1. Введение
Современная Тюменская область – развивающийся регион. Развивается также и аграрный сектор. Производство зерна было и остается главной задачей растениеводства. При разработке технологии для производства продовольственного зерна в первую очередь возникают вопросы по минеральному питанию [3].
Урожайность сельскохозяйственных культур в значительной степени определяется наличием и доступностью элементов питания в почве на протяжении всего периода активной вегетации [4].
Ячмень – ценная пищевая и кормовая культура, и его биологический потенциал достаточно высок. Яровой ячмень занимает достойное место в группе зерновых культур,имея такие положительные качества, как засухоустойчивость и скороспелость. Почвенно-климатические условия Тюменской области достаточно благоприятны для возделывания ярового ячменя не только на фураж, но и на продовольственные цели. В области основную посевную площадь занимают сорта пивоваренного ячменя [1], [2], [8].
Обеспеченность элементами минерального питания и формирование оптимальной плотности продуктивного стеблестоя посевов являются важными агротехническими факторами достижения потенциально возможных урожаев возделываемых сортов ярового ячменя. При этом величина и качество урожая этой культуры определяется не только уровнем минерального питания и оптимальной нормой высева семян, а также биологическими особенностями сорта и изменениями погодных условий в период вегетации [7].
Итак, чтобы повысить урожайность и качество ярового ячменя, необходимо в первую очередь использовать высокоурожайные семена, современные технологии возделывания и повысить агротехнику за счёт внесения минеральных удобрений. В связи с этим актуальным является исследование по использованию минеральных удобрений.
2. Методы и принципы исследования
Исследования проведены в 2014–2017 гг. на опытном поле Агротехнологического института Государственного аграрного университета Северного Зауралья.
Почвенный покров опытного поля – чернозем выщелоченный, тяжелосуглинистый по гранулометрическому составу. По химическому составу почва характеризуется средним содержанием гумуса в пахотном слое, средней обеспеченностью фосфором, калием и низкой – азотом, слабокислой реакцией почвенного раствора. Предшественник однолетние травы (горох + овес). Обработка почвы общепринятая для ячменя в природно-климатической зоне Тюменской области. Дозу внесения минеральных удобрений рассчитывали балансовым методом на планируемую урожайность, ежегодно с учётом запаса питательных веществ в пахотном слое по Б. А. Ягодину и др. Минеральные удобрения вносили под планируемую урожайность 3; 4; 5 т/га, за контроль взят вариант без удобрений. Посев сортов проведён в оптимальный срок при температуре почвы +10…+12
022[9], [10]
За объект изучения взято четыре реестровых сорта ячменя: Ворсинский 2, Челябинский 99, Ача, Абалак. Все изучаемые сорта относятся к разновидности – nutans.
3. Основные результаты
Летний период 2014–2015 и 2017 гг. был умеренно теплым и дождливым, средняя температура воздуха составила +16,5 0С. Жаркий и сухой был 2016 г. средняя температура воздуха составила +20,1 0С. Таким образом, в годы исследований погодные условия сложились вполне благоприятными для роста, развития ячменя и формирования урожайности (рис. 1, рис. 2).
Среднемесячная температура воздуха, 2014–2017 гг.
Сумма осадков, 2014–2017 гг.
Разнообразные погодные условия в годы исследований (2014–2017 гг.) позволили достаточно полно изучить влияние разных уровней минерального питания на урожайность и качество семян реестровых сортов ярового ячменя.
Для северной лесостепной зоны Тюменской области, с её коротким летом, важно знать влияние минеральных удобрений на продолжительность вегетационного периода сортов ячменя (табл. 1).
Продолжительность межфазных периодов сортов ячменя в зависимости от уровня минерального питания, 2014–2017 гг.
| Cорт | Минеральные удобрения на планируемую урожайность, т/га | |||
| контроль, без удобрений | 3 | 4 | 5 | |
| Абалак | 73±2 | 77±3 | 79±3 | 82±3 |
| Ача | 72±1 | 74±2 | 77±2 | 80±3 |
| Челябинский 99 | 70±2 | 74±2 | 75±3 | 77±3 |
| Ворсинский 2 | 68±1 | 68±2 | 70±2 | 73±3 |
| 05 | 3,0 | 3,7 | 4,8 | 4,9 |
Из данных таблицы 1 видно, что в контрольном варианте продолжительность вегетационного периода изменялась от 68 до 73 суток.
Возрастающие уровни минерального питания увеличили вегетационного периода в целом. Так, у сорта Ворсинский 2 вегетационных период увеличился по сравнению с контролем на 2-5 суток, у Челябинского 99 – на 4-7 суток, у сорта Ача – на 2-8 и у сорта Абалак – на 4-9 суток. Следует отметить, что в годы исследований изучаемые сорта созревали дружно и своевременно, исключение составил вариант на планируемую урожайность 5 т/га. В отмеченном варианте у всех сортов дополнительные побеги созревали на неделю и более позже по сравнению с главными стеблями.
Урожайность сложный хозяйственный показатель, которая складывается из структурных элементов (продуктивная кустистость, количество зёрен в колосе, масса 1000 зёрен) (рис. 3).
Продуктивная кустистость – один из важных показателей густоты продуктивного стеблестоя, который зависит от сорта, внесения удобрений и погодных условий [5].
Изучаемые сорта ячменя имели продуктивную кустистость в контрольном варианте 1,21–1,31. Необходимо отметить, что максимальная кустистость 1,62–1,81 была у сортов Ача и Ворсинский 2 в вариантах с внесением минеральных удобрений на планируемую урожайность 4 и 5 т/га.
Влияние уровня минерального питания на продуктивную кустистость и массу 1000 зёрен, 2014–2017 гг.
Количество зёрен в колосе в контрольном варианте варьировало от 13 до 14 шт. В вариантах с удобрениями количество зёрен увеличилось у всех изучаемых сортов.
Масса 1000 зёрен считается одним из основных элементов структуры урожая, а также важнейшим показателем качества зерна ячменя [2].
Масса 1000 зёрен изменялась от уровня минерального питания, она варьировала от 40,9 до 47,9 г. В вариантах с внесением минеральных удобрений масса 1000 зёрен у сортов ярового ячменя увеличилась на 0,2–4,7 г, сильнее это проявилось у сортов Ача и Абалак. Наибольшая масса отмечена в вариантах на планируемую урожайность 4 и 5 т/га.
Между продуктивной кустистостью и массой 1000 зёрен установлена средняя положительная связь (r = 0,50).
В условиях Тюменской области сорта зерновых культур при применении минеральных удобрений, в основном, дают высокие прибавки урожайности [3]. Изучаемые сорта ячменя тоже положительно реагировали на различные уровни минерального питания (табл. 2).
Статистический анализ урожайности сортов ячменя в зависимости от предшественника, 2014–2017 гг.
| Минеральные удобрения на планируемую урожайность, т/га | Средняя урожайность, т/га | Вариация урожайности (min-max), т/га | Sx | V % |
| Абалак | ||||
| (без удобрений) | 2,08 | 1,82-2,15 | 0,09 | 4,4 |
| 3 | 3,11 | 2,89-3,21 | 0,11 | 3,4 |
| 4 | 4,15 | 3,96-4,32 | 0,10 | 2,4 |
| 5 | 5,14 | 4,95-5,24 | 0,15 | 3,0 |
| 05 | 0,18 | |||
| Ача | ||||
| (без удобрений) | 1,99 | 1,82-2,15 | 0,14 | 6,9 |
| 3 | 3,08 | 2,89-3,21 | 0,15 | 4,7 |
| 4 | 4,12 | 3,96-4,32 | 0,15 | 3,7 |
| 5 | 5,11 | 4,95-5,24 | 0,13 | 2,5 |
| 05 | 0,22 | |||
| Челябинский 99 | ||||
| (без удобрений) | 1,76 | 1,68-1,86 | 0,08 | 4,3 |
| 3 | 2,84 | 2,792,91 | 0,05 | 1,8 |
| 4 | 3,82 | 3,72-3,92 | 0,10 | 2,5 |
| 5 | 4,74 | 4,61-4,83 | 0,10 | 2,0 |
| 05 | 0,13 | |||
| Ворсинский 2 | ||||
| (без удобрений) | 1,78 | 1,65-1,93 | 0,12 | 6,6 |
| 3 | 2,81 | 2,72-2,87 | 0,07 | 2,3 |
| 4 | 3,75 | 3,67-3,85 | 0,08 | 2,1 |
| 5 | 4,67 | 4,53-4,78 | 0,11 | 2,3 |
| 05 | 0,15 |
В контрольном варианте урожайность варьировала от 1,76 т/га до 2,08 т/га. В вариантах с внесением минеральных удобрений получена прибавка урожайности 1,03–5,14 т/га. Более отзывчивыми на минеральные удобрения были сорта Абалак и Ача, только они обеспечили получение планируемой урожайности. Урожайность изучаемых сортов ячменя изменялась в слабой степени (V=1,8–6,9%).
Взаимосвязь массы 1000 зёрен с урожайностью сортов, 2014–2017 гг.
Между показателями установлена средняя положительная связь (r = 0,64) (рис. 4). Коэффициент демонстрации (R2), равен 0,40 точки никак не ложатся на теоретическую кривую, прослеживается незначительная зависимость массы 1000 зёрен от урожайности.
4. Заключение
В результате проведенных исследований установлено, что признаки, формирующие урожайность сортов ярового ячменя, взаимосвязаны между собой и зависели от уровня минерального питания.
Продолжительность вегетационного периода в контрольном варианте изменялась от 68 до 73 суток (НСР05=3,0). Возрастающие уровни минерального питания увеличили вегетационный период у всех изучаемых сортов от 2 до 9 суток. Максимальная продуктивная кустистость (1,62–1,81), масса 1000 зёрен (45,2–47,9), урожайность (4,12–5,14 т/га) были в вариантах с внесением минеральных удобрений на планируемую урожайность 4 и 5 т/га. Более отзывчивыми на уровни питания были сорта Абалак и Ача, только они обеспечили получение планируемой урожайности.
Корреляционные взаимосвязи и сделан регрессионный анализ между продуктивной кустистостью и массой 1000 зёрен (r=0,50), массой 1000 зёрен и урожайностью (r=0,64; R2=0,40). Лучшими вариантами для получения высокой урожайности ярового ячменя в условиях северной лесостепи Тюменской области внесение минеральных удобрений на планируемую урожайность 4 и 5 т/га.