Эффективность применения азотных и фосфорных удобрений на озимой пшенице после непаровых предшественников в Приазовской зоне Ростовской области (стр. 1 )

На правах рукописи

ЩЕПЕТЬЕВ МИХАИЛ АЛЕКСЕЕВИЧ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
АЗОТНЫХ И ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ОЗИМОЙ
ПШЕНИЦЕ ПОСЛЕ НЕПАРОВЫХ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ
В ПРИАЗОВСКОЙ ЗОНЕ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 06.01.04 – Агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук

Москва – 2013

Работа выполнена в ГНУ Донской научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии.

Научный руководитель:	доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Официальные оппоненты:	доктор сельскохозяйственных наук, ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени , заведующий лабораторией плодородия доктор сельскохозяйственных наук, ГНУ Московский научно-исследовательский институт сельского хозяйства «Немчиновка», руководитель технологического центра по земледелию
Ведущая организация:	ФГБОУ ВПО «Донской государственный аграрный университет»

Защита диссертации состоится « » _________ 2013 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 006.029.01 при ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Россельхозакадемии: г. Москва, ул. Прянишникова, 31а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени

Автореферат разослан «__» ________ 2013 г.

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании диссертационного совета. Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять по адресу: 1а, учёному секретарю диссертационного совета.
E-mail:*****@***ru

Ученый секретарь

диссертационного совета

 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Озимая пшеница, главная сельскохозяйственная культура Ростовской области, площадь посева которой превышает 2,0 млн. га, а в Приазовской зоне её высевают на площади свыше 330,0 тыс. га, однако уровень продуктивности этой культуры значительно ниже потенциала районированных сортов из-за недостаточного уровня агротехники, применения минеральных удобрений и средств защиты. Правильное использование удобрений при возделывании озимой пшеницы самый быстрый способ повышения её урожайности. Применение удобрений в связи с этим должно основываться на  постоянном контроле содержания основных элементов питания в почве и в растениях в течение вегетации культуры.

Использование минеральных удобрений в засушливых условиях Ростовской области осложняется дефицитом влаги, при этом на жидкие удобрения, как правило, отзывчивость растений озимой пшеницы более высокая, но доза их разового применения ограничена, поэтому целесообразно рациональное сочетание жидких и твердых азотных и фосфорных удобрений. Безусловно, применяемые удобрения под озимую пшеницу после непаровых предшественников следует эффективно сочетать с другими элементами технологии. На этот счёт ранее проведенными исследованиями получены противоречивые данные, что определяет актуальность проводимых нами исследований.

Цель и задачи исследований. Разработать приёмы применения азотных и фосфорных удобрений под озимую пшеницу в зависимости от сроков и доз внесения после различных предшественников

В задачи исследований входит:

- установить изменение водно-пищевого режима чернозема обыкновенного под озимой пшеницей при внесении твёрдых и жидких удобрений после непаровых предшественников;

- определить динамику накопления сухого вещества и элементов питания озимой пшеницы по фазам вегетации в зависимости от внесенных удобрений;

- установить оптимальные дозы и сочетания растворенных и гранулированных азотных и фосфорных удобрений под озимую пшеницу;

- оценить изменение продуктивности озимой пшеницы и качества зерна в зависимости от применяемого удобрения в условиях чернозёмов обыкновенных карбонатных;

- дать экономическую и биоэнергетическую оценку эффективности использования под озимую пшеницу азотных и фосфорных удобрений.

Научная новизна работы. Впервые на черноземе обыкновенном карбонатном в засушливых условиях Ростовской области разработаны эффективные сочетания доз и сроков применения гранулированных и растворённых, азотных и фосфорных удобрений в зависимости от предшественников.

Разработаны уравнения регрессии для расчёта доз минеральных удобрений в зависимости от сочетания удобрений и предшественника.

Впервые выявлена эффективность сочетания доз и сроков применения гранулированных и растворенных азотно-фосфорных удобрений на озимой пшенице после непаровых предшественников на черноземе обыкновенном в засушливых условиях.  Выявлено снижение водопотребления озимой пшеницы при использовании фосфорных удобрений до 16%, азотных – до 27%.

Установлено оптимальное содержание минерального азота и подвижного фосфора в почве осенью, обеспечивающее благоприятное произрастание растений озимой пшеницы, а также определены нормативы повышения содержания подвижного Р2О5 в почве при внесении 100 кг. д. в. различных видов фосфорных удобрений. Выявлено преимущество дробной схемы внесения полной дозы удобрения в увеличении выживаемости растений к уборке, накоплению сухого вещества и элементов питания. Установлены зависимости между дозами внесения азотных и фосфорных удобрений по фазам вегетации озимой пшеницы с урожайностью и качеством зерна в зависимости от предшественника и содержания доступных элементов питания в почве и в растениях. Выявлены лучшие схемы питания растений обеспечивающие максимальную урожайность, качество зерна, выход белка и условно чистый доход.

Практическая значимость и реализация результатов исследований.

На озимой пшенице после предшественников озимая пшеница и подсолнечник на черноземе обыкновенном Приазовской зоны Ростовской области, для получения урожайности более 4,5 т/га, а после гороха более 5,2 т/га необходимо внесение минеральных удобрений в дозе N120Р30 с применением гранулированного карбамида в дозе N60-63 с осени. В период весеннего отрастания после озимой пшеницы и подсолнечника ЖКУ в дозе Р30 и карбамид в виде раствора в дозе N50 в колошение, после гороха - аммофос в дозе Р30 и в фазу колошение раствора аммиачной селитры в дозе N50.

При содержании подвижного фосфора в пахотном слое более 28,0 мг/кг, для получения зерна озимой пшеницы 3 класса требуется внесение N60-90P30-60 после озимой пшеницы и подсолнечника и N60 после гороха.

Результаты апробированы в 2011 – 2012 г. в хозяйстве ИП  А. на площади 769 га, что обеспечило получение прибавки урожайности зерна 3- го класса качества на 1 т/га. Экономический эффект составил 10588,8 тыс. руб.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- влияние азотных и азотно-фосфорных минеральных удобрений на изменение водно-пищевого режима чернозёма обыкновенного под озимой пшеницей после непаровых предшественников;

- сравнительная оценка эффективности жидких и твёрдых азотных и азотно-фосфорных удобрений на урожайность, качество зерна озимой пшеницы и динамику накопления сухого вещества и элементов питания;

- биоэнергетическая и экономическая эффективность различных видов и доз минеральных удобрений на озимой пшенице после озимой пшеницы, гороха и подсолнечника.

Личный вклад автора. Соискатель принимал непосредственное участие.

в проведении полевых исследований. Соискателем лично проведены и обобщены полученные экспериментальные материалы, подготовлены выводы и предложения производству.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации доложены на методических комиссиях и отчётных сессиях аспирантов Донского НИИСХ в гг. По теме диссертации опубликовано 4 работы,
3 из которых в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, для публикаций результатов исследований соискателями учёных степеней.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 4 глав экспериментальной части, выводов и рекомендаций производству. Работа изложена на 190 страницах машинописного текста, включает 19 таблиц, 46 рисунков и 26 приложений. Список литературы включает 200 наименований, в том числе 18 иностранных источников.

Выражаю искреннюю благодарность научному руководителю и всему коллективу отдела агрохимии и защиты растений ГНУ Донского НИИСХ Россельхозакадемии за консультационную, организационную помощь при проведении исследований и написании диссертационной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

На основании обзора литературных данных можно заключить, что существуют различные мнения по поводу эффективности азотных и фосфорных минеральных удобрений в гранулированном и жидком видах на черноземах обыкновенных карбонатных в засушливых условиях, что определяет необходимость проведения исследований.

2. ОБЪЕКТЫ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектом исследования была озимая пшеница (Triticum aestivum L.) сорта Августа, после предшественников – горох, подсолнечник и озимая пшеница, под которыми оценивали эффективность применения различных доз и сроков внесения аммофоса 12:52, ЖКУ 10:37, аммиачной селитры, карбамида и КАСа.

Почва опытного участка представлена чернозёмом обыкновенным карбонатным среднемощным тяжелосуглинистым на лессовидном суглинке. Мощность гумусного горизонта 73-88 см. Содержание гумуса в пахотном слое
3,80-4,38 %, общего азота 0,20-0,23 %. Содержание минерального азота
(N-NO3 + N-NH4) – 24,4-53,7 мг/кг, подвижного Р2О5 – 28,0-28,8 мг/кг, подвижного К2О – 344-519 мг/кг. Реакция почвенного раствора слабощелочная (рН 7,2-7,6).

Гидротермический коэффициент Селянинова (ГТК) в 2010 г. – 0,76, среднесухой, с количеством осадков – 558,3 мм; в 2011 г. – 1,12, средневлажный, осадков – 572,7 мм; для 2012 г. – 0,39, сухой, осадков – 446,9 мм.

Метод исследований – полевой, лабораторно полевой, лабораторный. Повторность опыта трёхкратная. Полевые исследования проводили в семипольном зернопропашном севообороте: горох – озимая пшеница – озимая пшеница – подсолнечник – озимая пшеница – кукуруза на зерно – яровой ячмень.

Удобрения применяли согласно схемы опыта, представленной в таблице 1. Лабораторные исследования проводили в отделе агрохимии и защиты растений ГНУ ДНИИСХ Россельхозакадемии. Полевые исследования – в Приазовской зоне Ростовской области, в Неклиновском районе с. Фёдоровка, в хозяйстве ИП  А. в гг.

Таблица 1 – Схема опыта

Вариант	Общая доза	Вариант	Общая доза
1.Контроль без удобрений	16. КАС(60)*+ЖКУ(30)#	N70P30
2. Раф(30)*	N7P30	17. Nаа (63)*+ Раф (30)#	N70P30
3. ЖКУ(30)*	N10P30	18. Nаа (60)*+ЖКУ(30)#	N70P30
4. Раф (60)*	N14P60	19. Nм (63)*+ Раф (30)#	N70P30
5. ЖКУ(60)*	N20P60	20. Nм (60)*+ЖКУ(30)#	N70P30
6. КАС(60)*	N60	21. Раф (60)*+ Nаа (46)#+ Nаа (30)º	N90P60
7. Nаа(60)*	N60	22. Раф(60)*+ Nм (46)#+ Nм (30)º	N90P60
8. Nм (60)*	N60	23. ЖКУ(60)*+ Nаа (40)#+ Nаа (30)º	N90P60
9. Раф(30)* + Nаа (83)#	N90P30	24. ЖКУ(60)*+ КАС(40)#+ Nм (30)º	N90P60
10. ЖКУ(30)*+КАС(80)#	N90P30	25. КАС(63)*+ Раф (30)#+Nаа (50)º	N120P30
11. Раф (60)*+ Nаа (46)#	N60P60	26. КАС(60)*+ЖКУ(30)# +КАС(50)º	N120 P30
12. Раф(60)*+ Nм (46)#	N60P60	27. Nаа (63)*+ Раф (30)# + Nаа (50)º	N120 P30
13. ЖКУ(60)*+ Nаа (40)#	N60P60	28. . Nаа (60)*+ЖКУ(30)# + Nм (50)º	N120 P30
14. ЖКУ(60)*+ КАС(40)#	N60P60	29. Nм (63)*+ Раф (30)# + Nаа (50)º	N120 P30
15. КАС(63)*+ Раф (30)#	N70P30	30. Nм (60)*+ЖКУ(30)# + Nм (50)º	N120 P30

Примечание: Раф – аммофос; Nаа – аммиачная селитра; Nм – карбамид; * - осеннее внесение; # - ранневесеннее внесение; º - внекорневая подкормка в колошение.

Общая площадь делянок 1-го порядка составляет 750 м2, 2-го – 500 м2,
3-го – 250 м2, 4-го – 125 м2. Учётная площадь 50 м2. Агротехника возделывания озимой пшеницы общепринятая для непаровых предшественников.

До посева семена были протравлены препаратом Терасил Форте из расчёта 0,5 л/т, сев озимой пшеницы производился на глубину 5-6 см.

Сроки посева после предшественников озимая пшеница и горох с 25 сентября по 15 октября, после подсолнечника – с 6 по 16 октября, норма высева после гороха – 4,5 млн. шт./га, после озимой пшеницы – 5,0 млн. шт./га, после подсолнечника – 5,5 млн. шт./га, всхожесть семян не менее 90 %, энергия роста не менее 80 %.

Учет урожайности проводился комбайном КЗС-3, по достижению полной спелости зерна озимой пшеницы при влажности 13-15 %.

Содержание продуктивной влаги в почве определяли термостатно-весовым методом по ГОСТ . Анализ почвы на азот нитратный по ГОСТ на автоанализаторе «Техникон» и аммонийный по ГОСТ ; подвижный Р2О5 и К2О по Мачигину в модификации ЦИНАО ГОСТ . Подсчёт густоты стояния на закреплённых площадках по методике ВИР (1973). Содержание сухого вещества в растительных образцах определяли по ГОСТ . Определение в них азота – по Кельдалю ГОСТ ; Р2О5 – ГОСТ ; K2О – ГОСТ .

Содержание сырой клейковины в зерне определяли – по ГОСТ 13586-9; качество клейковины – на приборе ИДК-4 по ГОСТ 13586.1-68, сырой белок по ГОСТ 10846-9, масса 1000 зерен (ГОСТ ).

Анализ структуры урожая проводили по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985). Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методами дисперсионного, корреляционного и регрессивного анализов по Б. А. Доспехову (1985) при использовании Microsoft Office Excel 2007. Биоэнергетическую эффективность рассчитывали по «Методике биоэнергетической оценке технологий производства продукции растениеводства» (1983). Экономическую эффективность в соответствии с «Рекомендациями по определению экономической эффективности использования научных разработок в земледелии» (1986).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Водный режим почвы под озимой пшеницей
после различных предшественников

Запасы продуктивной влаги в период полных всходов озимой пшеницы во многом зависели от предшественников (табл. 2). После подсолнечника они составляли от 35 до 48 мм. После озимой пшеницы и гороха в пределах
73-75 мм, что обеспечивало получение дружных всходов (кроме гг.).

Прошедшие за осенне-зимний период осадки пополнили запасы влаги по всему почвенному горизонту. В ранневесенний период значительных изменений по содержанию влаги в почве между предшественниками и вариантами с удобрениями не наблюдалось. К полной спелости запасы продуктивной влаги в метровом слое снижались до 35-52 мм, с меньшими значениями после подсолнечника.

При внесении удобрений коэффициент водопотребления озимой пшеницы снижался в зависимости от вида удобрений и предшественника. Внесение аммофоса после предшественника – озимая пшеница снижало расход влаги относительно контроля на формирование 1 т зерна на 12,8 %, на 1 т сухого вещества – на 14,6 %. При внесении КАСа – на 26,6 и 13,2 % соответственно.

Озимая пшеница после гороха значительно меньше снижала водопотребление при внесении удобрений, лишь на 2,7 % от внесения аммофоса и на 4,1 % от внесения КАСа в сравнении с контролем.

Заметное сокращение водопотребления на создание 1 т зерна и сухого вещества отмечено на озимой пшенице после подсолнечника. При внесении аммофоса на 14,8 и 14,1 %, КАСа – на 12,1 и 43,3 % по сравнению с вариантом без удобрений соответственно.

Коэффициент водопотребления после предшественников – горох и подсолнечник снижается с применением жидких азотных удобрений, а после озимой пшеницы при использовании твёрдых фосфорных удобрений.

Таблица 2 – Баланс продуктивной влаги под озимой пшеницей после непаровых предшественников при применении удобрений, в среднем за гг.

Вариант	Запасы продуктивной влаги в почве за вегетацию, мм	Сумма осадков за вегетационный период, мм	Общий расход влаги, мм	Урожайность	Коэффициент суммарного водопотребления
всходы	полная спелость	зерно, т/га	сухого в-ва, т/га	зерно, м3/т	сухого в-ва, м3/т
Предшественник – озимая пшеница
Контроль	75	38	501	538	2,83	5,19	1901	1037
Раф (60)*	101	42	501	560	3,35	6,32	1671	886
КАС60*	97	45	501	553	3,30	6,14	1675	900
Предшественник – горох
Контроль	73	52	501	522	4,54	8,59	1149	608
Раф (60)*	76	39	501	538	4,81	9,22	1118	583
КАС60*	81	41	501	541	4,95	9,61	1090	562
Предшественник – подсолнечник
Контроль	35	35	501	501	2,83	5,32	1770	941
Раф (60)*	38	34	501	505	3,38	6,25	1494	808
КАС60*	48	36	501	513	3,96	9,61	1295	534

Азотные удобрения в растворе, больше снижают водопотребление озимой пшеницы после непаровых предшественников, чем гранулированные фосфорные удобрения.