NITROGEN RESERVES IN THE SOIL AND YIELD OF SPRING DURUM WHEAT IN THE ARID STEPPES OF THE ORENBURG ZAURALYE

Крючков А.Г.

доктор с.-х. наук, профессор,  заслуженный агроном РСФСР, главный научный сотрудник ФГБНУ «Оренбургский НИИ сельского хозяйства»

ЗАПАСЫ АЗОТА В ПОЧВЕ И УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВОЙ ТВЁРДОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАСУШЛИВОЙ СТЕПИ ОРЕНБУРГСКОГО ЗАУРАЛЬЯ

Аннотация

В статье рассмотрены зависимости урожайности яровой твёрдой пшеницы от запасов азота в почве по почвозащитным парам на чернозёме южном в целях выявления их оптимальных резервов, снижения отрицательного действия избыточных запасов и улучшения её питательного режима путем внесения фосфорных, а не азотных удобрений. Это позволяет снизить недобор урожайности и повысить экономику хозяйствующих субъектов в условиях засушливого региона.

Ключевые слова: технология, удобрение, пар, твёрдая пшеница, сельское хозяйство.

Kryuchkov A.G.

PhD in Agriculture, Professor, RSFSR Honored Agronomist, Chief Scientific Officer, Orenburg Institute of Agriculture

NITROGEN RESERVES IN THE SOIL AND YIELD OF SPRING DURUM WHEAT IN THE ARID STEPPES OF THE ORENBURG ZAURALYE

Abstract

The article describes the dependence of the yield of spring durum wheat nitrogen reserves in the soil by soil protection pairs to the southern black soil in order to identify their best reserves, reducing the negative effect of excess inventory and improve her nutritional regime by introducing phosphorus rather than nitrogen fertilizers. This will reduce the shortage of productivity and boost the economy of business entities in the arid region.

Keywords: technology, fertilizer, steam, durum wheat, agriculture.

Проблемным вопросом для влагообеспеченных регионов страны, стран Западной Европы и Мира является недостаточная обеспеченность азотом.  Это обстоятельство требует внесения здесь повышенных и высоких доз азота в форме минеральных и органических удобрений под большинство возделываемых культур. Величина доз азота зависит от плодородия почвы [1].

По мере перехода из зон  дерновоподзолистых, серых лесных почв с осадками 500-800 мм и 400-600 мм (ГТК = 1,3-1,9 и 1,4) к черноземам южным, где на европейской части РСФСР выпадает 300-400 мм осадков (ГТК = 0,6-1,1 ед.) прибавка от внесения N₆₀ в первом случае и N_30-40 – во втором снижается с 8,6-5,4 ц с 1 га при средней урожайности 26,5-26,7 ц с 1 га до 1,5 ц с 1 га при 18,47 ц с 1 га [2]. Методикой Агрохимцентров предусматривается определение азота нитратов в слое почвы 0-40 см [2]. Считается, что повышенная нитрификационная способность свойственна лишь гумусовым горизонтам солонцовых почв. В иллювиальных горизонтах она подавлена. Тем не менее, в районах широкого распространения солонцовых комплексов (Нижнее Поволжье, Западно-Сибирская низменность) факт повышенной нитрификационной способности солонцовых почв должен учитываться при определении доз азотных удобрений [2].

Учитывая ряд обстоятельств, характерных для Оренбургского Зауралья:

- повышенное накопление запасов влаги к севу в паровых полях;

- наличие солонцеватости чернозема южного;

- определение запасов азота к севу лишь в слое 0-40 см [2, 3];

- низкую обеспеченность почв фосфором;

- высокую теплообеспеченность вегетационного периода;

- подвижность азотных соединений вниз по слоям почвы;

- проникновение корневой системы глубже 40 см вслед за влагой

нам представлялось важным установить величины запасов азота в паровых полях после посева на разных глубинах на фоне без внесения и с внесением фосфорного удобрения и вероятные связи урожайности яровой твёрдой пшеницы с этими запасами в разных слоях почвы в целях понимания целесообразности применения азотных удобрений на парах на данной территории.

Материалами для исследования нам послужили результаты учётов за 2001-2003 гг. на опытах с яровой твёрдой пшеницей в Восточном опорном пункте ФГБНУ „Оренбургский НИИСХ” (ФГУП „ОПХ „Советская Россия”, Адамовский р-он) с различными нормами высева и сроками сева на фоне пара без удобрения и с внесением Р₄₀ кг д. в. на 1 га.

Пробы почвы отбирались с глубин 0-30 см, 30-60 см и 60-100 см с последующим определением N-NO₃ ионометрическим методом в лаборатории массовых анализов института после посева яровой твёрдой пшеницы.

Повторность опыта 4-х кратная. Учётная площадь 180 кв. м. Учёт урожая – методом сплошной уборки каждой делянки комбайном „Сампо” с приведением урожая к 14% влажности и 100% чистоте.

Корреляционно-регрессионный анализ связей выполнен на ПЭВМ с использованием программы Statgrafiks.

По полученным данным за 3 года запасы азота после посева яровой твёрдой пшеницы в слое 0-30 см по пару без удобрений изменялись от 120,96 до 342,72 кг/га при средней величине 219,73 кг/га, в слое почвы 30-60 см они были в среднем близки к запасам в слое 0-30 см (215,61 кг/га).

Не очень существенно они отличались в этих слоях и по удобренному Р₄₀ фону (224,01 и 209 кг/га). Более заметны различия в отклонениях по максимуму, но это мы объясняем сильным варьированием из-за пятнистости участка под опытом из-за проявления солонцеватых пятен. То же самое можно заключить и по запасам в более глубоком слое (60-100 см) (табл. 1).

Что же касается урожайности, то в целом она варьировала меньше, чем запасы азота. Коэффициенты вариации были на уровне 11,54-12,7% по пару без удобрений и от 10,86 до 11,51% по удобренному фону. Но при этом урожайность яровой твёрдой пшеницы во всех случаях по удобренному фону была выше, чем без удобрений.

Таблица 1 -  Параметры запасов азота в разных слоях почвы после посева  яровой твёрдой пшеницы и её урожайности по почвозащитному пару на чернозёме южном Оренбургского Зауралья (2001-2003 гг.)

№ п/п	Глубина слоя почвы, см	Запасы азота, кг на 1 га			ν %	Урожайность, т с 1 га			ν %
		min	max	сред-ние		min	max	сред-няя
Пар – без удобрений
1.	0-30	120,96	342,72	219,73	30,22	2,186	1,398	2,904	11,54
2.	30-60	123,42	393,00	215,61	42,16	2,334	3,412	2,925	11,74
3.	60-100	148,72*	466,18	299,46	35,09	2,334	3,284	2,833	12,76
Пар + Р40 кг д.в. на 1 га
4.	0-30	117,60	409,92	224,01	35,18	2,368	3,576	3,071	11,34
5.	30-60	116,16	382,96	209,00	39,57	2,580	3,632	3,090	10,86
6.	60-100	120,12	419,92	274,05	29,44	2,392	3,306	2,920	11,51

* Примечание. Расчёты по слоям 60-100 см выполнены по данным за 2 года (2001-2002 гг.)

Корреляционно-регрессионный анализ показал, что урожайность яровой твёрдой пшеницы находится в тесной и сильной обратной зависимости от запасов азота в различных слоях почвы (табл. 2).

Таблица 2 - Корреляционные отношения, отражающие зависимости урожайности яровой твёрдой пшеницы от запасов азот в разных слоях почвы в Оренбургском Зауралье

Коррелируемые величины	Корреляционные отношения
	пар без удобрений	пар + Р40 кг д.в. на 1 га
1. Запасы азота в слое 0-30 см, кг/га и урожайность, т с 1 га	0,910	0,947
2. Запасы азота в слое 30-60 см, кг/га и урожайность, т с 1 га	0,977	0,975
3. Запасы азота в слое 60-100 см, кг/га и урожайность, т с 1 га	0,970	0,919

При этом напряженность связей (η_ух= 0,910-0,977) по фону без удобрений выше, чем по фону с внесением фосфорного удобрения (0,947-0,894). На фоне без удобрений по мере углубления слоя почвы она наращивается, а на удобренном, наоборот, ослабевает.

Графический анализ полученных уравнений позволяет считать, что на фоне без удобрений максимальная урожайность на уровне 3,17 т с 1 га, 3,33 и 3,35 т с 1 га достигалась при запасах азота в слое 0-30 см 182,56 кг на 1 га, в слое 30-60 см – 158,05 кг на 1 га и в слое 60-100 см – 148,72 кг на 1 га. При наращивании его запасов соответственно по слоям почвы до 342,72 кг на 1 га (0-30 см), 393 кг на 1 га (30-60 см) и 466,18 кг на 1 га (60-100 см) урожайность снижалась до 1,94; 2,30 и 2,31 т с 1 га (табл. 3).

Таблица 3 -  Запасы азота в различных слоях почвы и урожайность яровой твёрдой пшеницы по пару без удобрений и с внесением Р₄₀  кг д. в. на 1 га в Оренбургском Зауралье. Чернозём южный.

Коррелируемые величины	Параметры запасов азота в слоях почвы и урожайность по градациям её величины
	началь-ные	опти- мальные	равные начальным	средние на линии падения	конечные, минимальные
Пар – без удобрений
1. Запас азота, кг на 1 га в слое почвы 0-30 см	120,96	182,56	241,3	292,0	342,72
2. Урожайность, т с 1 га	2,99	3,17	2,99	2,96	1,94
3. Запас азота, кг на 1 га в слое почвы 30-60 см	123,42	158,05	211,65	302,3	393,0
4. Урожайность, т с 1 га	2,89	3,33	2,89	2,59	2,30
5. Запас азота, кг на 1 га в слое почвы 30-60 см	148,72	148,72	-	307,45	466,18
6. Урожайность, т с 1 га	3,35	3,35	-	2,83	2,31
Пар + Р40 кг д.в. на 1 га
7. Запас азота, кг на 1 га в слое почвы 0-30 см	117,6	117,6	-	263,76	409,92
8. Урожайность, т с 1 га	3,57	3,57	-	2,98	2,39
9. Запас азота, кг на 1 га в слое почвы 30-60 см	116,16	116,16	-	249,56	382,56
10. Урожайность, т с 1 га	3,52	3,52	-	3,06	2,61
11. Запас азота, кг на 1 га в слое почвы 30-60 см	120,12	146,14	-	283,0	419,92
12. Урожайность, т с 1 га	3,25	3,26	-	2,69	2,12

По пару, удобренному фосфорным удобрением в дозе 40 кг д. в. на 1 га, наибольшая урожайность формировалась при 117,6 кг на 1 га, 116,16 кг на 1 га и 146,14 кг на 1 га соответственно по слоям: 0-30 см (3,57 т с 1 га), 30-60 см (3,52 т с 1 га) и 60-100 см (3,28 т с 1 га). По мере повышения запасов азота до 409,92 кг/га в слое 0-30 см , 382,96 кг на 1 га в слое 30-60 см и до 419,92 кг на 1 га в слое 60-100 см урожайность снизилась соответственно до 2,39; 2,61 и 2,12 т с 1 га.

Подводя итоги выполненного исследования, следует считать, что на черноземах южных Оренбургского Зауралья, входящего согласно природно-сельскохозяйственного районирования в Казахстанскую засушливую степную провинцию [4], по почвозащитным парам на фоне без внесения удобрений оптимальные запасы азота в слоях почвы 0-30 см, 30-60 см и 60-100 см составляют 182,56 кг, 158,05 кг и 148,72 кг на 1 га, способствующие получению 3,17; 3,33 и 3,35 т с 1 га яровой твёрдой пшеницы при запасах продуктивной влаги в слое 0-100 см на уровне 148-169,9 мм.

На фоне почвозащитного пара с внесением с осени под последнюю обработку 40 кг д. в. на 1 га фосфорного удобрения наибольшая урожайность достигается при запасах азота в слоях: 0-30 см – 117,6 кг на 1 га (3,57 т с 1 га), 30-60 см – 116,16 кг на 1 га (3,52 т с 1 га) и 60-100 см – 146,14 кг на 1 га (3,26 т с 1 га).

Повышение запасов азота в разных слоях почвы до 342,72-466 кг на 1 га по пару без удобрений может привести к снижению урожайности до 1,94-2,31 т с 1 га или на 38,8-31,0%, а по удобренному Р₄₀ пару до 382,96-419,92 кг на 1 га до 2,61-2,12 т с  га или на 35-25,8%.

Полученные нами впервые данные для отечественной и мировой практики на территории освоенных целинных земель Оренбургского Зауралья подтверждают основные положения, сформулированные приведенными ранее авторами [1, 2] , но они несут в себе конкретные характеристики, которые имеют прямое отношение к практике на этой территории и закрывают частично очередное белое пятно в исследованиях.

Список литературы / References

1. Гэлстон А., Девис П., Сэттер Р. Жизнь зелёного растения. Пер. с англ. М.Г. Дуниной и к. с.-х. н. Е.И. Кошкина. Под ред. д-ра биол. наук Н.П. Воскресенской. – М.: Мир, 1983. – 552 с.
2. Аникст Д.М. Удобрение яровой пшеницы. – М.: Россельхозиздат, 1986. – 142 с.
3. Ряховский А.В., Батурин И.А., Березнев А.П., Болотин А.Н., Голодников В.П. Плодородие почв Оренбургской области, использование и эффективность удобрений при возделывании полевых культур. – Оренбург: ОАО и ИПК «Южный Урал», 2008. – 252 с.
4. Природно-сельскохозяйственное районирование земельного фонда СССР / Научные тр. ВАСХНИЛ. – М.: Колос, 1975. – С. 68-70.

Список литературы латинскими символами / References in Roman script

1. Galston A., Davis P., Satter R. Zhizn' zeljonogo rastenija. Per. s angl. M.G. Duninoj i k. s.-h. n. E.I. Koshkina. Pod red. d-ra biol. nauk N.P. Voskresenskoj. [Life green plants. Trans. from English. M.G. Dunina and E.I. Koshkin. Edition by PhD in Biology N.P. Voskresenskoj]. –M .: Mir, 1983. – 552 p. [in Russian]
2. Anikst D.M. Udobrenie jarovoj pshenicy [Fertilizer spring wheat]. – M .: Rosselkhozizdat, 1986. – 142 p. [in Russian]
3. Ryakhovskiy A.V., Baturin I.A., Bereznev A.P., Bolotin A.N., Golodnikov V.P. Plodorodie pochv Orenburgskoj oblasti, ispol'zovanie i jeffektivnost' udobrenij pri vozdelyvanii polevyh kul'tur [Soil fertility of the Orenburg region, the use and effectiveness of fertilizers in the cultivation of field crops]. – Orenburg: IPK JSC and " Juzhnyj Ural", 2008. – 252 p. [in Russian]
4. Prirodno-sel'skohozjajstvennoe rajonirovanie zemel'nogo fonda SSSR [Natural agricultural zoning of the land fund of the USSR]. / Scientific works of Academy of Agricultural Sciences. - M .: Kolos, 1975. – P. 68-70. [in Russian]