Our journals
Submit manuscript Sign in / Sign up
Advanced search
Article sections

STUDY OF THE EFFICIENCY OF MINERAL FERTILIZERS USE ON THE SOIL WITH VARIOUS PROVISION OF MOBILE PHOSPHORUS WHEN WINTER WHEAT GROWING

Research article
Konova A.M.
Gavrilova A.Yu.
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.65.014
Issue: № 11 (65), 2017
Published:
2017/11/18
PDF

Конова А.М.1, Гаврилова А.Ю.2

1Кандидат сельскохозяйственных наук, 2аспирант, Смоленский научно-исследовательский институт сельского хозяйства в г. Смоленске

ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПОЧВЕ С РАЗЛИЧНОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТЬЮ ПОДВИЖНЫМ ФОСФОРОМ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

Аннотация

В полевом опыте, в условиях Смоленской области, на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве с различной обеспеченностью подвижным фосфором, изучали действие доз минеральных удобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы сорта «Московская 39». Наиболее рационально представленные в настоящей статье системы минеральных удобрений применять на фосфатных фонах Рф600 и Рф1200, созданных посредством внесения фосфоритной муки. На этих фонах были получены наибольшая урожайность и показатели качества зерна при совместном внесении азотно-калийных  удобрений с суперфосфатом. Однако наблюдалась тенденция к снижению сырого белка и клейковины в зерне озимой пшеницы при повышении дозы фосфорных удобрений.

Ключевые слова: озимая пшеница, минеральные удобрения, фосфоритная мука, урожайность, качество.

Konova A.M.1, Gavrilova A.Yu.2

1PhD in Agriculture, 2Postgraduate student, Smolensk Research Institute of Agriculture, Smolensk

STUDY OF THE EFFICIENCY OF MINERAL FERTILIZERS USE ON THE SOIL WITH VARIOUS PROVISION OF MOBILE PHOSPHORUS WHEN WINTER WHEAT GROWING

Abstract

The effect of doses of mineral fertilizers on the yield and quality of winter wheat of the "Moscow 39" variety was studied in the field experiment in the Smolensk region on soddy-podzolic light loamy soil with varying availability of mobile phosphorus. Mineral fertilizer systems, presented in this article, are the most rationally to use on phosphate phone of Rf600 and Rf1200, created by applying phosphate flour. The highest yields and grain quality indicators on these phones were obtained with the joint application of nitrogen-potassium fertilizers with superphosphate. However, there was a tendency to reduce the crude protein and gluten in the grain of winter wheat with an increase in the dose of phosphorus fertilizers.

Keywords: winter wheat, mineral fertilizers, phosphorite flour, yield, quality.

Во многих регионах России фосфор лимитирует рост продуктивности земледелия. В этой связи необходимым условием его повышения является создание в почвах оптимального фосфатного уровня [1, С. 31], [2, С. 28], [3, С. 166]. В условиях дефицита фосфора в нашей стране представляют интерес исследования наиболее эффективного использования фосфоритной муки, как самого дешёвого, низкозатратного, технологически очень простого фосфорного удобрения, которое по своей эффективности близко к действию суперфосфата на урожай сельскохозяйственных культур [4, С. 88], [5, С. 99], [6, С. 31].

Длительное применение фосфоритной муки приводит к существенным изменениям в почвенном поглощающем комплексе, следствием чего является обогащение почвы подвижными формами фосфора и питательными веществами, в частности обменным кальцием и магнием, а также кремнием, натрием и микроэлементами [7, С. 57], [8, С. 25]. Несмотря на исключительную актуальность процесс формирования фосфатного уровня почв до настоящего времени пока ещё мало изучен и требует дальнейшего уточнения.

Цель работы. Разработать систему наиболее эффективного применения разных видов фосфорных удобрений на почвах с различным уровнем содержания подвижных фосфатов для условий Центрального района Нечернозёмной зоны.

Методика исследований. Научные исследования в данном направлении ведутся с 1992 года в лаборатории комплексного применения агрохимических средств ФГБНУ Смоленского НИИСХ в многофакторном стационарном полевом опыте [9, С. 104]. Изучение эффективности разных доз и соотношений азотных и фосфорных удобрений проводилось на оптимальном калийном фоне на 4-х фосфорных фонах: естественном фоне (Р0) и трех искусственных (Рф300, Рф600, Рф1200) - созданных посредством внесения фосфоритной муки Полпинского месторождения Брянской области в количестве 300, 600 и 1200 кг Р2О5 на гектар.

Для проведения опыта был принят зерно-травяной севооборот: озимая рожь, яровая тритикале + многолетние травы (клевер + тимофеевка), многолетние травы 1 года пользования, многолетние травы 2 года пользования, озимая пшеница, гречиха, овёс (на зелёную массу) + многолетние травы, многолетние травы 1 года пользования (лядвенец), многолетние травы 2 года пользования Опыт проводился в 3-х полях при четырёхкратной повторности. Площадь делянки - 60 м2 (15 х 4 м). В 2015-2017 гг. возделывали озимую пшеницу сорта «Московская 39». Урожайные данные были обработаны с использованием метода дисперсионного анализа [10].

Условия проведения исследований. Почва опытного участка дерново-подзолистая легкосуглинистая с содержанием Р2О5 60-80 мг/кг, К2О – 60-70 мг/кг почвы, гумуса - 1,73%, рНКСI - 4,8, Нг - 3,2 мг-экв./100 г почвы.

Погодные условия в годы исследований были типичными для Центрального района Нечернозёмной зоны России, но различались по годам. 2015 год характеризовался очень засушливым маем и августом и слабо засушливым июнем и июлем с близкими к норме среднесуточными температурами воздуха. 2016 год был также очень засушливым (ГТК колебался по месяцам от 0,5 до 0,9). 2017 год, наоборот, был влажным и очень тёплым со среднемесячной температурой в августе 17,4°С.

Результаты исследований. Известно, что метеоусловия наряду с агрохимическими и другими свойствами почв оказывают значительное влияние на эффективность удобрений. Засушливые условия 2015 г. и 2016 г. привели к снижению урожая зерна озимой пшеницы, который составил на контроле в среднем за два года 1,50-2,25 т/га. Внесение азотно-калийных удобрений не существенно влияло на урожайность зерна. На азотно-калийном фоне суперфосфат и фосфоритная мука обеспечили получение прибавок урожайности 0,65-1,40 т/га. В благоприятном по погодным условиям 2017 году получен наибольший урожай зерна озимой пшеницы (2,00-2,50 т/га в зависимости от фосфатного фона). Применение минеральных удобрений повышало урожайность в 1,5-2,0 раза.

В среднем за три года выращивания (2015-2017 гг.) урожайность озимой пшеницы на естественном фоне (Р0) в контроле получена на уровне 1,74 т/га (рис. 1). Прибавка от использования только азотно-калийных удобрений составила 0,36 т/га. При добавлении к азотно-калийным фонам суперфосфата урожайность озимой пшеницы возросла в 1,4-1,9 раза в зависимости от варианта. Замена суперфосфата фосфоритной мукой (Рф60) привела к снижению урожайности зерна.

 

28-12-2017 12-25-01

Рис. 1 – Влияние минеральных удобрений на урожайность зерна озимой пшеницы сорта «Московская 39» (в среднем за 2015-2017 гг.)

 

Прибавка урожая зерна озимой пшеницы от фона Рф300 (по сравнению с естественным фоном Р0) составила 0,3 т/га. Также отмечался рост урожайности от применения азотно-калийных удобрений по сравнению с контролем на 0,23-0,44 т/га. Свежевнесённые фосфорные удобрения оказались наиболее эффективными на фоне N90К120, позволив повысить урожай зерна на 1,29-1,89 т/га. Эффективность фосфоритной муки при совместном внесении с азотно-калийными удобрениями составила 26%.

Отмечено положительное влияние фона Рф600 на урожайность (прибавка по сравнению с Рф300 составила 0,22 т/га). Эффективность азотно-калийных удобрений не отличалась от предыдущего фона. Применение быстрорастворимых фосфорных удобрений повышало урожай зерна в 1,2-1,6 раз. Внесение фосфоритной муки на азотно-калийном фоне давало дополнительно 0,48 т/га зерна.

Прибавка по урожайности от фона Рф1200 незначительная по сравнению с Рф600. Отмечался рост урожая зерна озимой пшеницы от внесения только азотно-калийных удобрений на 0,18-0,42 т/га. Применение суперфосфата также повышало урожай зерна, что выражалось в прибавках, которые изменялись от 0,79 до 2,02 т/га. Внесение фосфоритной муки дало прибавку на уровне 0,5 т/га.

Содержание сырого белка в зерне озимой пшеницы в значительной степени определяется особенностями сорта. Установлено, что применение как отдельно азотно-калийных удобрений, так и совместно с фосфорными, повышало содержание белка по сравнению с контролем (табл. 1). Однако с увеличением дозы фосфора содержание белка в зерне падало на всех фосфорных фонах.

 

Таблица 1 – Влияние минеральных удобрений на показатели качества зерна озимой пшеницы (в среднем за 2015 - 2016 гг.)

Вариант Фон I (Р0) Фон II (Рф300) Фон III (Рф600) Фон IV (Рф1200)
Сырой белок, % Клейко-вина, % Сырой белок, % Клейко-вина, % Сырой белок, % Клейко-вина, % Сырой белок, % Клейко-вина, %
Контроль 10,9 20,4 11,0 20,6 11,1 20,6 11,2 21,0
N60К120 – фон I 11,8 22,6 11,9 22,8 12,1 23,0 12,4 24,8
N90К120 – фон II 12,9 25,4 13,0 25,5 13,2 25,6 13,4 26,0
Фон I + Рс30 11,6 22,2 11,8 22,6 12,0 22,9 12,3 24,5
Фон I + Рс60 11,5 22,1 11,7 22,4 11,8 22,7 12,1 24,0
Фон I + Рс90 11,4 22,0 11,6 22,3 11,6 22,0 12,0 23,8
Фон II + Рс30 12,8 25,2 12,9 25,5 13,0 25,4 13,3 25,9
Фон II + Рс60 12,6 25,0 12,8 25,4 12,8 25,1 13,1 25,6
Фон II + Рс90 12,4 24,9 12,7 25,1 12,6 24,9 12,8 25,5
Фон I + Рф60 11,5 22,0 11,6 22,1 11,8 22,5 12,0 23,6
 

Содержание клейковины в зерне озимой пшеницы на азотно-калийном фоне увеличилось на 2,2-5,0% по сравнению с контролем. При добавлении к азотно-калийным удобрениям фосфорных наблюдалась тенденция к снижению данного показателя.

В таблице 2 представлены экономические показатели, позволяющие судить об эффективности применяемых минеральных удобрений в зависимости от различного исходного фосфорного фона почвы.

На всех фосфорных фонах при внесении только азотно-калийных удобрений окупаемость изменялась от 0,2 до 2,1 кг/кг. Коэффициент энергоотдачи колебался от 0,1 до 0,8 единиц. Т. е. с энергетической точки зрения технология возделывания озимой пшеницы только с использованием азотно-калийных удобрений была неэффективна на всех фосфорных фонах, так как коэффициент энергоотдачи не превышал единицы.

 

Таблица 2 – Влияние различных доз минеральных удобрений на экономические показатели в зависимости от содержания фосфора в почве (в среднем за 2015-2017 гг.)

Вариант Фон I (Р0) Фон II (Рф300) Фон III (Рф600) Фон IV (Рф1200)
О* η ** О η О η О η
Контроль - - - - - - - -
N60К120 – фон I 0,2 0,1 1,3 0,6 1,2 0,5 1,1 0,5
N90К120 – фон II 1,8 0,7 2,1 0,8 1,9 0,7 2,0 0,8
Фон I + Рс30 4,0 2,1 4,6 2,3 3,4 1,7 3,8 1,9
Фон I + Рс60 5,5 3,1 5,7 3,2 4,6 2,6 5,3 3,0
Фон I + Рс90 6,0 3,7 6,2 3,7 6,2 3,7 5,9 3,6
Фон II + Рс30 5,1 2,2 5,4 2,3 5,8 2,5 6,3 2,7
Фон II + Рс60 5,7 2,6 5,8 2,7 6,3 2,9 6,9 3,2
Фон II + Рс90 6,3 3,1 6,3 3,1 6,6 3,3 6,7 3,3
Фон I + Рф60 2,2 1,3 2,5 1,4 2,0 1,1 2,1 1,2
Примечание: * О – окупаемость 1 кг Р2О5, кг/кг; ** η – коэффициент энергоотдачи, ед.  

Добавление к азотно-калийному фону водорастворимого суперфосфата повышало окупаемость и энергетический коэффициент в 2,7-5,1 раз и в 2,8-7,4 раза соответственно. В целом, экономические показатели здесь были высокими, что говорит о том, что данная технология возделывания озимой пшеницы была эффективной.

Внесение фосфоритной муки вместо суперфосфата было также эффективным приёмом на всех фосфорных фонах, так как окупаемость и энергетический коэффициент были на уровне 2,0-2,5 кг/кг и 1,1-1,4 единиц соответственно (больше 1).

Заключение. Таким образом, при выращивании озимой пшеницы сорта «Московская 39» на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве отмечено положительное влияние фосфорных фонов на её урожайность и качество. Наибольшая урожайность зерна получена при совместном внесении азотно-калийных удобрений с суперфосфатом в варианте N90K120Рс90 на фоне Рф1200 - 4,26 т/га. Однако, применение суперфосфата приводило к снижению содержания сырого белка и клейковины в зерне озимой пшеницы на 0,1-0,6% и 0,2-1,0% соответственно. С энергетической точки зрения совместное использование азотно-калийных и фосфорных удобрений в изучаемых дозах было эффективным приёмом на всех фонах, созданных путём внесения фосфоритной муки в почву, так как коэффициент энергоотдачи был выше единицы.

Список литературы / References

  1. Чумаченко И.Н. Агрохимия фосфора и нетрадиционного минерального сырья / И.Н. Чумаченко, Б.А. Сушеница, Ш.А. Алиев. – М., 2001. – 290 с.
  2. Чумаченко И.Н. Фосфор в жизни растений и плодородии почв / И.Н. Чумаченко. – М.: ЦИНАО, 2002. – 124 с.
  3. Методическое руководство по проектированию применения удобрений в технологиях адаптивно - ландшафтного земледелия / под редакцией А.Л. Иванова, Л.М. Державина. – М.: Минсельхоз РФ, РАСХН, 2008. – 392 с.
  4. Конова А.М. Региональная система земледелия Смоленской области / А.М. Конова, А.Ю. Гаврилова, Э.С. Рекашус и др. – Смоленск: «Агронаучсервис», 2013. – 277 с.
  5. Войтович Н.В. Фосфориты России и ближнего Зарубежья / Н.В. Войтович, Б.А. Сушеница, В.Н. Капранов. – М., ВНИИА, 2005. – 448 с.
  6. Козлов Ф.П. Комплексное применение средств химизации на озимой пшенице в севообороте / Ф.П. Козлов, Л.Н. Самойлов, А.М. Конова // Бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института агрохимии им. Д.Н. Прянишникова. – 2001. – № 115. – С. 31-32.
  7. Босак В.Н. Системы удобрения в севооборотах на дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах / В.Н. Босак. – Минск, 2003. – 176 с.
  8. Небытов В.Г. Влияние суперфосфата и фосфоритной муки при ежегодном и запасном внесении на агрохимические свойства почвы и урожайность культур севооборота / В.Г. Небытов // Агрохимия. – 2012. – № 3. – С. 25-31.
  9. Реестр аттестатов длительных опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами Российской Федерации. Издание третье / под общей редакцией В.Г. Сычева. – М.: ВНИИА, 2008. – 192 с.
  10. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. – М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Chumachenko I.N. Agrohimija fosfora i netradicionnogo mineral'nogo syr'ja [Agrochemistry of phosphorus and non-traditional mineral raw materials] / I.N. Chumachenko, B.A. Sushenica, Sh.A. Aliev. – M., 2001. – 290 p [in Russian]
  2. Chumachenko I.N. Fosfor v zhizni rastenij i plodorodii pochv [Phosphorus in plant life and soil fertility] / I.N. Chumachenko. – M.: CINAO, 2002. – 124 p [in Russian]
  3. Metodicheskoe rukovodstvo po proektirovaniju primenenija udobrenij v tehnologijah adaptivno - landshaftnogo zemledelija [Methodical guidelines for the design of fertilizer application in adaptive-landscape farming technologies] / pod redakciej A.L. Ivanova, L.M. Derzhavina. – M.: Minsel'hoz RF, RASHN, 2008. – 392 p [in Russian]
  4. Konova A.M. Regional'naja sistema zemledelija Smolenskoj oblasti [Regional system of agriculture in the Smolensk region] / A.M. Konova, A.Ju. Gavrilova, Je.S. Rekashus and others. – Smolensk: «Agronauchservis», 2013. – 277 p [in Russian]
  5. Vojtovich N.V. Fosfority Rossii i blizhnego Zarubezh'ja [Phosphorites of Russia and the Near Abroad] / N.V. Vojtovich, B.A. Sushenica, V.N. Kapranov. – M., VNIIA, 2005. – 448 p [in Russian]
  6. Kozlov F.P. Kompleksnoe primenenie sredstv himizacii na ozimoj pshenice v sevooborote [Complex application of chemicalizing agents on winter wheat in crop rotation] / F.P. Kozlov, L.N. Samojlov, A.M. Konova // Bjulleten' Vserossijskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta agrohimii im. D.N. Prjanishnikova. – 2001. – № 115. – P. 31-32 [in Russian]
  7. Bosak V.N. Sistemy udobrenija v sevooborotah na dernovo-podzolistyh legkosuglinistyh pochvah [Fertilizer systems in crop rotations on sod-podzolic light loamy soils] / V.N. Bosak. – Minsk, 2003. – 176 p [in Russian]
  8. Nebytov V.G. Vlijanie superfosfata i fosforitnoj muki pri ezhegodnom i zapasnom vnesenii na agrohimicheskie svojstva pochvy i urozhajnost' kul'tur sevooborota [Effect of the annual and reserve application of superphosphate and phosphorite meal on the agrochemical properties of soil and the productivity of rotation crops] / V.G. Nebytov // Agrohimija. – 2012. – № 3. – P. 25-31 [in Russian]
  9. Reestr attestatov dlitel'nyh opytov s udobrenijami i drugimi agrohimicheskimi sredstvami Rossijskoj Federacii [Register of certificates of long-term experiments with fertilizers and other agrochemicals of the Russian Federation]. Izdanie tret'e / pod obshhej redakciej V.G. Sycheva. – M.: VNIIA, 2008. – 192 p [in Russian].
  10. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta [Methodology of field experience] / B.A. Dospehov. – M.: Agropromizdat, 1985. – 351 p [in Russian]