатый, уплотнен, но пористый, много кремовой мелкой белоглазки. Имеются корешки, червороины, кротовины. Горизонт- 120-140 см. Влажный, желто-бурый, палевый, тяжелосуглинистый, слабо опесчаненный, комковатый, уплотненный и пористый. По профилю наблюдается присутствие песка.
Ситовой анализ воздушно-сухой почвы, взятой по горизонтам, показал, что в слое почвы 0-32 см комковато-зернистых агрегатов содержится до 39,4%, зернисто-крупчатых - 28,3% и частиц меньше одного миллиметра (пыль) 31,8%о. Учитывая непрочное сложение структурных агрегатов при механическом сдавливании, комковато-зернистые агрегаты легко превращаются в пыль при обработке почвы.
Еще меньшую неустойчивость структурные агрегаты имеют при воздействии на них воды. Анализ показал, что под действием на них воды комковато-зернистые агрегаты распадались на пыль, количество которой в горизонте А увеличивалось до 76,20%. Осталось только 6,8% частиц размером от 3 до 1 мм. Слабая устойчивость структурных агрегатов обуславливается большим поцентом содержания песчаной пыли и незначительным количеством глинистых частиц и гумуса в почве.
Степная зона Кабардино-Балкарской республики характеризуется недостаточной увлажненностью. Годовое количество осадков колеблется между 385-435 мм, а в период вегетации 240-357 мм. По тепловому режиму климат степной зоны относится к умеренно-континентальному с годовой амплитудой колебания среднесуточных температур 27,3-28,4 иС, среднегодовая температура воздуха 9,6-9,8 С. Во второй декаде апреля прекращаются весенние заморозки. Относительная влажность воздуха в июле-августе снижается до 35-40%. в годы исследований она составила 73-79% (Приложение 1).
Обеспеченность минеральным питанием озимой пшеницы в зависимости от предшественников
Основную обработку почвы по предшественникам выполняли по типу полупара согласно технологических требований. Вспашку проводили на глубину 20-22 см, с последующей разделкой БДТ-7 до мелкокомковатого состояния и культивациями по мере появления сорняков.
Минеральные удобрения (аммиачную селитру, аммофос, нитрофоску) вносили под основную обработку почвы и при посеве согласно схеме опыта. Удобрения заделывали в почву культиватором на глубину 5-6 см. Для профилактики грибных заболеваний посевной материал перед севом протравливали препаратом премис-тотал из расчета 1,5 л/т семян.
Оптимальный срок сева определялся переходом средней дневной температуры воздуха через 15-16 С. Семена высевались сеялкой СН-16 с нормой высева 5 млн. всхожих семян на 1 га, на глубину 5-6 см. После посева проводилось прикатывание гладкими катками.
Борьбу с сорной растительностью, вредителями и болезнями проводили в рекомендованные для республики сроки, используя предложенными торговыми фирмами препараты.
Двудольные сорняки уничтожали в конце фазы кущения озимой пшеницы гербицидом ковбой в дозе 150 г/га. Борьба с вредителями велась при наступлении порога вредоносности. Против личинок клопа вредной черепашки в фазу формирования зерна проводили обработки децисом -0,25 л/га.
Во время вегетации, в фазы выход в трубку - колошение, против бурой ржавчины, септориоза, проводили обработку тилтом в дозе 0,5 кг/га.
Уборку в годы исследований осуществляли при наступлении полной спелости зерна прямым комбайнированием, комбайном Сампо-500.
Для растений озимой пшеницы обеспеченность почвы основными элементами минерального питания играет важную роль. С появлением 3-го листа у озимой пшеницы начинается закладка генеративных органов /91/. Недостаток элементов питания в начальные фазы вегетации оказывает отрицательное воздействие на состояние растений и, несомненно, в более поздние сроки приводит к снижению урожая и ухудшает качество зерна. Эффективность удобрений зависит от качества предшественника, обеспеченности почвы доступными формами основных элементов питания, доз, сроков и способов применения туков. Фосфор и калий при внесении в почву закрепляются, не передвигаются по почвенному профилю, потери их незначительны. Количество азота под воздействием микробиологических и химических процессов, протекающих в почве, претерпевает изменения, легко мигрирует по почвенным горизонтам, что приводит к его потерям в осенне-зимний период. В связи с этим, весной при возобновлении вегетации растения озимой пшеницы испытывают дефицит азотного питания.
По утверждению В.Н. Кудеярова /60/ потери азота идут главным образом за счет вымывания нитратов, биологической и химической денитрификации. Для эффективного использования азотных туков важно не только установить оптимальные дозы и сроки их внесения, но и обеспечить оптимальный уровень фосфорно-калийного питания /63, 120/. По мнению Б.А. Захарова и др. /42/ на выщелоченном черноземе Краснодарского края, эффективность азотных подкормок озимой пшеницы в ранневесенний период зависит от исходного уровня минерального питания растений.
В наших исследованиях, проведенных на карбонатном черноземе Кабардино-Балкарской республики, обеспеченность опытных участков Р205 и К20 осенью 1998 года по предшественнику озимая пшеница соответственно оценивалась как высокая и повышенная, по гороху - очень высокая и высокая. Под урожай 2000 года содержание доступных растениям форм фосфора и калия по озимой пшенице оценивается как повышенное, по гороху - высокое. Осенью 2000 года содержание было по первому предшественнику Р2О5 высокое и калия повышенное, а по второму соответственно очень высокое и высокое. Обеспеченность нитратным азотом во все годы исследований по обоим предшественникам для создания оптимальных условий питания была недостаточной (табл. 3.1).
