Удобрение твердой яровой пшеницы на черноземе

 

 

 

2. Цель, задачи, методика и условия проведения  исследований

 

2.1 Цель и задачи исследований

Цель настоящих исследований - изучение реакции нового сорта твердой яровой пшеницы Донская Элегия на изменение условий питания и разработка оптимальной системы применения минеральных удобрений.

В задачи исследований входило:

• изучить водный режим почвы под твердой яровой пшеницей;
• определить влияние минеральных удобрений на содержание доступных форм элементов питания в почве и их динамику в течение вегетации пшеницы;
• установить влияние удобрений на формирование вегетативной массы твердой яровой пшеницы и потребление ею питательных веществ;
• установить зависимость действия удобрений на урожайность яровой пшеницы  от содержания элементов питания в почве и определить оптимальный уровень обеспеченности ими  почвы;
• рассчитать экономическую эффективность применения удобрений под пшеницу;
• разработать систему применения минеральных удобрений под яровую пшеницу сорта Донская Элегия на черноземе обыкновенном.

 

2.2 Методика исследований

Опыты с яровой пшеницей заложены в 2011 году в агрохимическом севообороте опытного поля   ДонГАУ. Повторность опыта трехкратная, повторения расположены в три яруса. Площадь делянки 10м2 (2,5×4). Сорт яровой пшеницы  Донская Элегия.             

Используются  следующие удобрения: аммиачная селитра (N-34.6%), аммофос (N-12%,P-50%) и 40% калийная соль.

СХЕМА ОПЫТА

1.   контроль 

2.    N30P60

3.    N60P60

4.    N90P60

5.    N60P60K40

6.    N90P60K40

7.    N30P120

8.    N60P120

9.   N90P120

10. N60P120K40

11.   N90P120K40

 

Удобрения вносили вручную под предпосевную культивацию. Закладка опытов, проведение наблюдений и учетов в течение вегетации твердой яровой пшеницы осуществляли в соответствии с методиками полевых опытов с удобрениями (С.В. Щерба, Ф.А. Юдин, 1975; Ф.А. Юдин, 1980). Учет урожая проводили с помощью отбора снопов.

Исследования проводили  полевым и лабораторным методом с использованием следующих методик:

• отбор проб почвы - ГОСТ- 28168-89;
• общие требования к проведению анализов – ГОСТ- 29269-91;
• нитратный азот в почве – ГОСТ- 26951-86;
• подвижный фосфор и обменный калий в почве по методу Мачигина – ГОСТ-26205-91;
• влажность почвы – ГОСТ- 28268-89;
• расчет продуктивной влаги в почве – Е.В. Агафонов (1992);
• гумус- ГОСТ- 12536-79;
• азот в растительных образцах – ГОСТ- 13496.4-93;
• фосфор и калий в растительных образцах –«Руководство по анализам кормов», ЦИНАО.-М.: Колос, 1982;
• масса 1000 зерен- ГОСТ – 18842-89;
• клейковина в зерне – ГОСТ- 13586.1-68;
• стекловидность зерна- ГОСТ 10987-76
• экономическая эффективность по П.Н. Баранову, 1966;
• математическая обработка полученных результатов проводилась путем десперсионного и корреляционного анализов – по Б.А. Доспехову, 1979, с использованием ПЭВМ.

 

2.3. Условия проведения  исследований

2.3.1 Почва

Почвы опытного поля – обыкновенные мицеллярно-карбонатные черноземы. Мощность гумусового горизонта от 80 до 115 см.

Верхний пахотный горизонт А1 – перегнойный, мощность 25-27 см, содержит 4,0-5,1% гумуса темно-серого цвета. Характерно равномерное падение гумуса вниз по профилю. Структура комковато-пылеватая, сложение рыхлое. Переход в нижний горизонт постепенный, нередко трудно заметный.

Горизонт А2 – темно-коричневый, мощность 40-45 см, содержит 2-3% гумуса. Структура комковато-зернистая. Вскипание от НСl сильное.

Переход в горизонт В1 по окраске несколько светлее горизонта А2.  содержание гумуса 1,7-2,6%. Структура орехово-комковатая.

Горизонт В2 –серовато-бурого цвета с содержанием гумуса 1,3-1,8%. Окрашен в нижней части слабо и неравномерно. Структура ореховатая, тяжелосуглинистая, бурное вскипание от НСl, мощность около 20 см, переход в горизонт С постепенный.

Горизонт С – иллювиально-карбонатный, желто-бурого цвета с затеками гумуса, тонкопористый с наличием новообразований карбоната кальция в виде хорошо выраженной белоглазки и прожилок. Тяжелосуглинистый. Вскипает от НСl бурно, встречается с глубины 80-100 см, постепенно переходит в почвообразующую породу.

Преобладающая часть данного вида черноземов сформировалась на лессовидных и желто-бурых глинах,  в связи, с чем они имеют глинистый механический состав.

Сумма поглощенных оснований в пахотном горизонте колеблется от 36 до 41мг экв. на 100 гр. почвы. Обменный Са+2 преобладает над обменным Мg+2: на долю первого приходится свыше 80% от суммы  Са+2 + Мg+2 в верхнем полуметровом слое.

Реакция почвенной среды слабо - и среднещелочная (7,6-8,1).

Физические свойства обыкновенных черноземов характеризуются: высокой порозностью (до 53-58%) в верхней части профиля, водопроницаемостью (1,6-2,5 мм/мин), низкой плотностью г/см3сложения горизонта А (1,18 г/см3), в горизонте В она увеличивается до 1,38-1,4 г/см3.

В черноземах, как и в других почвах, элементы питания расположены неравномерно по почвенному профилю: так содержание общего азота в довольно строгом соответствии с количеством гумуса – уменьшается с увеличением глубины, содержание валовых фосфора и калия достаточно высокое в верхних горизонтах и постепенно уменьшается с глубиной. Для подвижных форм этих элементов характерно резкое уменьшение их содержания в подпахотном горизонте по сравнению с пахотным. Вниз по почвенному профилю оно еще больше снижается, особенно содержание подвижного фосфора, что может быть связано с увеличением содержания карбонатов (Агафонов Е.В., Полуэктов Е.В., 1995).

 

2.4. Климат и погодные условия в годы проведения

 исследований

 

Климат данной зоны отличается неустойчивым увлажнением, как по годам, так и по периодам года. Среднегодовая температура +100С. Самый холодный месяц – январь, со средней температурой -5-70С. Самый теплый месяц – июль. Среднемесячная температура июля выше +230С. Абсолютный максимум температуры достигает +440С. Среднесуточная  температура выше   0 0С устанавливается  в первой декаде марта, в дальнейшем происходит быстрое нарастание температуры, что ведет к энергичному таянию снега. Температура воздуха во второй декаде мая достигает +150С. Таким образом, весна в этой зоне короткая и теплая. Лето жаркое и сухое.

Средняя продолжительность безморозного периода 192 дней. Сумма активных температур составляет 3200-34000С. Снежный покров появляется в конце ноября - в начале декабря.

Продолжительность вегетационного периода 215 дней. Он длится с 4 апреля по 4 ноября. Период активной вегетации с температурой воздуха +100С равен 170 дней и длится с 21 апреля по 5 ноября.

Зима умеренная и малоснежная с частыми оттепелями (Хрусталев Ю.П., 2002 ).

Среднемноголетняя сумма осадков составляет 468,5 мм. Вегетационный период характеризуется частыми выпадениями осадков в виде ливней, которые мало используются растениями. Кроме того,   в этот период стоит жаркая погода и влага, попадающая в верхний слой почвы, быстро испаряется. Испарению способствуют суховейные ветры. С апреля по октябрь насчитывается 63-81 день с суховеями.

Преобладающее направление ветров восточное и северо-восточное. Средняя скорость ветра равна 4,8 м/сек., причем в зимнее время она значительно увеличивается.

Погодные условия в год проведения исследований

Анализ погодных условий в год проведения исследований позволил оценить их влияние на рост и развитие яровой пшеницы.

Температура в целом за 2010-2011 сельскохозяйственный год превышала среднемноголетнюю норму (табл. 1. Более теплой была поздняя осень и зима. Средняя температура в ноябре 2010 года была равна 8,7, а в декабре -  2,40С, что соответственно на 6,2 и 5,3 градуса выше нормы. В целом за год она была выше на 1,4 0С среднемноголетних значений.

В период вегетации твердой яровой пшеницы, который приходится на май-июль, температура воздуха также превышала среднемноголетние показатели  на 0,8-3,00С. Длительных периодов с экстремально высокими температурами не было.

Таблица 1 -   Погодные условия в 2011 году (п. Персиановский)

 

Месяц	Количество осадков, мм		Среднемесячная t воздуха, 0С		Относительная влажность воздуха, %
	2010-2011	средне-много летние	2010-2011	среднемного летние	2010-2011	среднемного летние
Сентябрь	34,5	34,2	18,7	16,8	61	64
Октябрь	27,0	36,2	7,9	8,9	73	74
Ноябрь	25,8	36,7	8,7	2,5	79	83
Декабрь	44,3	42,5	2,4	-2,9	87	88
Январь	22,5	34,2	-4,8	-5,1	86	87
Февраль	29,8	30,9	-7,2	-5,2	81	86
Март	32,5	29,7	0,3	0,3	77	82
Апрель	52,5	32,4	9,3	9,7	63	67
Май	25,1	39,3	17,7	16,9	62	62
Июнь	96,8	60,6	22,3	20,9	62	63
Июль	21,0	52,3	26,5	23,5	51	60
Август	19,2	39,5	22,9	22,3	51	59
Сумма	441,0	468,5
Среднее			10,4	9,0	70	73

 

Общая сумма осадков не превышала среднемноголетнюю норму. Однако их распределение по сезонам и месяцам свидетельствуют о том, что условия увлажнения были благоприятными для яровой пшеницы.

В период, предшествующий периоду вегетации твердой яровой пшеницы, сумма осадков за сентябрь-апрель составила 269 мм. Большое количество осадков осенне-зимний и ранневесенний период могло создать достаточно большой запас влаги в почве, который мог смягчить дефицит влаги в дальнейшем.

 

3. Водный  и пищевой режимы почвы под твердой яровой пшеницей

3.1 Динамика продуктивной влаги в почве

Большое влияние на развитие растений в период вегетации оказывает накопление продуктивной влаги в метровом слое почвы.

Таблица 2   - Динамика продуктивной влаги в почве под яровой пшеницей

 

Слой почвы, см	Сроки отбора образцов
	до посева	кущение	выход в трубку	колошение	полная спелость
0-20	33,2	23,6	3,5	25,7	9,3
20-40	37,3	21,4	4,8	29,6	4,3
40-60	29,9	19,3	5,6	14,7	8,8
60-80	30,2	18,5	1,9	15,2	2,4
80-100	44,9	19,9	5,2	6,5	28,5
0-60	100,4	64,3	13,9	70,0	22,4
0-100	175,5	102,7	21,0	91,7	53,2

 

Весенний запас продуктивной влаги в метровом слое почвы перед посевом в 2011 году составил  175,5 мм (табл. 2, рис. 1), такой запас продуктивной влаги в почве перед посевом яровой пшеницы можно оценить как достаточный.

 

 

Рис. 1. Динамика продуктивной влаги в почве под яровой пшеницей в

2011г., мм (0-100см)

 

Поэтому развитие растений в течение вегетации и формирование урожая семян определялось, главным образом, погодными условиями периода вегетации. К фазе кущения запасы влаги в почве несколько сократились, но такого количества  влаги было достаточно для нормального развития растений пшеницы. В фазу выход в трубку из-за незначительного количества осадков, содержание продуктивной влаги резко снизилось и составило 21,0 мм. Это, возможно, отрицательно сказалось на формировании продуктивных стеблей и урожая в целом. Ситуация изменилась в лучшую сторону лишь к фазе колошения.  В дальнейшем существенный и достаточный запас продуктивной влаги сохранялся вплоть до уборки. В фазу полной спелости зерна содержание влаги составило 53,2 мм. Это свидетельствует о постоянном хорошем снабжении растений почвенной влагой.

 

 

 

3.2. Содержание доступных  форм азота, фосфора и калия  в почве под твердой яровой пшеницей

 

3.2.1. Динамика нитратного азота в почве

Анализ содержания нитратного азота в почве перед посевом твердой яровой пшеницы показывает, что исходная обеспеченность почвы этой формой азота имела место в слое почвы 0-60 см на контроле 100-102 кг/га, а наименьшая – 67-69 кг/га – в 2004 году. Объяснить это различием в глубине промачиваемостью почвы нельзя, поскольку она была практически одинаковой (рис.1) содержание влаги в слое 60-100 см составило 72-74 мм (табл.4.5.). Это связано, по- видимому, с различиями в условиях нитрификации предыдущего года, особенно после уборки предшественника - озимой пшеницы. В 2005 году нитратного азота в почве было несколько меньше, чем в 2003, но существенно больше, чем в 2004 году. Здесь свою роль могло сыграть и отсутствие промывания нитрат-иона  глубже 60 см, так как количество влаги в слое 60- 100 см составило всего 35-36 мм.

Таблица 7- Динамика N- NО3 в почве под яровой пшеницей в 2003 году,   кг/га в слое 0-60 см

Вариант	Посев	Кущение	Выход в трубку	Колошение	Созрева- ние
Контроль	102	87	66	29	32
N30 N60 N90 N60К40 Р60 N60Р60 N60Р60К40	118 136 156 134 95 128 133	101 119 132 114 85 102 104	75 88 102 84 63 87 81	38 48 66 43 32 47 42	37 40 52 37 34 42 35