INFLUENCE OF PROLONGED USE OF FERTILIZERS ON EFFICIENCY OF THE CROP ROTATION AND QUALITY OF WINTER WHEAT

 Никитин В. В.¹, Соловиченко В. Д.², Карабутов А.П.³, Навальнев В.В.⁴

¹Доктор  сельскохозяйственных наук, ²доктор сельскохозяйственных наук, ³кандидат сельскохозяйственных наук, ⁴кандидат сельскохозяйственных наук, ФГБНУ “Белгородский научно-исследовательский институт сельского хозяйства”

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

Аннотация

Приводятся результаты многолетнего полевого опыта по изучению влияния удобрений на урожай и качественные показатели зерна озимой пшеницы. Минеральные удобрения увеличивают урожайность культуры до 1,5 тонн с гектара и улучшают технологические показатели зерна и муки. Оптимальные показатели продуктивности озимой пшеницы на чернозёмах юго-западной части ЦЧР находятся в диапазоне внесения 60-90 д.в. кг/га NPK.

Ключевые слова: озимая пшеница, рентабельность, условно-чистый доход (УЧД), стекловидность, индекс деформации клейковины (ИДК), сила муки, седиментация, цветность мякиша.

 Nikitin V. V.¹, Solovichenko V. D.², Karabutov A.P.³, Navalnev V. V.⁴

¹PhD in Agriculture, ²PhD in Agriculture, ³PhD in Agriculture, ⁴PhD in Agriculture, FGBNU "The Belgorod research institute of agriculture"

INFLUENCE OF PROLONGED USE OF FERTILIZERS ON EFFICIENCY OF THE CROP ROTATION AND QUALITY OF WINTER WHEAT

Abstract

The results of long term field experiment to study the effects of fertilizers on yield and grain quality indicators of winter wheat. Mineral fertilizers increase yields to 1.5 tonnes per hectare and improve technological indicators of grain and flour. Optimal indicators of economic evaluation of productivity of a winter wheat on Chernozem in South-Western part of the Central Chernozem region are in the range of 60-90 kg/ha NPK.

Keywords: winter wheat, profitability, steklovidnost, flour force, sedimentation, chromaticity of a crumb.

На эффективность удобрений, применяемых под озимую пшеницу, в сильной степени сказывается последействие предшествующей культу­ры. Например, в опытах Воронежского СХИ вносили под пшеницу, высе­ваемую по черному пару и гороху,30 и 60 кг/га азота. Урожай зерна по черному пару по первой дозе составил 43 и 36 ц/га, по второй - 46 и 44 ц/га [1].

На черноземах типичных Лесостепи Украины лучшие результаты при посеве пшеницы по стерневым предшественникам получены от N₉₀Р₉₀К₉₀, по кукурузе - от N₉₀Р₉₀К₄₀, по вико-овсу - от N₆₀Р₆₀К₆₀ [2,3]. Увеличение дозы азота до 120 кг/га было неэффективным. В степной зоне Украины при воз­делывании пшеницы по черному пару максимальный урожай обеспечи­вало внесение Р60К90, а при посеве ее после кукурузы - N₉₀Р_60-90 К₆₀   [4].

На черноземе слабовыщелоченном Краснодарского края при посе­ве пшеницы по пшенице, кукурузе на силос и подсолнечнику на фоне Р80К60 наиболее эффективной дозой азота была 120 кг/га [5]. На черноземах выщелоченных Молдовы оптимальной дозой под пшеницу следует считать N₉₀-₁₂₀Р₆₀К₆₀; ми­неральные удобрения увеличили содержание белка на 1,8-3,1%, клейковины - на 4-7% [6]. При этом дозы дифференцировались в зависимости от гидротермического коэффициента сезона: в засуху опти­мальными были 45-60 кг, при достаточном увлажнении 120-150 [7].

На урожай озимой пшеницы существенное влияние оказывает сро­ки внесения азотных удобрений. При внесении карбамидо-аммиачной смеси в дозах 60, 110 и 160 кг/га в два срока - рано весной и в конце фазы трубкования - наиболее высокий урожай был получен при раннем внесении, повышение содержания белка в зерне не компенси­ровало потерь урожая от позднего внесения  [8].

По данным Баварского института земледелия, наиболее эффектив­ным оказалось дробное внесение азота в дозе 148 кг/га: N58 - в фазу кущения,N20 - в начале выхода в. трубку, N40 - в начале колоше­ния. В этом случае повышается урожай, увеличивается содержание белка и его сбор с единицы площади [9].

На черноземах выщелоченных Кубани рекомендуется вносить 50% азота перед посевом по непаровым предшественникам [10], а на южных черноземах Украины дробное внесение целесо­образно только в случае больших доз - порядка 180 кг/га [11].

Таким образом, урожай зерна в наибольшей степени окупает зат­раты на азотные удобрения при внесении их либо под основную об­работку, либо рано весной. Поздние подкормки не повышают сборов зерна, но улучшают качество, доводя его до сильного [12,13].

На эффективность удобрений, внесенных под озимую пшени­цу, очень сильное влияние оказывает последействие предшествующей куль­туры. После чистых паров, парозанимающих культур потребность в до­полнительном азотном питании сравнительно невелика; после зерно­бобовых - средняя и после зерновых колосовых и поздно убираемых предшественников – сильная .

Эффективность фосфорных и калийных удобрений определяется, в основном содержанием этих элементов в почве в подвижной фор­ме. При средней обеспеченности фосфором и высокой обменным калием прибавки от фосфорных удобрений в три раза, а от калийных – в пять раз меньшие, чем от азотных [14].

Результаты исследований были получены в стационарном полевом опыте, заложенном на черноземе типичном со следующей агрохимической характеристикой: содержание гумуса (по Тюрину) – 6,03%, рН (КСl) – 6,1, Нг (по Каппену) – 1,67 мг-экв/100 г почвы, Nг (по Корнфильду) – 145 мг/кг, Р₂О₅ (по Чирикову) – 54 мг/кг, К₂О (по Чирикову) – 116 мг/кг.

Севооборот – типичный для зоны, пятипольный со следующим чередованием культур: горох, озимая пшеница, сахарная свекла, ячмень, кукуруза на силос; сорта и гибриды – районированные для ЦЧЗ. Минеральные удобрения вносили под озимую пшеницу, сахарную свеклу и кукурузу, навоз в количестве 40 т/га применяли один раз в ротацию под сахарную свеклу с осени, как и минеральные удобрения, под плуг, под пшеницу удобрения вносили под предпосевную культивацию.

Схема опыта включала в себя два блока: безнавозный и с применением органических удобрений (навоза). Каждый блок логически разделяется на две части: первая включает возрастающий уровень минеральных удобрений при неизменном соотношении N:P:K, вторая – изменение их сочетаний. Уровень удобренности позволяет максимизировать продуктивность культур.

Урожаи зерна пшеницы во второй ротации выше, чем в первой, примерно, в 1,5 раза. Это связано, прежде всего_; с метеорологическими условиями, сложившимися за годы прове­дения эксперимента: за годы первой ротации за период май-июнь выпало 81 мм осадков, а второй  - 163 мм. Кроме того, в боль­шинстве лет второй ротации вегетация озимых начиналась очень ра­но - в конце марта-начале апреля. Средняя температура апреля за первую ротацию составила 6,2° С, а за вторую - 8,1° С. Это позволило значительно удлинить вегетационный период и, что немаловажно, на­чинать вегетацию при низком стоянии солнца над горизонтом при преобладании в солнечном спектре энергонасыщенных ультрафиолето­вых лучей. Следует отметить, что заметный прирост урожаев зерна пшеницы имеет место при внесении единичной дозы удобрений, небольшая при­бавка имеет место при дальнейшем увеличении дозы до полутор­ной; более высокие дозы неэффективны.

В целом закономерности действия минеральных удобрений на озимую пшеницу по обеим ротациям были идентичны, и поэтому мы делаем анализ в сумме по двум ротациям (табл.1). Увеличение доз до полуторных сопровождалось повышением урожая зерна как на безнавозном фоне, так и на фоне навоза, внесенного под сахарную свеклу. Варьирование соотношением питательных веществ не привело к достоверному изменению продуктивности пшеницы, и здесь можно судить лишь о тенденции.

 

Таблица 1 - Влияние удобрений на урожайность и качество озимой пшеницы (среднее за две ротации)

НСР₀₅, тонн: 0,49

* На контроле урожайность, на остальных вариантах - прибавки **Под свеклу  

Так, снижение РК-фона с 120 кг до 90 несколько снизило урожай зерна, с увеличением доз фосфорных удобрений с 60 до 90 и 120 кг на фоне навоза_ урожайность возрастала. Повышение дозы калийного компонента с 60 до 90 кг было нецелесообразным.

Краткосрочная производственная эффективность навоза сравнительно невысокая: за десять лет он обеспечил увеличение урожая зерна в количестве 0,07 т/га, но здесь нужно иметь ввиду заметно возрастающий уровень плодородия почвы (повышение содержания гумуса, снижение кислотности, улучшение агрофизических свойств и др.), что в перспективе несомненно скажется на росте продуктивности сельскохозяйственных культур.

Экономически оправданно вносить непосредственно под озимую пшеницу при неизменном соотношении NPK на безнавозном фоне (NPK)60, на фоне навоза (NPK)60-90. При изменении соотношений элементов питания лучшими оказались сочетания: на безнавозном фоне – N90P60K90, на фоне навоза – N90P60K90 и N90P90K60

Общеизвестно, что удобрения, прежде всего азотные, повышают ка­чество зерна озимой пшеницы [6,10,11]. В наших длительных опы­тах от основного внесения минеральных удобрений увеличивается содержание белка и сырой клейковины. Изменение соот­ношений в полном удобрении не привело к принципиальным флуктуациям этих параметров. Следует отметить, что на всех удобренных вариантах ИДК была ниже, чем на контроле, но это не имеет принципиального характера в данном случае, так как все варианты опыта обеспечили продовольственное зерно.

Для более детальной оценки влияния удобрений на качество зерна озимой пшеницы выборочные партии зерна были проанали­зированы по программе полного технологического анализа (табл. 2).  Из таблицы следует, что минеральные удобрения и на фоне навоза, и на безнавозном фоне  повышают стекловидность зерна. Влияние последействия навоза выражено в увеличении этого показателя на 7 относительных процентов. Уменьшение отношения N:P ухудшает стекловидность.

Таблица 2 - Влияние удобрений на показатели технологической оценки зерна  озимой пшеницы

* Под свеклу

 

По содержанию клейковины в зерне также имеются отличия в за­висимости от доз и соотношений питательных веществ в полном удобрении. Изменение содержания сырой клейковины про­исходит параллельно изменению стекловидности: чем выше уровень минерального питания, тем больше клейковины находится в продук­ции.

Современные требования к товарному продовольственному зерну предусматривают не только необходимое количество клейковины, но и ее качество. Данные таблицы показывают, что показатели ИДК на безнавозном фоне на удобренных вариантах несколько ниже, чем на контрольном, а на фоне навоза практически не изменяются. Тем не менее, все зерно по качественной характеристике можно отнести к сильному.

Показатели альвеограммы свидетельствуют, что от минеральных удобрений отношение P/L снижается, в особенности на безнавозном фоне; от последействия навоза этот показатель остается без изме­нений. Сила муки возрастает с увеличением дозы NPK и при увеличе­нии соотношения N:P в удобрении. Степень разжижения теста снижа­ется от удобрений, особенно заметно на фоне навоза при внесении по 150 кг/га азота, фосфора и калия. Показания валориметра увели­чиваются на удобренных фонах, от последействия навоза изменений существенных не отмечено. На удобренных вариантах увеличивается балльная оценка цвета мякиша, возрастает пористость и седимента­ция теста, а также такой важный показатель как объем хлеба.

На основании многолетних стационарных опытов можно сделать следующее заключение. Основное внесение минеральных удобрений под озимую пшеницу – перспективный агроприем, обеспечивающий прибавку урожая в размере 1,13-1,45 т/га. Однако с учетом стоимости туков и закупочной цены зерна условно- чистый доход обеспечивают  невысокие дозы – 62-90 кг NPK, и лучшие результаты получены по варианту N90P60K90. Как тенденцию можно отметить улучшение всех технологических показателей на фоне органических и минеральных удобрений.

Литература

1. Пресняков Н.А. Роль удобрений в повышении урожайности и качества зерна озимой пшеницы при систематическом применении в севообороте//Эффективность применения удобрений и мелиорантов на почвах ЦЧЗ. – Воронеж, 1986. – C. 15-18.
2. Сырый Н., Ольховский Г., Зализовский В. Действие доз и форм минеральных удобрений на черноземе типичном//Тез. докл. На I дел. съезде почв. и агрох. УССР 3-11 июня, 1982. – C. 59.
3. Глянце А.Ф. Действие доз и соотношений питательных веществ в основном удобрении на урожай озимой пшеницы по разным предшественникам//Пути повышения урожайности зерновых культур в восточной Лесостепи. – Харьков, 1985. – C. 75-79.
4. Бондаренко В.И. Эффективность производства озимой пшеницы в зависимости от удобрений//Химия в сельском хозяйстве. – 1987. – N 6. – C. 51-55.
5. Казанкова В.И., Тарасенко , Тарасенко Н.Н. Содержание нитратов в почве и их влияние на урожай и качество зерна озимой пшеницы//Сб. науч. тр. Краснодарского НИИСХ, вып. 13. – Краснодар, 1977. – C. 61-66.
6. Туртуряну Н.А. Система применения удобрений в севообороте на выщелоченном черноземе//Система удобрений в интенсивном земледелии. – Кишинев, 1979. – C. 3-16.
7. Герасим В.Е. Урожайность и качество культур в зависимости от действия и последействия удобрений//Физиологические и биохимические основы повышения продуктивности и устойчивости растений. – Кишинев, 1986. – C. 64-65.
8. Hera C., Mihaila V. Modificarea unor indici agrochimici ai solului prin aplicarea ingrasamintelor. – An. Inst. Cerc. Cereale Plante Tehan, Агтвгдуф, игсгкуые. 1981. 47Ж 319-327,
9. Fischer D. Erfahrung, Beobachung und Boden vorrat zahlen. – Landwirtschaftliche Zeischrift Reinlland, 1984, 1, 51.7: 456-459.
10. Симакин А.И., Малюга Н.Г., Ширинян М.Х.Основы системы удобрения озимой пшеницы, возделываемой по интенсивной технологии на Кубани//Агрохимия. – 1987. – N 453. – C. 26-30.
11. Сичкарь Е., Ракитина Т. Эффективность минеральных удобрений при возделывании озимой пшеницы в условиях орошения//Биологические и агротехнические основы выращивания зерновых и зернобобовых культур на юге Украины – Одесса, 1983. – C. 65-69.
12. Кидин В.К. Влияние доз и сроков внесения азотных удобрений на превращение азота в почве и его использование пшеницей Безостая-1 в Ставропольском крае//Бюлл. ин-та им. Докучаева, вып. XIX. – M., 1978. – C. 28-33.
13. Горбачева А.Е. Подкормка озимой пшеницы азотными удобрениями//Агрохимия. – 1988. -  N 11. – C. 51-54.
14. Стулин А.Ф., Жемела Г.П., Саввина М.С. Влияние систематического применения удобрений в севообороте на урожай озимой пшеницы и его качество//Агрохимия. – 1982. - N 5. – C. 38-43.

References

1. Presnyakov N. And. The role of fertilizers in improving the yield and quality of grain of winter wheat when systematically applied in crop rotation/Efficiency of application of fertilizers and ameliorants on the soil of CCZ. – Voronezh, 1986. – C. 15-18.
2. The Syry N., G. Olkhovsky, V. Zalizovski the effects of doses and forms of mineral fertilizers on typical Chernozem//proc. Dokl. On I cases. Congress of the soil. and agrah. The Ukrainian SSR from 3 to 11 June, 1982. – C. 59.
3. Gloss A. F. the Effect of doses and ratios of nutrients in the basic fertilizer on yield of winter wheat on various predecessors in Ways of increasing the yield of grain crops in the Eastern Forest. – Kharkov, 1985. – C. 75-79.
4. Bondarenko V. I. Efficiency of winter wheat depending on fertilizers//Chemistry in agriculture. – 1987. – N 6. – C. 51-55.
5. Kazankova I. V., Tarasenko , Tarasenko N. N. The nitrate content in the soil and their influence on yield and quality of winter wheat//Proc. scientific. Tr. Krasnodar research Institute of agriculture, vol. 13. – Krasnodar, 1977. – C. 61-66.
6. Turtureanu N. And. The system of application of fertilizers in crop rotation on leached Chernozem//System of fertilizers in intensive agriculture. – Chisinau, 1979. – C. 3-16.
7. Gerasim V. E. the Yield and quality of crops depending on the effect and aftereffect of fertilizers//Physiological and biochemical bases for increasing the productivity and sustainability of plants. – Chisinau, 1986. – C. 64-65.
8. Hera C., Mihaila V. Modificarea unor indici agrochimici ai solului prin aplicarea ingrasamintelor. – An. Inst. Cerc. Cereale Plante Tehan, ITGLWF, highcue. 1981. 47Ж 319-327,
9. Fischer D. Erfahrung, Beobachung vorrat zahlen und Boden. – Landwirtschaftliche Zeischrift Reinlland, 1984, 1, 51.7: 456-459.
10. Simakin A. I., Malyuga N. G., Shirinyan, M. H. fundamentals of system fertilizer of winter wheat, cultivated on intensive technology in the Kuban//Agrochemistry. – 1987. – N 453. – C. 26-30.
11. Sichkar E., Rakitina T. the Efficiency of mineral fertilizers in the cultivation of winter wheat in conditions of irrigation//Biological and agrotechnical basis of growing grain and leguminous crops on South of Ukraine – Odessa, 1983. – P. 65-69.
12. Kidin V. K. Influence of doses and timing of nitrogen fertilization on the transformation of nitrogen in soil and its utilization by wheat Bezostaya-1 in the Stavropol region//bull. in-TA im. Dokuchaev, vol. XIX. – M., 1978. – C. 28-33.
13. Gorbachev A. E. Fertilizing winter wheat with nitrogen fertilizers//Agrochemistry. – 1988. - N 11. – C. 51-54.
14. Stulin, A. F., Gemela G. P., Savvina M. S. Effect of systematic application of fertilizers in crop rotation on yield of winter wheat and its quality//Agrochemistry. – 1982. - N 5. – C. 38-43.