THE USE OF MINERAL FERTILIZERS IN GROWING CORN IN THE SOUTHERN AGRICULTURAL ZONE OF AMUR OBLAST

Research article
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2023.127.16
Issue: № 1 (127), 2023
Suggested:
05.11.2022
Accepted:
16.12.2022
Published:
24.01.2023
173
0
XML PDF

Abstract

The aim of the research is to identify the most optimal doses of mineral fertilizers when growing corn on chernozemic soil in the southern agricultural zone of Amur region. The article presents the results of research 2014-2017, 2019-2020 to study the effect of different doses of mineral fertilizers on the content of available forms of nitrogen, phosphorus, potassium in the soil beneath corn crops, as well as their effect on the yield of green mass and corn grain. The use of nitrogen-phosphorus fertilizers not only provides the crop with nutrients throughout the growing season, but also contributes to increasing the content of mineral nitrogen and mobile phosphorus in the chernozem soil. Nitrogen accumulation in the soil after crop cultivation, depending on the dose, was 2,1-14,0 mg/kg of soil, to a greater extent in the variant N120P60. Doses of mineral fertilizer N60P60 and N120P60 increased the content of mobile phosphorus in the soil by 18,8-93,5%. Maize yield depended on the dose of mineral fertilizer. On the average for the years of research the highest yield of green mass (62,1 t/ha) was noted at N30P30+N20, grain yield (8,20 t/ha) - at N60P30. The most cost-effective is the cultivation of corn against the background of fertilizer N60P30.

1. Введение

Кукуруза одна из важнейших сельскохозяйственных культур в мире. Её уникальность состоит в высокой потенциальной урожайности и широкой универсальности использования

.

Амурская область занимает первое место по возделыванию кукурузы на кормовые цели в Дальневосточном федеральном округе. В последнее время заметно вырос интерес аграриев региона к кукурузе, выращиваемой на зерно, во многом это связано с реализацией программ Министерства сельского хозяйства Амурской области по развитию животноводства; увеличению производства зерновых и зернобобовых культур; оптимизации севооборотов, за счёт рентабельных зерновых культур. А также материальной поддержки хозяйств, практикующих возделывание кукурузы на зерно и её переработку

.

В Амурской области посевные площади кукурузы на зерно за период с 2014 по 2020 гг. варьировали от 12,5 до 24,68 тыс. га, при урожайности – 34,9-60,6 ц/га

.

Применение минеральных удобрений является важным условием повышения количества и качества урожая кукурузы

,
,
. К тому же они способствуют повышению почвенного плодородия, внесение азотно-фосфорно-калийных удобрений увеличивает содержание основных элементов питания и обеспечивает высокую продуктивность сельскохозяйственных культур
,
.

В условиях Приамурья многие ученые изучали влияние удобрений на урожайность зерна и зелёной массы кукурузы, потребление и вынос основных элементов питания с урожаем. К. В. Кибиревым

было показано, что применение бурого окисленного угля, в качестве органо-минерального удобрения, увеличивало урожайность зерна кукурузы на 56-110 % по сравнению с контролем, а скорость потребления азота на 36-59 %, фосфора – на 24-43 %, калия – на 25-45 %. По данным О. А. Косицыной
на аллювиально-буроземно-дерновой почве в Амурской области хозяйственный вынос 1 т зерна и соответствующим количеством побочной продукции составил N – 25; Р2О5 – 7 и К2О – 24 кг, коэффициент использования Р2О5 и К2О из почвы – 8 и 32 % соответственно.

С. Б. Пак

отмечал, что орошение в сочетании с внесением минеральных удобрений на чернозёмовидных почвах юга Амурской области позволяет получать высокие запланированные урожаи зелёной массы кукурузы. Так, урожайность зелёной массы в варианте водного режима почвы с предполивной влажностью 80 % НВ на фоне внесения минеральных удобрений дозой N240P180K90 была близка к 80 т/га. Т. Г. Шуран
в условиях Приамурья рекомендует для получения максимальной урожайности кукурузы на силос вносить N120P90K70 при внутрипочвенном орошении почвы.

А. В. Чепелева и Г. П. Чепелев

установили влияние погодных условий на эффективность применения удобрений при выращивании кукурузы: в засушливых условиях урожайность кукурузы не зависела от дозы применения минеральных удобрений, при сильном переувлажнении почвы наибольшая урожайность была получена в варианте с N30P60.

Ранее нами изучалось влияние минеральных удобрений на питательный режим и ферментативную активность чернозёмовидной почвы под посевами кукурузы. Была установлена тесная связь содержания минерального азота и подвижных форм фосфора с активностью ферментов уреазы и фосфатазы в почве

. Однако этих данных недостаточно специалистам сельского хозяйства для выбора оптимальных доз удобрений с целью повышения урожайности кукурузы и сохранения почвенного плодородия. Поэтому исследование является актуальным и имеет особую значимость для агропромышленного комплекса Амурской области.

Цель исследований выявление наиболее оптимальных доз внесения минеральных удобрений при выращивании кукурузы на чернозёмовидной почве в южной сельскохозяйственной зоне Амурской области.

2. Методы и принципы исследования

Полевые опыты проводились в Амурской области на опытном поле ФГБОУ ВО Дальневосточный ГАУ (с. Грибское, Благовещенский район) в 2014-2017 гг. и 2019-2020 гг.

Метеорологические условия в Амурской области в годы проведения исследований различались по температурному режиму и количеству выпавших осадков. Наглядным показателем увлажнённости местности и влагообеспеченности периода вегетации является гидротермический коэффициент (ГТК), согласно которому три года были избыточно влажными (ГТК = 2,1-3,1) и три года с удовлетворительным увлажнением (ГТК = 1,5-1,9). В годы с избыточным увлажнением (2016, 2019, 2020 гг.) наибольшее количество осадков выпадало в мае и августе, дефицит влаги наблюдался в июне 2014, 2015 гг. и июле 2020 г.

Почва опытного участка – чернозёмовидная среднемощная с содержанием гумуса 3,4-3,8 %, рНKСl 5,0-5,2. Содержание минерального азота (Nмин) в почве до внесения удобрений варьировало: 2014, 2016, 2017 гг. отмечена средняя обеспеченность (44,7-50,4 мг/кг почвы), 2015, 2019, 2020 гг. – низкая (30,9-38,9 мг/кг почвы); в 2016 году содержание подвижного фосфора (P2О5) (по А.Т. Кирсанову) в почве было повышенное (154 мг/кг почвы), в 2017 году – высокое (144 мг/кг почвы), в остальные годы обеспеченность подвижным фосфором была средняя (58-99 мг/кг почвы); содержание подвижного калия (К2О) (по А.Т. Кирсанову) в 2016, 2017 годы было повышенное (156 и 168 мг/кг почвы), в остальные годы – высокое и очень высокое.

В исследования был включён гибрид кукурузы Пионер ПР39х32 с ФАО 180. Схема опыта содержала 7 вариантов в четырёхкратной повторности:

1) контроль (без внесения удобрения);

2) N30P30;

3) N60P30;

4) N60P60;

5) N90P60;

6) N120P60;

7) N30P30+N20 (некорневая).

В опыте использовали 3 вида удобрений: аммофос и аммиачная селитра вносились весной до посева вручную под предпосевную культивацию, и мочевина в виде некорневой подкормки по вегетации в фазе 3-5 листа. Общая площадь делянок – 700 м2, учётная площадь делянки – 32 м2.

Исследования проводили в динамике роста и развития кукурузы: 3-5 лист, 9-11 лист, початкообразование, полная спелость. В почвенных образцах для слоя 0…20 см определяли нитратный азот

; обменный аммоний
; подвижный фосфор и калий методом А.Т. Кирсанова
. Учёт урожая проводили ручным сбором початков с учётных делянок.

Полученные в опыте данные подвергались математической обработке методом дисперсионного анализа. Корреляционный анализ был проведён по средним значениям, количество пар равно количеству вариантов (n = 7). Статистическую значимость различий между средними значениями параметров оценивали при уровне вероятности (р) 0,05.

3. Результаты и обсуждение

Внесение минеральных удобрений приводит к накоплению питательных веществ в почве

. Азот является важнейшим питательным элементом для роста и развития растения
. Запас минерального азота перед посевом кукурузы в слое почвы 0-20 см в среднем за 4 года составлял 44,1 мг/кг почвы (табл. 1). В фазе 3-5 листа отмечено увеличение количества Nмин в почве при применении азотно-фосфорных удобрений. При этом накопление Nмин по вариантам опыта растет с увеличением дозы вносимого азота. Максимальное его количество отмечено в варианте N120P60 – 109,1 мг/кг, что выше контроля в 3,7 раза. Интенсивный рост надземной массы кукурузы (фаза 9-11 листа) приводил к снижению Nмин в почве, которое продолжалось до фазы полной спелости. Наибольшее содержание Nмин в почве наблюдалось в варианте N120P60. Увеличение содержания Nмин относительно контроля в данном варианте составляло, соответственно, 79,8; 31,0; 14,0 мг/кг почвы.

Таблица 1 - Содержание минерального азота в почве по фазам роста и развития растений кукурузы

Вариант

До посева, мг/кг почвы

3-5 лист, мг/кг почвы

9-11 лист, мг/кг почвы

Початкообразование, мг/кг почвы

Полная спелость, мг/кг почвы

Контроль

 

 

 

44,1

29,3

31,5

24,1

26,7

N30P30

44,6

45,5

25,3

29,6

N60P30

64,4

40,5

28,8

31,8

N60P60

66,3

53,9

32,7

31,2

N90P60

75,3

47,5

28,7

28,8

N120P60

109,1

62,5

45,9

40,7

N30P30+N20

69,4

40,7

28,3

35,0

Фосфор является одним из важнейших элементов, несмотря на то, что он менее распространён в чернозёмовидных почвах, чем азот и калий. Перед посевом кукурузы содержание подвижного фосфора в среднем за 4 года составляло 109 мг/кг почвы (табл. 2). Наибольшее содержание P2О5 в почве отмечено в фазе 9-11 листа – 170 мг/кг почвы (вариант N60P60), что выше контроля почти в 2 раза. С фазы цветения начинается снижение в почве P2О5, что связано с формированием урожая и накоплением элементов питания в зерне. К фазе полной спелости количество P2О5 в почве контрольного варианта составляло 70 мг/кг, в вариантах N60P60, N120P60 и N30P30+N20 было на 32-49 мг/кг больше. Наибольшим содержанием P2О5 в почве в период вегетации кукурузы выделялись варианты N60P60 и N120P60.

Таблица 2 - Содержание подвижного фосфора в почве по фазам роста и развития растений кукурузы

Вариант

До посева, мг/кг почвы

3-5 лист, мг/кг почвы

9-11 лист, мг/кг почвы

Початкообразование, мг/кг почвы

Полная спелость, мг/кг почвы

Контроль

109,4

90,6

88,0

83,4

69,6

N30P30

93,1

123,3

90,9

73,9

N60P30

92,0

100,8

92,1

78,2

N60P60

107,6

170,3

134,2

101,8

N90P60

122,8

140,9

118,6

93,7

N120P60

116,3

146,7

136,5

118,4

N30P30+N20

132,0

110,9

100,7

110,2

В среднем за 4 года исследований содержание K2O в почве перед посевом кукурузы составляло 204 мг/кг почвы (табл. 3). Применение азотно-фосфорных удобрений не оказало существенного влияния на количество K2O в почве, обеспеченность была на уровне контрольного варианта. В фазе 9-11 листа содержание K2O в почве было самым низким за всю вегетацию, его количество по вариантам опыта уменьшилось на 6-22 мг/кг относительно содержания до посева. К фазе початкооброзвания наблюдалось повышение K2O в почве по всем вариантам. Наибольшее содержание K2O в почве было отмечено в фазе полной спелости зерна, вследствие оттока калия из растений в почву. 

Таблица 3 - Содержание подвижного калия в почве по фазам роста и развития растений кукурузы

Вариант

До посева, мг/кг почвы

3-5 лист, мг/кг почвы

9-11 лист, мг/кг почвы

Початкообразование, мг/кг почвы

Полная спелость, мг/кг почвы

Контроль

204,3

208,5

172,7

190,8

211,0

N30P30

210,8

179,2

188,2

217,1

N60P30

186,8

166,4

197,9

242,3

N60P60

192,1

177,8

188,9

230,5

N90P60

180,3

165,5

182,1

207,1

N120P60

189,2

163,0

181,6

227,8

N30P30+N20

180,0

158,3

194,5

221,1

Вносимые под кукурузу минеральные удобрения оказали положительное влияние на показатели продуктивности кукурузы. Наиболее высокие растения отмечены в фазе полной спелости в вариантах N120P60 и N30P30+N20 – 291,0 и 292,6 см, что выше контроля на 19,7 и 21,3 см соответственно. Максимальная площадь листьев за вегетационный период отмечена в фазе образования початков. Самый большой прирост площади листьев отмечен в варианте N120P60 и составил 70,0 тыс. м2/га, это выше контроля на 24,3 тыс. м2/га. Наибольшее накопление сухой наземной массы культуры отмечено в фазе молочной спелости зерна в варианте N120P60 – 34,3 ц/га, превышение контроля составляло 33 %.

Урожайность зелёной массы кукурузы в контрольном варианте изменялась по годам от 19,7 до 63,4 т/га и в среднем составила 43,9 т/га (табл. 4). Удобрения оказали существенное влияние на величину урожайности. В среднем за годы исследований внесение N90P60 повышало её на 16,1 т/га (36,7 %), N120P60 – 17,3 т/га (39,4 %). Максимальная урожайность зелёной массы (62,1 т/га) отмечена в варианте с применением мочевины в дозе N20 в виде некорневой подкормки.

Наибольшая урожайность зеленой массы по годам исследований получена в 2015 году (63,4-92,4 т/га), несмотря на то, что летний период характеризовался повышенным температурным режимом и дефицитом осадков.

Таблица 4 - Урожайность кукурузы в зависимости от минеральных удобрений

Вариант

Урожайность по годам, т/га

Прибавка урожайности,

2014

2015

2016

2017

2019

2020

средняя

т/га

%

зелёная масса

Контроль

26,0

63,4

60,0

60,1

34,2

19,7

43,9

-

-

N30P30

30,0

69,1

68,7

64,6

42,8

22,7

49,6

5,8

13,0

N60P30

32,2

75,7

64,4

75,2

43,0

24,4

52,5

8,6

19,6

N60P60

34,6

79,0

59,5

72,3

62,6

26,2

55,7

11,8

26,9

N90P60

38,4

86,1

68,6

72,0

65,7

29,0

60,0

16,1

36,7

N120P60

29,5

92,4

75,1

77,4

70,1

22,3

61,2

17,3

39,4

N30P30+N20

35,1

90,0

73,1

81,0

67,1

26,6

62,1

18,3

41,5

НСР05

1,5

9,8

8,3

2,4

1,2

0,4

0,5

 

 

зерно

Контроль

5,61

6,47

5,84

7,04

7,42

4,24

6,10

-

 

N30P30

5,77

9,23

6,19

7,50

9,14

5,74

7,26

1,16

19,0

N60P30

6,70

9,56

6,28

8,13

11,27

7,25

8,20

2,09

34,4

N60P60

6,41

9,13

6,77

7,77

10,48

7,17

7,95

1,85

30,3

N90P60

6,22

9,36

6,68

7,79

9,87

6,29

7,70

1,60

26,2

N120P60

6,27

9,04

6,56

7,65

9,65

6,26

7,57

1,47

24,1

N30P30+N20

6,07

9,81

6,45

7,94

9,25

6,13

7,61

1,50

24,7

НСР05

0,44

0,18

0,32

0,20

0,58

0,17

0,15

 

 

В среднем за 6 лет урожайность зерна кукурузы в контрольном варианте составляла 6,10 т/га (табл. 4). Применение азотно-фосфорных удобрений способствовало повышению урожайности, максимальная урожайность зерна кукурузы получена в варианте N60P30, прибавка по сравнению с вариантом без удобрений составила 2,09 т/га или 34,4 %.

Благоприятные сочетания тепла и увлажнения летом 2019 года обусловили формирование наибольшей урожайности зерна кукурузы. Максимальная урожайность зерна в этот год получена также в варианте N60P30 – 11,27 т/га, превышение контроля составляло 3,85 т/га.

Условия минерального питания оказывают большое влияние на структуру урожая кукурузы. Основными элементами структуры урожая являются: высота крепления початка, длина стержня, масса одного початка, число зёрен в початке, масса зерна с початка, масса 1000 зёрен

.

Самое высокое крепление початка отмечено в варианте с высокой дозой удобрения (N120P60) – 89 см, это выше контроля на 12 см. Такое высокое крепление початков способствует упрощению уборки кукурузы. Масса зерна с каждого початка также заметно различалась и зависела от дозы вносимого удобрения. Значительно большей массой зерна обладали початки в варианте N60P30. С увеличением дозы минеральных удобрений масса 1000 зёрен значительно увеличивалась и составляла по вариантам опыта 231,4-269,5 г.

Между урожайностью и содержанием минерального азота наблюдается довольно тесная зависимость, особенно в фазах 3-5 и 9-11 листа (r=0,64 и r=0,52 соответственно). Зависимость урожайности от содержания подвижного фосфора в почве была средней силы во все периоды развития кукурузы, коэффициенты корреляции составляли 0,48-0,55. Выявлена сильная положительная связь между урожайностью зерна и сухой надземной массой (r = 0,76), а также между урожайностью зерна и площадью листовой поверхности (r = 0,78).

В производственных условиях важное значение имеет не только повышение урожайности возделываемых культур, но и окупаемость применяемых удобрений. Применение азотно-фосфорного удобрения в дозе N60P30 под кукурузу обеспечивает не только высокую урожайность зерна, но и самый высокий уровень рентабельности – 174,0 %, что на 16,9 % выше контрольного варианта, при этом себестоимость продукции снижается, и увеличивается дополнительный доход. Основываясь на полученных данных, можно считать вариант N60P30 экономически выгодным и целесообразным.

4. Заключение

По результатам исследований применения минеральных удобрений на посевах кукурузы в южной сельскохозяйственной зоне Амурской области установлено:

1. Внесение азотно-фосфорных удобрений способствует обогащению чернозёмовидной почвы подвижными формами питательных элементов: N120P60 – увеличивает содержание минерального азота на 1,2-21,8 мг/кг; N60P60 и N120P60 – повышают содержание подвижного фосфора на 18,8-93,5 % и при этом не оказывают существенного влияния на количество подвижного калия в почве.

2. Предпосевное внесение N30P30 в сочетании с некорневой подкормкой N20 в фазе 3-5 листа обеспечивает наибольшую урожайность зелёной массы кукурузы, которая в среднем за шесть лет составляла 62,1 т/га, что выше контроля на 41,5 %.

3. Внесение N60P30 повышает урожайность зерна кукурузы на 2,09 т/га относительно контроля, к тому же данный вариант является наиболее экономически выгодным.

Article metrics

Views:173
Downloads:0
Views
Total:
Views:173