Выявлена довольно сильная реакция ячменя на калийные удобрения. Это можно объяснить тем, что предшественником был клевер луговой – культура, выносящая много калия. Наибольшее положительное действие калийных удобрений проявилось при возмещении калия на 150%. По главному эффекту доз калийных удобрений в этом варианте получена самая большая урожайность как в среднем за два года (3,48 кг/10 м2), так и в среднем за три года (3,23 кг/10 м2).
При рассмотрении урожайных данных в комплексе влияния всех изучаемых факторов в среднем за 3 года ( гг.) наибольшая урожайность 3,74 кг/10 м2 получена в варианте с возмещением N100% К100% при повышенном уровне фосфора, в среднем за два года 4,02 кг/10 м2 – при возмещении N100% К150% при высоком содержании подвижного фосфора. Нами установлено, что азот и калий необходимо возмещать в зависимости от содержания подвижного фосфора в почве. Для получения запланированной урожайности при низкой и средней обеспеченности почв фосфором необходимо азот и калий возмещать на 100%, при повышенной и высокой обеспеченности – на 50%. То есть с повышением содержания подвижного фосфора в почве снижаются затраты азотных и калийных удобрений на производство единицы продукции и повышается окупаемость удобрений прибавкой урожая. В выше указанных вариантах повышение урожайности обусловлено наибольшим количеством продуктивных стеблей, озерненностью колоса и массой зерна с колоса.
Результаты статистической обработки урожайных данных с использованием программы Stat показали, что оптимальные условия питания ячменя сорта Сонет в среднем за три года сложились при содержании в почве минерального азота 43,9 мг/кг, подвижного фосфора 209,3 мг/кг, внесении азотных удобрений 87 кг/га д. в. и калийных – 103,5 кг/га д. в. При фактической урожайности 4,02 кг/10 м2 расчетная урожайность составляет 4,06 кг/10 м2.
Зависимость между изучаемыми факторами выражается следующим уравнением (3):
У, кг/10 м2=1,5586+0,008×Nмин.+0,0045×Рпод.+0,01×Nуд.+0,0032×Куд. (3),, где Nмин. – содержание минерального азота в почве в фазу кущения, мг/кг;
Рпод. – содержание подвижного фосфора в почве в фазу кущения, мг/кг;
Nуд., Куд., – дозы минеральных удобрений, кг/га д. в.
Более высокая отзывчивость ячменя на минеральные удобрения и содержание фосфора в почве в данной ротации по сравнению с третьей ротацией обусловлена тем, что изменилась кислотность почвы. рНKCl по вариантам опыта составил 5,0-5,4. При повышении концентрации ионов водорода повышается растворимость алюминия и по нашим данным, полученным в этой ротации, отмечается резкое увеличение алюмофосфатов. Большинство сельскохозяйственных культур не способны усваивать фосфаты алюминия. В связи с этим на таких почвах растения требуют более высокое содержание усвояемых фосфатов.
Таким образом, результаты наших исследований, полученные в пятой ротации, свидетельствуют, что увеличение содержание подвижного фосфора в дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве способствует неуклонному повышению продуктивности ячменя и повышает эффективность азотно-калийных удобрений. При определении оптимального фосфатного уровня для ячменя также необходимо учитывать кислотность почвы.
При выращивании ячменя на кормовые цели важным показателем качества является содержание сырого протеина в зерне и соломе. Фосфатные уровни оказали существенное положительное влияние на изменение содержания сырого протеина в зерне ячменя. Наибольшее содержание протеина (12,16%) отмечено при повышенном содержании подвижного фосфора. На содержание сырого протеина в соломе существенное положительное влияние оказали только дозы азотных удобрений.
Положительное влияние доз азотных удобрений проявилось по всем фосфатным уровням, наибольшее содержание сырого протеина в зерне и соломе получено при 100%-ом возмещении азота и 50%-ом возмещении калия. В данном опыте чётко проявилась протеинопонижающая роль калия, особенно при 150%-ом возмещении его. Максимальный сбор сырого протеина 0,73 кг/10м2 (с урожаем зерна и соломы) получен при высокой обеспеченности почвы фосфором и возмещении выноса азота на 100% и калия на 50%.
Минимальное содержание сырой клетчатки в зерне получено на всех фосфатных уровнях при 50%-ом возмещении калия. Увеличение доз калия приводит к повышению её содержания, что является вполне закономерным, так как калийные удобрения повышают содержание углеводов, в том числе и содержание клетчатки. При повышении содержания подвижного фосфора до 150 мг/кг почвы отмечается тенденция увеличения содержания клетчатки, при дальнейшем повышении содержания фосфора происходит её снижение, что повышает кормовую ценность зерна.
Каких либо закономерных изменений содержания жира в зерне ячменя в зависимости от изучаемых уровней фосфора и доз азотно-калийных удобрений не выявлено.
Таким образом, зерно лучшего качества ячменя сорта Сонет получено на почвах с высоким содержанием фосфора при возмещении выноса планируемой урожайностью азота на 100%, калия на 50%.
Энергетическая оценка доз азотно-калийных удобрений при разной обеспеченности почвы фосфором с учетом качества продукции показала, что наибольший биоэнергетический коэффициент был получен в варианте со 100%-ым возмещением азота и 150%-ым калия при содержании Р2О5 151-250 мг/кг. В этом же варианте была минимальная энергетическая себестоимость производства зерна – 7,8 ГДж/т. Расчет экономической эффективности показал, что при содержании фосфора в почве от 26 до 150 мг/кг достаточно возмещать азот и калий на 50%. Увеличение доз азотных и калийных удобрений на всех фосфатных уровнях приводит к снижению рентабельности за счёт повышения затрат на применение удобрений. Но следует отметить, что с увеличением содержания подвижного фосфора в почве существенно повышается эффективность более высоких доз азотно-калийных удобрений. Наибольший условный чистый доход 19161 руб./га получен на четвёртом фосфатном уровне за счёт более высокой урожайности при возмещении азота на 100% и калия на 150%.
Таким образом, на слабокислых дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почвах наиболее выгодным с экономической и энергетической точки зрения является возделывание ячменя при содержании подвижного фосфора 151-250 мг/кг. При таком уровне фосфора в почве после клевера для получения урожайности 3 т/га вынос азота и калия достаточно возмещать на 50%, для уровня урожайности не ниже 4 т/га – азот на 100%, калий на 150% без учёта коэффициентов использования из минеральных удобрений.
Изменение урожайности и качества ячменя в зависимости от доз минеральных удобрений при возделывании на почвах со средним содержанием подвижного фосфора. Для квалифицированной оценки степени соответствия полученных урожаев количеству вносимых удобрений и имеющемуся плодородию необходимы обоснованные дозы минеральных удобрений. Дозы минеральных удобрений должны соответствовать уровню урожаев культур хорошего качества с одновременным сохранением плодородия почв. На современном этапе экономического развития особую важность приобретают энергосберегающие технологии применения удобрений, основной задачей которых является максимальная отдача от 1 кг удобрений. Основным условием эффективного использования минеральных удобрений под конкретные культуры является экономически обоснованный уровень возмещения выноса элементов питания в зависимости от содержания их в почве. В Пермском крае по неопубликованным данным Центра химизации «Пермский» на 1 января 2007 года почв со средним содержанием подвижного фосфора было 483,22 тыс. га (32,3%). Это послужило основой для проведения настоящих исследований.
Полученные нами данные свидетельствуют о высоком положительном действии удобрений (r=0,7) на данном уровне фосфора. Наибольшее влияние на уровень урожайности оказали азотные удобрения. В среднем за 3 года наблюдали существенное повышение урожайности по мере увеличения возмещения азота до 150% (табл. 14). От фосфорно-калийных удобрений в среднем на различных азотных фонах в среднем за 3 года получена равная урожайность зерна ячменя при возмещении фосфора на 150% и 200%, калия 75% и 100%.
Полученные данные указывают, что при увеличении доз азотных удобрений повышается использование фосфора и калия из почвы. Расчёт множественной корреляции выявил также тесную взаимосвязь между урожайностью и обеспеченностью ячменя элементами питания в фазу кущения (r=0,70). Как показали результаты математической обработки, урожайность ячменя определялась в большей степени запасами минерального азота. Между урожайностью и содержанием минерального азота в почве отмечается сильная связь (r=0,68). По результатам математических расчётов на почвах средне обеспеченных фосфором для получения урожайности на уровне 3 т/га содержание минерального азота в фазу кущения должно быть не ниже 30 мг/кг и обменного калия 160-165 мг/кг почвы, для уровня урожайности 4 т/га соответственно – 40 мг/кг и 170-180 мг/кг почвы. Расчёт доз азотных и фосфорных удобрений необходимо вести на 150%-ое возмещение выноса планируемым урожаем, калийных – 75%-ое. Полученные расчёты подтверждаются экспериментальными данными.
| С увеличением доз минеральных удобрений повышалось содержание сырого протеина в зерне и соломе, что способствовало большему его сбору с единицы площади. Наибольший общий сбор сырого протеина 0,66 кг/10м2 получен в вариантах с возмещением азота на 150%. Но существенное изменение содержание сырого протеина в зерне выявлено в вариантах с 100% возмещением азота, в вариантах с большим возмещением азота содержание его оказалось чуть ниже. |
Это можно объяснить тем, что в этих вариантах азот больше расходовался на формирование урожая зерна.
Каких либо закономерных изменений в содержании жира и клетчатки в зерне ячменя в зависимости от изучаемых доз удобрений не выявлено. Увеличение зольности связано с дозами фосфорно-калийных удобрений.
Результаты химического анализа показали, что содержание общего азота в зерне ячменя зависело от доз азотных удобрений и изменялось от 1,85 до 2,27%. Максимальное его содержание получено в вариантах со 150%-ым возмещением азота и фосфора, 75%-ым возмещением калия. Содержание фосфора изменялось от 0,65 до 0,80% и калия от 0,34 до 0,44%. На накопление фосфора и калия большее влияние оказали азотные удобрения. Это подтверждает положение, что азотный режим оказывает влияние на потребление фосфора и калия.
С увеличением дозы азота повышалось содержание этого элемента в соломе. Наибольшее содержание азота (0,50–0,56%) выявлено в вариантах со 150%-ым его возмещением. Четкой закономерности влияния фосфорных удобрений на содержание фосфора в соломе практически не установлено, колебания по вариантам составили от 0,11 до 0,19% с наибольшим содержанием его в варианте N75%Р200%К100%. Содержание калия закономерно увеличивалось с повышением дозы калия в удобрении.
Для определения потребности культуры в удобрениях необходимо иметь данные по выносу питательных веществ. Минеральные удобрения оказали существенное влияние на вынос азота и фосфора 10 ц продукции. Вынос азота увеличивался от 22 до 52 кг, а вынос калия от 16 до 29 кг при увеличении доз удобрений. Вынос фосфора мало изменялся при этом. На основании наши исследований для расчёта доз минеральных удобрений на дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почвах со средним содержанием фосфора для сорта Сонет рекомендуется использовать норматив выноса 10 ц – азота 33 кг, фосфора 8 кг, калия 20 кг.
Показателем, позволяющим контролировать уровень плодородия почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур, является баланс питательных веществ. По мнению (1963) возмещение потерь фосфора из почвы не менее чем на 100%, а азота и калия на 75-80% может обеспечить получение устойчивых урожаев. Близкие данные получены нами, максимальная урожайность 3,91 кг/10м2 получена при возмещении фактического выноса азота на 85%, фосфора на 160% и калия на 51%.
На основании урожайных данных для получения запланированной урожайности 3 т/га зерна ячменя сорта Сонет на дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почвах со средним содержанием подвижного фосфора и повышенным обменного калия после озимой ржи достаточно возмещать азот и калий на 65-75%, фосфор – на 150%. Урожайность на уровне 4 т/га может быть получена за счёт увеличения дозы азота до 150% от общего выноса.
Влияние возрастающих доз минеральных удобрений на урожайность и качество ячменя на почве с высоким содержанием подвижного фосфора. В рамках поставленной задачи были проведены исследования по влиянию возрастающих доз минеральных удобрений на урожайность и качество сортов ячменя Эколог, Сонет и Биос.
Для установления связи урожайности ячменя с дозами удобрений была проведена обработка данных с использованием метода наименьших квадратов и были получены следующие уравнения регрессии:
Сорт Эколог У, ц/га=48,11+2,85·К*-0,40 К2 (4);
Сорт Сонет У, ц/га =31,91+0,32NP– 0,27РK (5);
Сорт Биос 1 У, ц/га =29,85+0,44NР (6).
*- дозы удобрения в кодированном виде от 0 до 5, шаг удобрения – 30 кг д. в./га.
Изучаемые сорта хорошо использовали плодородие почвы. Наиболее отзывчивым сортом на почвенное плодородие был Эколог. Его урожайность без внесения удобрений составила 48,1 ц/га, при урожайности сорта Сонет 31,9, сорта Биос 1 – 29,9 ц/га.
Отзывчивость ячменя на минеральные удобрения в значительной степени определялась сортовыми особенностями. Существенное и устойчивое влияние на урожайность ячменя сорта Эколог оказали калийные удобрения. Наибольшая прибавка получена при внесении калия 90 кг/га д. в. На сортах Сонет и Биос 1 раздельное внесение азотных, фосфорных и калийных удобрений было малоэффективным, прибавка получена от парных сочетаний NP (уравнение 5, 6). Наибольшая прибавка на обоих сортах получена при внесении N150P150 , которая составила на Сонете 8 ц/га, Биосе 1 – 11 ц/га.
В наших исследованиях из элементов структуры урожайности наибольшее влияние на урожайность оказал продуктивный стеблестой. Данный показатель при возрастании доз минеральных удобрений на сорте Эколог изменялся от 467до 620 шт./м2, на сорте Биос 1 – от 394 до 608 и на сорте Сонет – от 339 до 565. Зависимость данного показателя от доз минеральных удобрений подтверждается математически. Коэффициент корреляции по сортам составил 0,45 – 0,77, что указывает на среднюю и сильную связь. Внесение калийных удобрений под Эколог в дозе 90 кг/га увеличивало продуктивный стеблестой на 65 шт./м2, дальнейшее повышение доз калия приводило к снижению данного показателя. На сорте Сонет положительное действие одних азотных удобрений проявлялось при увеличении дозы азота до 90 кг/га д. в. Наибольшее воздействие оказали азотно-фосфорные удобрения, при внесении максимальной дозы N150P150, данный показатель изменился с 488 до 644 шт./м2. У сорта Биос 1 наибольшее количество продуктивных стеблей 553 шт./м2 сформировалось также при внесении максимальной дозы N150P150.
Зерно сорта Эколог характеризуется более высоким содержанием белка по сравнению с сортами Сонет и Биос 1 (рис. 2). На всех сортах наибольшее влияние оказала доза N90Р90К90, содержание белка при внесении этой дозы повысилось на 0,6 – 2,2 % по сравнению с контролем. Дальнейшее увеличение доз минеральных удобрений не обеспечивало существенного повышения содержания белка.
При использовании ячменя на кормовое зерно важным показателем является содержание сырого протеина. У всех сортов увеличение доз азотных удобрений повышало количество сырого протеина (рис. 3). Максимальное содержание протеина у Эколога отмечено при внесении N150, у Биос 1 – N120 и у Сонета – N90.
Применение азотных удобрений на всех сортах привело к снижению содержания крахмала в зерне. Наибольшее отрицательное действие азотных удобрений проявилось на сорте Сонет.
Важным показателем технологических свойств зерна является натура. В наших исследованиях применение минеральных удобрений привело к снижению натуры зерна у всех сортов. На сортах Эколог и Биос 1 большее отрицательное влияние оказали азотные и калийные удобрения, на сорте Сонет – азотные.
В среднем за годы исследований минеральные удобрения не оказали существенного влияния на выравненность зерна.
|
|
Рисунок 2 - Влияние минеральных удобрений на содержание белка | Рисунок 3 - Влияние минеральных удобрений на содержание сырого протеина |
Расчёты показывают, что наиболее выгодно с энергетической и экономической точки зрения выращивать сорт Эколог. При возделывании его на окультуренных дерново-подзолистых почвах после клевера он прекрасно отзывается на почвенное плодородие и на калийные удобрения. При возделывании без удобрений получен самый высокий уровень рентабельности, но наименьшая энергетическая себестоимость (4,8 ГДж) при производстве 1 т получена в варианте К60 и К90.
Применение возрастающих доз минеральных удобрений на сортах Сонет и Биос 1 приводит к существенному снижению энергетической эффективности. В варианте N150Р150, обеспечивающем максимальную урожайность, получен самый низкий биоэнергетический коэффициент (3,3 – 3,4) и наибольшая энергетическая себестоимость зерна 9,3 – 9,4 ГДж/т. При оценке энергетической эффективности на сортах Сонет и Биос 1 лучший результат получен при возделывании данных сортов без внесения удобрений.
Экономический анализ показал, что все дозы минеральных удобрений дали положительные эффекты, но условно чистый доход и рентабельность снижались с увеличением доз минеральных удобрений. Тем не менее, применение максимальных доз N150P150 является экономически оправданным, на Сонете условно чистый доход составил 1458 рублей на га при рентабельности 13,9%, на Биосе 1 – 1727 рублей и 16,4% соответственно. Но лучший результат получен в варианте без удобрений, на 1 руб. затрат получено на сорте Сонет – 1,26 руб., на Биос 1 – 1,15 руб. чистого дохода.
Эффективность азотных удобрений на озимой ржи в зависимости от содержания подвижного фосфора в почве. Нами установлена средняя (r=0,62) положительная зависимость урожайности ржи от содержания подвижного фосфора в почве. Доля участия фосфора почвы в формировании урожайности озимой ржи составила 38,5%. Связь между урожайностью зерна (У, ц/га) и содержанием подвижного фосфора в почве (Рп, мг/кг) выражается следующим уравнением У=13,688+0,1329×Рп-0,0002×Рп2 (7). Положительное действие фосфора на урожайность проявилось через увеличение количества продуктивных стеблей (r=0,54), массы зерна с колоса (r=0,48) и массы 1000 зёрен (r=0,50). Однако увеличение содержания фосфора в почве свыше 330 мг/кг приводит к снижению урожайности, что вероятно произошло из-за нарушения оптимального соотношения элементов питания. При обобщении данных за три ротации нами установлена средняя положительная зависимость между содержанием подвижного фосфора и эффективностью азотных удобрений (r=0,51). Ограничивающим фактором увеличения урожайности с повышением доз азотных удобрений является низкое содержание в почве подвижного фосфора (рис. 4). При содержании Р2О5 до 125 мг/кг почвы независимо от дозы азота в большинстве случаев максимальная урожайность не превышала 15-20 ц/га. Урожайность зерна не менее 35 ц/га при любой дозе азота была получена при содержании фосфора в почве не менее 250 мг/кг. Наибольшая урожайность 38,8 ц/га и максимальная прибавка 12 ц/га получены при применении 120 кг/га азота и содержании подвижного фосфора в почве >250 мг/кг, но наибольшая окупаемость1 кг азота зерном отмечена при внесении 45 кг/га и составила 16,7 кг (табл. 15).
Рисунок 4 - Зависимость урожайности озимой ржи от доз азота и содержания
подвижного фосфора в почве
Таблица 15
Влияние доз азотных удобрений на урожайность озимой ржи, (средняя за 6 лет)
N, кг/га д. в. | Количество учётов в группе | Средняя урожайность (М±m), ц/га | Отклонения от | Окупаемость 1 кг азота зерном, кг | ||
N30 | N45 | N60 | ||||
N30 | 39 | 26,8±1,8 | - | - | - | - |
N45 | 123 | 34,3±0,5 | 7,5*** | - | - | 16,7 |
N60 | 55 | 30,1±0,8 | 3,3** | -4,2** | - | 5,5 |
N120 | 22 | 38,8±0,7 | 12,0*** | 4,5*** | 8,7*** | 10,0 |
* - t эксп.<t табл., разница не существенна;
** - разница средних величин существенна при уровне значимости Р=0,05;
*** - разница средних величин существенна при уровне значимости Р=0,001.
Повышение содержания подвижного фосфора в почве во второй ротации способствовало увеличению содержания белка в зерне в среднем на 0,22%, в третьей – на 1,05%. Основным фактором, воздействующим на содержание белка в зерне озимой ржи, явились азотные удобрения (r=0,62). Максимальное его содержание в зерне во второй ротации 13,56%, а также максимальный его сбор 541 кг/га получили при внесении 120 кг/га азота и очень высоком содержании фосфора в почве, в третьей ротации – 13,33% и 469 кг/га при внесении дозы азота 45 кг/га и содержании фосфора 201-250 мг/кг.
Ценность зерна заключается в высоком содержании незаменимых аминокислот. Данные по изучению аминокислотного состава зерна ржи показали, что с увеличением содержания подвижного фосфора в почве общая сумма аминокислот в 1 кг зерна увеличивается с 96,3 до 117,6 г, незаменимых – с 29,1 до 33,5 г. Однако повышение количества незаменимых аминокислот происходит не пропорционально общей сумме, а более медленно. Поэтому относительное их содержание снижается с 30,2 % до 28,1%.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 |
