INFLUENCE OF PROLONGED USE OF FERTILIZERS ON EFFICIENCY AND QUALITY OF CROPS

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

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

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЯЧМЕНЯ И ГОРОХА

Аннотация

Показаны результаты двух ротаций длительного полевого опыта по влиянию последействия удобрений на урожай ячменя и гороха на чернорземе типичном со средней обеспеченностью подвижными формами азота и фосфора и повышенной - калия. Ячмень хорошо отзывался на удобрения, внесенные под свеклу, горох – значительно хуже. Качество зерна ячменя с увеличением уровня удобренности растёт, а на белковость гороха этот параметр практически не оказал существенного влияния.

Ключевые слова: ячмень, горох, ротация, содержание белка, крупность зерна, экстрактивность солода, твердость солода, цветность сусла.

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

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

INFLUENCE OF PROLONGED USE OF FERTILIZERS ON EFFICIENCY AND QUALITY OF CROPS

Abstract

Results of two rotation of a long field experiment on influence of an after-effect of fertilizers on a crop of barley and peas on a chernorzema typical with average security with mobile forms of nitrogen and phosphorus and raised - potassium are shown. Barley well responded on the fertilizers introduced under beet, peas – is much worse. Quality of grain of barley with increase in level of an udobrennost, and this parameter had practically no essential impact on a peas belkovost.

Keywords: barley, peas, rotation, protein content, fineness of grain, malt ekstraktivnost, hardness of malt, chromaticity of a mash.

Ячмень - культура хорошо окупающая затраты на удобрения, хотя он^в основном использует их последействие [1]. Особенно высока окупаемость на бедных дерново-подзолистых почвах. Прибавки урожая зерна от удобрений, внесенных в дозах 50-75 кг/га д.в., составили 15-18 ц/га [2,3]. На почвах южных регионов уровень прироста урожаев ни­же - 4-5 ц/га [4]. Актуальным и в то же время дис­куссионным является влияние удобрений, главным образом азота, на качество ячменя. Следует отметить, что этому вопросу посвящено много исследований за рубежом. Так, в НИИ растениеводства Чехосло­вакии внесение под ячмень свыше 90 кг азота вызвало уменьшение фракций крупных зерен, снижение крахмалистости и повышение содер­жание белка [5].

В сельскохозяйственном университете Кестхей (Венгрия) опти­мальными дозами азота под пивоваренный ячмень были 40-60 кг/га, более высокие дозы ухудшили пивоваренные качества зерна [6]. Согласно публикации В.Г.Минеева и З.К. Атрашковой [7], средняя доза азота под пивоваренный ячмень в Гер­мании составила 60-80 кг/га, в Югославии - 60, в Норвегии - 90, в Канаде - 60-90. На почвах с содержанием минерального азота более 170 кг/га высевается фуражный ячмень [8].

Горох, в силу своих биологических особенностей, слабо реагиру­ет на удобрения, во всяком случае, на черноземных почвах. Так, на черноземе типичном горох, используя последействие удобрений, обес­печил прибавки урожаев зерна в размере 3-5 ц/га [9].

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. 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. Удобрения были внесены под предшествующие культуры – сахарную свеклу и кукурузу, и поэтому ячмень и горох использовали их последействие.

Урожай зерна ячменя на контрольных делянках в первой ротации составил 2,23 т/га, во второй – 2,51 т/га (табл. 1). Соответс­твенно во второй ротации отмечены более высокие урожаи и на удобренных делянках и прибавках. Повышенную продук­тивность ячменя во второй ротации можно объяснить следующими причинами. Для ячменя наиболее ответственными месяцами в условиях юго-западной части ЦЧЗ являются май и июнь. В это время формиру­ются колосовые бугорки, определяется количество зерен в колосе, их масса, происходит отток питательных веществ из вегетативных орга­нов в генеративные, наливается зерно. В первую ротацию среднемесячное количество осадков за май-июнь составило 94 мм, во вторую - 101 мм при "норме" 103 мм. Однако во второй ротации растения получили значительно больше солнечной энергии. Если в первой ротации среднесуточная температу­ра воздуха за май-июнь составила 14,4°,тс во вторую - 16,4°,что весьма существенно.

Ячмень принято считать пластичной культурой, которая хорошо окупает затраты на удобрения. Прибавки урожаев зерна от оптималь­ных доз удобрений в зависимости от района выращивания и склады­вающихся погодных условий составляют 6-15 ц/га [10, 11].

В первой ротации от единичной дозы минеральных удобрений прибавка урожая зерна составила 0,45 т/га, двойной – 0,92 на безна­возном фоне, на фоне навоза, внесенного под предшественник, - 0,62 и 1,0 т/га (табл. 1). Во второй ротации прибавки урожаев на упомянутых вариантах выше, однако закономерность по обеим ротаци­ям одинакова - с увеличением дозы удобрений кривая роста урожая стремиться выйти на "плато".

Таблица 1 - Влияние последействия удобрений на урожайность ячменя, т/га

В первой ротации следует отметить эффективность повышенного уровня азотного питания, которая сохраняется и во второй ротации на безнавозном фоне. На фоне навоза в первой ротации отмечается прибавка урожая от двойных доз азота, но меньшая, чем на безнавоз­ном фоне, а во второй ротации не наблюдается прироста урожая от N₂₄₀ по сравнению с N₁₈₀.

По обеим ротациям урожаи зерна от единичных доз фосфора нес­колько ниже, чем от двойных как на безнавозном фоне, так и на фоне навоза, но различия эти несущественны. Неэффективны и полуторные дозы калия по сравнению с единичными. Невысокие прибавки урожая были получены и от навоза, внесенного под сахарную свеклу.

В среднем за годы двух ротаций можно утверждать, что ячмень проявил высокую отзывчивость на удобрения, внесенные под сахарную свеклу: с увеличением дозы продуктивность культуры увеличивается. На обоих навозных фонах (нулевом и 40 т/га под свеклу) были эффективны двойные дозы азота и фосфора, и не имело смысла увеличивать дозу калия со 120 до 180 кг/га.

В связи с тем, что в опыте высевался пивоваренный сорт ячме­ня, были проведены анализы на технологические показатели зерна. С увеличением дозы удобрений закономерно снижается крупность зер­на, причем довольно заметно по дозам, превышающим 180 кг/га каждо­го элемента (табл. 2).  В этом же направлении снижается и экстрактивность солода, но менее заметно. Изменение соотношений NPK мало повлияло на изменение зкстрактивности солода.

Твердость солода по Брабендеру - напротив - увеличивается с ростом уровня доз удобрений.  Влияние соотношений элементов пита­ния на этот важный показатель трудно поддается логическому ана­лизу, можно лишь утверждать, что снижение уровня калийного питания понижает твердость солода.

Цветность сусла - также ответственный показатель в пивова­ренном производстве. По нашим данным, он возрастает с увеличением уровня удобренности с 3,6 единиц ЕВС до 4,1 на безнавозном фоне и с 3,7 до 4,1 на фоне навоза. Однако судить о достоверности этих изменений не представляется возможным, так как из-за дороговизны анализов они проводились в смешанных образцах.

Об ухудшении качества пивоваренного ячменя (уменьшении доли крупных зерен, повышении содержания белка, снижении крахмала) свидетельствуют данные отечественных и зарубежных авторов [2, 3, 5]. Однако дозы азота, не превышающие 60-70 кг/га, не ухудшали пивоваренных ка­честв ячменя [7, 12].  Предлагается на почвах, где в метровом слое содержится более 170 кг/га минерального азота, выращивать кормовой ячмень. Однако в Центрально-Черноземной зоне в основном выращивают ячмень пивоваренный, который в зависимости от обстоя­тельств либо идет для приготовления пива, либо на корм скоту. Так, что здесь представляются большие возможности для маневра в зави­симости от качественных показателей зерна.

 

Таблица 2 - Влияние последействия удобрений на технологические показатели зерна ячменя (среднее за две ротации)

Горох в силу своих биологических особенностей, слабо отзыва­ется на удобрения, во всяком случае на черноземных почвах. Принято считать, что азотные удобрения не нужны бобовым культурам, и повы­шенное азотное питание снижает коэффициент азотфиксации. С другой стороны, имеются экспериментальные данные, свидетельствующие о не­обходимости внесения стартовых доз азота для сбалансированного питания растений в первый период роста в отсутствии клубеньковых бактерий.

Урожай зерна гороха в среднем за годы второй ротации на контрольных вариантах составил 21,4, а за годы первой - 16,3 ц/га (табл. 3). Во второй ротации сложился несколько более благоприятный тепловой режим для гороха, но главным образом боль­шему урожаю способствовала лучшая влагообеспеченность. Так, за май-июнь во второй ротации выпало 148 мм осадков, а в первой  -  всего 89.

Урожай на удобренных делянках был выше, чем на контрольных за обе ротации, однако прирост урожаев зерна от последействия удоб­рений, внесенных под кукурузу, мало различался по вариантам и практически не зависел от изменений в соотношениях NPK удобре­ний. Содержание белка в зерне было на уровне 20-21% на всех де­лянках, и какой-либо зависимости этого показателя от того или иного элемента установить не удалось.

Можно отметить лишь следующие тенденции: на безнавозном фоне урожай зерна повысился по двойным дозам азота, а в первой ротации и фосфора; на фоне навоза оптимальной следует считать полуторную дозу фосфора.

Таким образом, на основании 20 опыто-лет можно констатировать, что ячмень проявил высокую отзывчивость на удобрения, внесенные под предшественник, а горох – заметно меньшую. Пивоваренные качества зерна ячменя закономерно ухудшались с увеличением уровня удобренности, а белковость зерна гороха не зависела от этого параметра.

Таблица 3 - Влияние последействие удобрений на урожайность и качество гороха

* На контроле – урожайность, на остальных вариантах - прибавка.

Литература

1. Никитин В.В. Влияние повышенных доз, сроков внесения минеральных удобрений на урожай и качество сахарной свеклы и ячменя//Тез. докл. Всесоюз. науч-техн. совещ. “Пути повышения продуктивности земледелия и почвенного плодородия и задачи Геогр. cети опытов с удобр. в XI пятилетке. – Белгород, 1980, ч. 1. – C. 150-151.
2. Прокопович Г. Влияние водно-физических свойств почвы на продуктивность ячменя в севообороте при длительном изучении различных систем удобрений//Сб. науч. тр. Белорус. СХА, вып. 69. – Минск, 1980. – C. 32-37.
3. Чесалин Г., Лукин С., Самойлов Л. Использование азота удобрений ячменем в зависимости от фона питания и засоренности//Бюлл. ВИУА, вып. 54. – М., 1980. – C. 53-55.
4. Лихацких С. Влияние систематического внесения минеральных удобрений в звене севооборота на урожай и качество сельскохозяйственных культур//Бюлл. ВИУА, вып . 38. – М., 1987. – C. 41-43.
5. Kandera J. Vplyv hnojenia dusicom na urudu a kvalitu jarnehojacmena. – Agrochemia (Bratislava), 1978, 18. 2: 47-50.
6. Kismanioky T. Wirkung der Sticksoffdungung auf Ertragun und Qualitet von Braugerste. – Braugerstetagung, 77. Tegungsvortrage. Halle. 1978, 140-152.
7. Минеев В.Г., Атрашкова Н.А. Урожай и качество ярового ячменя при разных уровнях минерального питания//Сельское хозяйство за рубежом. – 1980. – N 10. – C. 2-5.
8. Garz et. al. Beziehungen zwischen dem Gehalt des an organischem Stickstoff (Nan) und Ertrag sowie Qualitet der Braugerste. – Braugerstetagun^, s. Halle (Saalle). 1981: 200-210.
9. Никитин В.В. Удобрение и урожай гороха на черноземах//Зерновое хозяйство. – 1988. – N 9. – C. 40-41.
10. Шафран С.А. Корчагина Ю.И. О потребности зернвых культур в удобрениях//Химия в сельском хозястве. – 1987. – N 1. – C. 13-17.
11. Иванова Р.С. Сравнительная эффективность различных систем удобрения в севообороте на дерново-подзолистой суглинистой почве//Агрохимия. – 1988. – N 11. – C. 33-37.
12. Атрашкова Н.А., Благовещенская З.К. Влияние условий возделывания на качество пивоваренного ячменя// Сельское хозяйство за рубежом. – 1980. – N 1. – C. – 6-8.

References

1. Nikitin V. V. Influence of high doses, timing of fertilizer application on yield and quality of sugar beet and barley//proc. Dokl. Vsesoyuz. scientific-technical. the meeting. “Ways to improve agriculture productivity and soil fertility and tasks of Geography. network experiments with in. in the XI five year plan. – Belgorod, 1980, p. 1. – C. 150-151.
2. Prokopovich G. Influence of water-physical properties of soils on productivity of barley in crop rotation with long-term study of various systems of fertilizers, in proc. scientific. Tr. Belarusian. Cxa, vol. 69. – Minsk, 1980. – C. 32-37.
3. Dr. Chesalin G., Lukin S., Samoilov L. the Use of nitrogen fertilizers barley depending on the background diet and the contamination//bull. WIWA, vol. 54. – M., 1980. – C. 53 to 55.
4. Lihatskij S. Effect of systematic application of mineral fertilizers in crop rotation link on yield and quality of agricultural cultures//bull. WIWA, vol . 38. – M., 1987. – Pp. 41-43].
5. J. Kandera hnojenia dusicom Vplyv na kvalitu a urudu jarnehojacmena. – Agrochemia (Bratislava), 1978, 18. 2: 47-50.
6. Kismanioky T. Sticksoffdungung Wirkung der auf Ertragun Qualitet und von Braugerste. – Braugerstetagung, 77. Tegungsvortrage. Halle. 1978, 140-152.
7. Mineev V. G., Trushkova N. And. Yield and quality of spring barley under different levels of mineral nutrition//Agriculture abroad. – 1980. – N 10. – C. 2-5.
8. Garz et. al. Beziehungen is des zwischen dem Gehalt an organischem Stickstoff (Nan) und Ertrag sowie der Qualitet Braugerste. – Braugerstetagun, s. Halle (Saalle). 1981: 200-210.
9. Nikitin V. V. Fertilizer and harvest of peas on Chernozem//Grain economy. – 1988. – N 9. – C. 40-41.
10. Shafran, S. A. Korchagina, Y. I. On the needs of servich crops in fertilizers//Chemistry in agriculture.. – 1987. – N 1. – C. 13-17.
11. Ivanova R. S. Comparative effectiveness of different systems of fertilizers in crop rotation on sod-podzolic loamy soils//Agrochemistry. – 1988. – N 11. – C. 33-37.
12. Trushkova N. And., Blagoveshchenskaya, Z. K. Influence of growing conditions on the quality of malting barley// Agriculture abroad. – 1980. – N 1. – C – 6-8.