На правах рукописи
СИЛИН ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ
ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ
И КАЧЕСТВО РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ
ЮГО-ВОСТОКА ЦЧЗ
Специальность 06.01.04 – агрохимия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Воронеж, 2008
Работа выполнена в отделе агрохимии Государственного научного учреждения Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы им. РАСХН.
Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
кандидат сельскохозяйственных наук
Ведущая организация: Государственный центр агрохимической службы «Воронежский»
Защита состоится «24» апреля 2008г. В14 часов в аудитории 268 на заседании диссертационного совета Д 220.010.06 Воронежского государственного аграрного университета им. по адресу: 394087 .
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ВГАУ им. , электронный адрес сайта: www. vsau. ru/seience/diss.
Автореферат разослан «23» марта 2008 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
доцент
I ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Ячмень называют культурой всех широт, его выращивают в условиях высокогорья, и за Полярным кругом, и в экваториальной Африке. По посевным площадям – это четвертая в мире культура после пшеницы, риса и кукурузы.
В России яровой ячмень является основной зернофуражной культурой, удельный вес которого в зернофуражном балансе достигает 70%. В зерне ячменя содержится 50-60% крахмала, 10-14% белка, 5,5% клетчатки, 2,1% жира.
Белок ячменя характеризуется комплексом незаменимых аминокислот. В его состав входят треонин, валин, метионин и особенно лизин. Лизин ячменя эффективно используется дрожжами в процессе брожения, в связи с чем эта аминокислота имеет важное значение в пивоварении. Следует отметить, что условия Центрально-Черноземной зоны наиболее благоприятны для возделывания ячменя на пивоваренные цели, поэтому доля этого региона в общероссийском производстве пивоваренного ячменя в 1999-2000 годах составила 82%.
Основой современных технологий возделывания пивоваренного ячменя является сорт, обладающий высоким энергетическим потенциалом, экологической приспособленностью к условиям среды, обеспечивающий высокую продуктивность, качество, устойчивость к различным заболеваниям (, 2006).
Ячмень является высокотребовательной культурой к условиям произрастания. В связи с этим повышение урожайности и улучшения качества зерна ячменя возможно только путем эффективного использования почвенно-климатического потенциала местности и применения удобрений.
Недостаточная изученность вопросов применения минеральных удобрений под пивоваренные сорта ячменя местной и зарубежной селекции на черноземе обыкновенном Центрально-Черноземной зоны послужили основанием для выполнения настоящей работы.
Диссертационная работа является составной частью НИР отдела агрохимии НИИСХ ЦЧП им. РАСХН по выполнению государственной тематики 0.51.02 «Разработать и внедрить методы комплексной химизации сельского хозяйства и системы удобрений при интенсивном земледелии, обеспечивающие повышение урожайности в различных почвенно-климатических зонах страны».
Цель и задачи исследований. Целью настоящих исследований является разработка приемов повышения урожайности и качества зерна пивоваренных сортов ячменя путем применения различных доз минеральных удобрений.
При этом решались следующие задачи:
1. Установить динамику изменений водных свойств чернозема обыкновенного под влиянием удобрений.
2. Выявить динамику макро - и микроэлементов в почве под влиянием различных доз минеральных удобрений.
3. Определить урожайность зерна пивоваренных сортов ячменя Одесский 100, Аннабель, Турингия и его качество в зависимости от доз минеральных удобрений.
4. Раскрыть закономерность усвоения растениями ячменя питательных веществ из почвы и минеральных удобрений.
5. Оценить окупаемость удобрений и дать биоэнергетическую оценку технологий возделывания пивоваренных сортов ячменя при разных дозах минеральных удобрений.
Научная новизна данной работы заключается в том, что впервые в условиях юго-востока ЦЧЗ установлены наиболее эффективные дозы минеральных удобрений при возделывании пивоваренных сортов ячменя Одесский 100, Аннабель, Турингия.
Научная значимость работы заключается в том, что автором изучены процессы изменения водно-химических свойств чернозема обыкновенного под воздействием минеральных удобрений и дано им научное обоснование.
Практическая значимость работы состоит в том, что автором установлены и предлагаются для внедрения в производство наиболее эффективные дозы минеральных удобрений (30-60кг/га действующего вещества NРК) при возделывании пивоваренных сортов ячменя на черноземе обыкновенном в условиях юго-востока ЦЧЗ. При повышении дозы минеральных удобрений от N60Р60К60 до N90Р90К90 урожайность зерна ячменя возрастает только на 1,5%, а совокупные энергетические затраты повышаются на 13,7%.
Освоение рекомендаций автора в условиях производства позволит существенно повысить урожайность зерна ячменя с содержанием белка не более 12% и соответствующего требованиям ГОСТ 5060-86 – ячмень пивоваренный.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Урожайность пивоваренных сортов ячменя Одесский 100, Аннабель и Турингия в услових юго-востока ЦЧЗ.
2. Минеральные удобрения и качество зерна пивоваренных сортов ячменя.
Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждены и получили положительную оценку на заседаниях проблемного и ученого советов ГНУ НИИСХ ЦЧП им. РАСХН, а также на международных научно-практических конференциях (Москва, 2005; Белгород, 2006; Воронеж, 2006; Белгород, 2006) и опубликованы в 5 печатных работах.
Рекомендации автора диссертационной работы по внесению минеральных удобрений под пивоваренные сорта ячменя включены в проектную документацию ФГУ Станция агрохимической службы «Таловская» по разработке систем применения удобрений в севооборотах сельскохозяйственных предприятий Воронежской области.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 101 странице машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, 5-ти глав экспериментальной части, выводов, предложений производству и списка использованной литературы (232 наименования, из них 14 – на иностранных языках). Содержит 41 таблицу, 3 рисунка и 9 таблиц помещено в приложении.
II УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Каменная степь, где проводились исследования, расположена на юго-востоке Центрально-Черноземной полосы на водоразделе между Волгой и Доном. Климат Каменной Степи характеризуется как типично степной, умеренно континентальный с теплым летом (нередко засушливым) и холодной зимой. Среднегодовая температура воздуха составляет 5,20С. Среднемесячная температура июля 20,50С, а января – 9,40С.
По погодным условиям благоприятными для возделывания ячменя были 2003 и 2004 годы, когда урожайность ячменя составила 3 - 4т/га, неблагоприятным – 2005 год. Он отличался более низкой температурой воздуха и значительным количеством осадков в летний период, существенно превышающим средние многолетние показатели. Посевы ячменя в существенной мере полегли, а его урожайность по вариантам опыта колебалась от 1,45 до 2,22т/га.
Исследования проведены в полевом опыте отдела агрохимии ГНУ НИИСХ ЦЧП им. РАСХН. Схема опыта включала 4 варианта по дозам удобрений: без удобрений, N30Р30К30, N60Р60К60 и N90Р90К90. На этих вариантах изучались три сорта ячменя: Одесский 100, Аннабель, Турингия.
Опыт закладывался методом расщепленных делянок. Размер делянок первого порядка (дозы удобрений) 180м2 (30м х 6м), второго порядка - 60 м2 (30м х 2м). Учетная площадь делянки 49,5 м2 (30м х 1,65м). Размещение делянок в опыте систематическое.
Вносимое удобрение – азофоска с содержанием NРК по 16%. Агротехника возделывания ячменя – рекомендованная в Центрально-Черноземной зоне, за исключением изучаемого фактора.
Почва опытного участка – чернозем обыкновенный среднегумусный тяжелого гранулометрического состава. Агрохимическая характеристика слоя почвы 0-30см: гумус – 6,7%, рН - 6,7, гидролитическая кислотность – 0,88мг-экв/100г почвы, содержание обменного кальция и магния – 27,9 и 2,4мг-экв/100г почвы, содержание подвижного фосфора – 81мг/кг почвы, обменного калия – 146мг/100г почвы.
Урожайность ячменя определялась методом сплошной уборки учетной делянки комбайном «Сампо-130» с приведение зерна к 100% чистоте и стандартной влажности.
Наблюдения, учеты и анализы почвенных и растительных образцов проводили по общепринятым методикам.
Экспериментальные данные обрабатывались методом дисперсионного анализа по (1985).
Биоэнергетическую эффективность технологий возделывания ячменя при различных дозах минеральных удобрений определяли по «Методике биоэнергетической оценки технологий производства продукции растениеводства» (1983).
III СОДЕРЖАНИЕ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Водные и химические свойства почвы
В условиях юго-востока Центрально-Черноземной зоны влажность почвы зачастую является фактором, ограничивающим урожайность возделываемых культур. Особенно подвержены засухе зерновые колосовые культуры.
Годы проведения исследований отличались значительным количеством выпадающих осадков в течение вегетации ячменя. Так, за апрель-октябрь в 2003 году выпало 382,2мм осадков, в 2004 году – 375,6мм, а в 2005 году – 448,5мм при средней многолетней годовой норме равной только 440мм. Вследствие чего, как в верхних слоях почвы, так и в метровом слое существенных различий в содержании влаги от всходов до уборки ячменя не наблюдалось (табл. 1).
Таблица 1 - Динамика доступной влаги и коэффициенты расхода воды на формирование 1т зерна ячменя в зависимости от доз внесенных удобрений, средние за 2003-2005гг.
Доза удобрений | Содержание доступной влаги в слое почвы 0-100см в период: | Коэффициент расхода воды, тонн на 1т зерна | Снижение коэффициента расхода воды от удобрений, % | |
всходов, мм | уборки, мм | |||
Без удобрений | 116,1 | 112,6 | 1170 | 0 |
N30Р30К30 | 118,4 | 120,5 | 1111 | 5,0 |
N60Р60К60 | 119,1 | 123,8 | 1031 | 11,9 |
N90Р90К90 | 110,2 | 101,1 | 1063 | 9,1 |
НСР0,95 | 53,1 | 14,1 |
Внесенные удобрения также не оказали существенного воздействия на запасы почвенной влаги: различия в ее содержании по вариантам опыта находились в пределах ошибки определения, но удобрения способствовали более производительному расходу влаги на формирование единицы продукции. При внесении под ячмень N30Р30К30 в сравнении с вариантом без внесения удобрений коэффициент расхода воды на формирование 1т зерна снижался на 5%, а при внесении N60Р60К60 – на 11,9%.
Важнейшим фактором, определяющим величину урожайности возделываемых культур при достаточном увлажнении почвы, является обеспечение растений элементами минерального питания.
Азот, фосфор, калий, кальций, магний являются основными макроэлементами, необходимыми для оптимального роста и развития растений, динамику которых мы определяли в рассматриваемых исследованиях (табл. 2).
Таблица 2 - Содержание макроэлементов в слое почвы 0-30см в среднем по сортам ячменя за 2003-2005гг., мг/кг почвы
Доза удобрений | Сроки определения | Нитратный | Подвижный фосфор | Обменный калий |
Без удобрений | всходы | 20,5 | 86 | 153 |
колошение | 13,4 | 122 | 114 | |
спелость | 17,6 | 133 | 124 | |
среднее | 17,2 | 114 | 130 | |
N30Р30К30 | всходы | 23,6 | 92 | 172 |
колошение | 15,0 | 131 | 135 | |
спелость | 19,4 | 157 | 170 | |
среднее | 19,3 | 127 | 159 | |
N60Р60К60 | всходы | 28,6 | 99 | 174 |
колошение | 16,1 | 148 | 168 | |
спелость | 22,2 | 185 | 186 | |
среднее | 22,3 | 144 | 176 | |
N90Р90К90 | всходы | 32,8 | 115 | 206 |
колошение | 17,9 | 143 | 198 | |
спелость | 22,1 | 242 | 183 | |
среднее | 24,3 | 167 | 196 |
Максимальное содержание нитратного азота отмечалось в период всходов ячменя. В течение вегетации ячменя его содержание снижалось и зависело как от степени усвоения его растениями, так и интенсивности и направленности микробиологических процессов. Внесенные удобрения способствовали существенному повышению содержания нитратного азота в слое почвы 0-30см как в весенний, так и в летний периоды. В среднем за вегетацию изучаемых сортов ячменя внесение N30 повысило содержание нитратного азота в слое почвы 0-30см на 12,2%, N60 – на 29,6%, N90 – на 41,3%.
Содержание подвижного фосфора и обменного калия в черноземе обыкновенном было более стабильным в течение вегетации ячменя, чем содержание нитратного азота. Внесенные минеральные удобрения существенно улучшили обеспеченность растений подвижным фосфором и обменным калием. Так, при внесении Р30 содержание подвижного фосфора в слое почвы повысилось на 11,4%, Р60 – на 26,3%, Р90 – на 46,5%. При внесении калийных удобрений в таких же дозах содержание обменного калия в слое почвы 0-30см увеличилось соответственно: на 22,3%, 35,4% и 50,8%.
Таким образом, внесение минеральных удобрений под ячмень в дозах от 30 до 90кг/га действующего вещества NРК существенно улучшает пищевой режим чернозема обыкновенного.
Устойчивой закономерности в содержании обменного кальция в почве в зависимости от доз вносимых удобрений нами не выявлено: в среднем за 2 года при внесении N30Р30К30 его содержание в слое почвы 0-30см составило 26,4мг-экв/100г почвы, при N60Р60К60 – 26,8, а при N90Р90К90 – 25,6мг-экв/100г почвы.
Содержание обменного магния в черноземе обыкновенном на порядок ниже обменного кальция и также, практически, не зависит от доз внесенных минеральных удобрений. За два года содержание обменного магния в среднем по сортам ячменя в слое почвы 0-30см на варианте без внесения минеральных удобрений составило 2,9мг-экв/100г почвы, при внесении N30Р30К30 – 2,6, N60Р60К60 – 2,7, N90Р90К90 – 2,8мг-экв/100г почвы.
Таким образом, повысить содержание обменных кальция и магния в черноземных почвах возможно только при внесении соответствующих удобрений.
По нашим данным, в слое почвы 0-30см содержание цинка колебалось по вариантам опыта от 0,3 до 0,5мг/кг почвы, а содержание меди – от 0,3 до 0,4мг/кг, что в 5-7 раз меньше предельно допустимых концентраций. Внесенные минеральные удобрения на концентрацию этих микроэлементов в черноземе обыкновенном влияния не оказали.
Тяжелые металлы никель, кадмий и свинец являются одними из наиболее опасных загрязнителей окружающей среды.
Содержание подвижного никеля в почве в течение вегетации ячменя практически не изменялось, а содержание подвижных кадмия и свинца к уборке ячменя несколько повысилось, что может быть связано с переходом неподвижных форм в подвижные в благоприятных условиях лета (табл. 3).
Таблица 3 - Содержание подвижных тяжелых металлов в слое почвы 0-30см в зависимости от доз удобрений под ячмень в среднем за 2003-2005гг., мг/кг почвы
Доза удобрений | Сроки определения | Никель | Кадмий | Свинец |
Без удобрений | всходы | 1,2 | 0,19 | 1,6 |
уборка | 1,1 | 0,25 | 2,0 | |
среднее | 1,2 | 0,22 | 1,8 | |
N30Р30К30 | всходы | 1,3 | 0,19 | 1,7 |
уборка | 1,2 | 0,25 | 1,9 | |
среднее | 1,3 | 0,22 | 1,8 | |
N60Р60К60 | всходы | 1,2 | 0,15 | 1,7 |
уборка | 1,3 | 0,24 | 2,1 | |
среднее | 1,3 | 0,20 | 1,9 | |
N90Р90К90 | всходы | 1,2 | 0,14 | 1,7 |
уборка | 1,3 | 0,25 | 2,0 | |
среднее | 1,3 | 0,20 | 1,8 | |
ПДК | 4,0 | 1,1 | 6,0 |
Внесенные минеральные удобрения на содержание подвижных тяжелых металлов в черноземе обыкновенном влияния не оказали, а их концентрация была ниже ПДК в 3-4 раза.
Урожайность и качество зерна ячменя
Интегральным показателем эффективности изучаемых агротехнических приемов является урожайность возделываемых культур.
Наиболее благоприятными для возделывания ячменя были 2003 и 2004 годы, наименее – 2005 год (табл. 4).
Таблица 4 - Урожайность ячменя в зависимости от удобрений и сортов за 2003-2005гг., т/га
Доза удобрений (фактор «А») | Сорт (фактор «В») | Год | Средн. | ||
2003 | 2004 | 2005 | |||
Без удобрений | Одесский 100 | 3,34 | 3,32 | 1,56 | 2,74 |
Аннабель | 2,84 | 3,17 | 1,45 | 2,49 | |
Турингия | 3,00 | 3,25 | 2,05 | 2,77 | |
N30Р30К30 | Одесский 100 | 3,32 | 3,64 | 1,58 | 2,85 |
Аннабель | 2,90 | 3,35 | 1,62 | 2,62 | |
Турингия | 2,80 | 3,30 | 2,22 | 2,77 | |
N60Р60К60 | Одесский 100 | 3,37 | 4,04 | 1,58 | 2,99 |
Аннабель | 3,34 | 3,72 | 1,49 | 2,85 | |
Турингия | 3,06 | 3,76 | 2,11 | 2,97 | |
N90Р90К90 | Одесский 100 | 3,35 | 4,29 | 1,53 | 3,06 |
Аннабель | 3,16 | 3,84 | 1,68 | 2,89 | |
Турингия | 3,17 | 3,80 | 1,97 | 2,98 | |
НСР0,95 (частных) | по удобрениям | 0,39 | 0,41 | 0,35 | 0,65 |
по сортам | 0,33 | 0,21 | 0,22 | 0,46 |
При внесении минеральных удобрений наблюдалось повышение урожайности ячменя. Внесение минеральных удобрений в дозе N30Р30К30 в среднем по сортам ячменя повысило урожайность зерна на 0,08т/га (на 3,4%), в дозе N60Р60К60 – на 0,27т/га (на 10,5%), в дозе N90Р90К90 – на 0,31т/га (на 12,0%).
В среднем за 3 года наименьшая урожайность по всем дозам удобрений получена по сорту Аннабель – 2,71т/га, несколько большая по сорту Турингия – 2,87т/га и наибольшая – по сорту Одесский 100 – 2,91т/га. Следует отметить, что в сильно увлажненный 2005 год на первое место по урожайности выступают сорта немецкой селекции, особенно сорт Турингия, что, по всей видимости, сказались особенности немецких сортов, выведенных в более влажных условиях, чем Одесский 100. Влажные погодные условия в ЦЧЗ складываются крайне редко, вследствие чего на пивоваренные цели следует возделывать сорта местной селекции.
Содержание белка в растениях ячменя подвержено существенным колебаниям: максимальное его количество отмечалось в зеленых растениях и постепенно снижалось по мере их старения. Содержание белка в зерне ячменя было более стабильным по годам, чем в соломе, и в существенной мере от погодных условий не зависело. В среднем по всем вариантам опыта в 2004 году содержание белка в зерне ячменя составило 11,42%, а в 2005 году – 10,59% к абс. сухому веществу.
При внесении минеральных удобрений достоверных различий в содержании белка и макроэлементов в зерне ячменя нами не выявлено (табл. 5). Внесенные удобрения под ячмень в дозе от 30 до 90кг/га действующего вещества NРК содержание белка в основной продукции существенно не повысили (его количество не превышало 12%), а зерно всех изученных сортов соответствовало первому классу пивоваренного ячменя (ГОСТ 5060-86).
Следует отметить, что в отличие от азота, фосфора и калия кальций сосредоточен только в соломе: за все три года исследований в зерне ячменя отмечались только его «следы».
Для формирования урожая зерна растения ячменя в максимальном количестве использовали азот (42,6-49,5кг/га), в два раза меньшее количество фосфора (20,3-24,0кг/га) и в 4 раза – калия (11,4-12,5кг/га). Вынос питательных веществ растениями ячменя с урожаем в большей степени определялся его величиной и в меньшей степени – их содержанием в полученной продукции.
Растения ячменя из минеральных удобрений в большей степени использовали азот (8,7-7,7%), несколько меньше – фосфор (4,1-5,7%) и в незначительном количестве – калий (0,7-1,5%).
Таблица 5 - Содержание белка и макроэлементов в зерне ячменя в зависимости от удобрений и сортов в среднем за 2004-2005гг., в % к абс. сухому веществу
Доза удобрений (фактор «А») | Сорт (фактор «В») | Белок | Р2О5 | К2О |
Без удобрений | Одесский 100 | 10,66 | 0,92 | 0,52 |
Аннабель | 10,34 | 0,92 | 0,51 | |
Турингия | 11,74 | 0,90 | 0,50 | |
N30Р30К30 | Одесский 100 | 11,09 | 0,97 | 0,50 |
Аннабель | 11,57 | 0,95 | 0,51 | |
Турингия | 10,32 | 0,93 | 0,50 | |
N60Р60К60 | Одесский 100 | 10,43 | 0,93 | 0,50 |
Аннабель | 11,06 | 1,01 | 0,50 | |
Турингия | 11,15 | 0,93 | 0,50 | |
N90Р90К90 | Одесский 100 | 11,34 | 0,95 | 0,50 |
Аннабель | 11,49 | 0,99 | 0,50 | |
Турингия | 10,94 | 0,94 | 0,50 | |
НСР0,95 (частных) | по удобрениям | 2,33 | 0,15 | 0,09 |
по сортам | 1,66 | 0,06 | 0,03 |
Эффективность применения минеральных удобрений под ячмень
Для установления эффективности применения минеральных удобрений при возделывании ячменя мы определили прирост дополнительного урожая зерна на 1кг действующего вещества NРК удобрений. При внесении под ячмень минеральных удобрений в дозе N60Р60К60 получен максимальный прирост урожая зерна – 1,6кг на 1кг NРК. При дозе N90Р90К90 он снизился до 1.2кг зерна на 1кг NРК. При внесении N30Р30К30 на 1кг NРК дополнительный прирост урожая зерна составил 1кг.
Таким образом, при возделывании пивоваренных сортов ячменя в условиях юго-востока ЦЧЗ вносит минеральные удобрения в дозе более N60Р60К60 нецелесообразно.
Основную долю энергетических затрат в технологиях возделывания ячменя составляют оборотные средства: семена, ГСМ, удобрения. При внесении N90Р90К90 в сравнении с технологией без применения удобрений затраты совокупной энергии на производство продукции возрастают с 20753 до 34647МДж/га, т. е. на 66,9% (табл. 6), но при этом содержание энергии в урожае ячменя с учетом побочной продукции возросло с 91900 до 102955МДж/га (на 12%).
Таблица 6 – Биоэнергетическая оценка технологий возделывания ячменя при разных дозах минеральных удобрений в среднем за 2003-2005гг.
Показатели | Технологии возделывания | |||
без удобрений | с внесением N30Р30К30 | с внесением N60Р60К60 | с внесением N90Р90К90 | |
Урожайность зерна, т/га | 2,66 | 2,75 | 2,94 | 2,98 |
Содержание энергии в основной продукции, МДж/га | 43762 | 45242 | 48368 | 49026 |
Содержание энергии в урожае с учетом побочной продукции, МДж/га | 91900 | 95008 | 101572 | 102955 |
Затраты совокупной энергии на производство продукции, МДж/га | 20753 | 25616 | 30480 | 34647 |
Коэффициенты К1 энергетической эффективности К2 | 2,11 | 1,77 | 1,59 | 1,42 |
4,43 | 3,70 | 3,33 | 2,93 | |
Энергоемкость 1т зерна, МДж/т | 7802 | 9315 | 10367 | 11626 |
Коэффициенты биоэнергетической эффективности производства зерна ячменя по технологиям с применением удобрений колебались от 1,42 до 1,77, т. е. были выше единицы, что подтверждает эффективность внесения минеральных удобрений при возделывании ячменя в условиях ЦЧЗ.
ВЫВОДЫ
1. Минеральные удобрения в дозах 30, 60 и 90кг/га действующего вещества NPK снизили коэффициент расхода воды на формирование единицы основной продукции ячменя соответственно на 5,0%, 11,9% и 9,1%. По производительному расходованию почвенной влаги наиболее эффективной дозой при возделывании ячменя является N60P60K60.
2. Внесение азотных минеральных удобрений N60 и N90 под ячмень существенно улучшили азотный режим почвы. В среднем по сортам за 3 года при внесении N30 содержание нитратного азота в слое почвы 0-30см в период всходов ячменя увеличилось на 3,1мг/кг почвы (15,1%), при N60 – на 8,0мг/кг почвы (39,0%), при N90 – на 12,3мг/кг почвы (60,0%). Отмеченная закономерность также наблюдалась как в период колошения, так и в период спелости ячменя.
3. В среднем за 3 года внесенные фосфорные минеральные удобрения в дозе Р60 и особенно в дозе Р90 существенно повышали содержание подвижного фосфора в слое почвы 0-30см в период всходов и колошения ячменя на 21,3%-44,3%.
4. Калийные удобрения в дозах К60 и К90 повысили содержание обменного калия в период всходов ячменя в среднем по сортам в слое почвы 0-30см соответственно на 21,0%мг/кг почвы (13,7%) и на 53мг/кг почвы (34,6%). Отмеченная закономерность наблюдалась и при определении обменного калия в период колошения и спелости ячменя.
5. Содержание обменного кальция и магния в слое почвы 0-30см по вариантам опыта колебалось соответственно от 25,0 до27,7и от 2,6 до 2,9мг-экв./100г почвы и не зависело ни от внесенных минеральных удобрений, ни от возделываемых пивоваренных сортов ячменя.
6. В черноземе обыкновенном содержится примерно равное количество подвижных форм цинка и меди. В наших исследованиях содержание цинка в слое почвы 0-30см по вариантам опыта колебалось от 0,3 до 0,5мг/кг почвы, а меди – от 0,3 до 0,4мг/кг почвы и не зависело от доз внесенных минеральных удобрений.
7. Внесенные минеральные удобрения по 30, 60 и 90кг/га действующего вещества NPK влияния на динамику подвижных форм тяжелых металлов в черноземе обыкновенном не оказали, а их содержание в слое почвы 0-30см составило: никеля – 1,2-1,3мг/кг почвы, кадмия – 0,17-0,25мг/кг почвы, свинца – 1,7-2,0мг/кг почвы, что в 3-7 раз меньше предельно-допустимых концентраций.
8. В среднем за 3 года наименьшая урожайность зерна по всем фонам удобрений получена по сорту Аннабель – 2,71т/га, несколько большая по сорту Турингия – 2,87т/га и наибольшая по сорту Одесский 100 – 2,91т/га. Средняя урожайность по сортам достоверно не различалась.
9. Внесенные минеральные удобрения, а также сорта существенного влияния на содержание белка как в основной, так и в побочной продукции ячменя не оказали: его количество в зерне изученных сортов не превышало 12%, и оно соответствовало первому классу пивоваренного ячменя (ГОСТ 5060-86).
10. При внесении фосфорных минеральных удобрений отмечалась тенденция в повышении Р2О5 в зерне ячменя, независимо от возделываемых сортов, на 4,4%-5,5%. В зерне ячменя содержание фосфора была почти в 2 раза большим (в среднем за 2004-2005гг. 0,95% к абсолютно сухому веществу), чем в соломе (в среднем за 2004-2005гг. 0,56% к абс. сухому веществу).
11. Калийные удобрения достоверного влияния на содержание К2О как в основной продукции, так и в побочной не оказали. Содержание калия в растениях более чем в три раза превышало содержание фосфора. В соломе калия содержалось в 2 раза больше, чем в зерне: соответственно 1,26 и 0,50% к абсолютно сухой массе.
12. Кальций в основном сосредоточен только в соломе ячменя, величина которого независимо от изучаемых факторов по вариантам опыта колебалась от 0,48 до 0,54% к абс. сухой массе. В зерне ячменя за все годы исследований отмечались только «следы» кальция.
13. Для формирования урожая зерна растения ячменя в максимальном количестве используют азот (42,6-49,5кг/га), в два раза меньшее количество фосфора и в 4 раза – калия.
Растения ячменя из минеральных удобрений в большей степени использовали азот, несколько меньше – фосфор и в незначительном количестве - калий. Коэффициент использования азота из минеральных удобрений по их дозам составил 7,3-8,7, фосфора – 4,1-5,7, калия – 0,7-1,5.
14. Внесенные минеральные удобрения под ячмень повышали энергоемкость зерна ячменя с 7802МДж/т до 11626МДж/т, при этом снижался коэффициент энергетической эффективности. Максимальный коэффициент энергетической эффективности 1,77 по основной продукции установлен в технологии возделывания ячменя при внесении N30P30K30, минимальный 1,42 – при внесении N90P90K90. С учетом побочной продукции эти коэффициенты увеличились более чем в два раза. Таким образом, определенные коэффициенты по всем дозам удобрений были выше единицы, что подтверждают эффективность внесения минеральных удобрений при возделывании ячменя в условиях юго-востока ЦЧЗ.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. В условиях юго-востока Центрально-Черноземной зоны под сорта ячменя пивоваренного назначения рекомендуется вносить минеральные удобрения в дозах от 30 до 60кг/га действующего вещества NPK в зависимости от плодородия почвы. При этом содержание белка в зерне не превышает 12% и оно соответствует первому классу пивоваренного ячменя (ГОСТ 5060-86). При внесении N90P90K90 в сравнении с дозой N60P60K60 урожайность возрастает только на 1,5%, а совокупные энергетические затраты – на 13,7%.
2. При возделывании ячменя на пивоваренные цели прежде всего следует ориентироваться на сорта местной селекции типа Одесский 100, а затем на сорта иностранной селекции типа Турингия. Сорт Аннабель существенно уступает по урожайности данным сортам.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ:
1. Силин и качество зерна пивоваренных сортов ячменя в зависимости от доз минеральных удобрений в условиях ЦЧЗ/ , // Кормопроизводство. – 2007. - №3. – С. 20-21.
Публикации в других изданиях:
2. Силин минеральных удобрений на урожайность пивоваренного ячменя зарубежной и отечественной селекции/ // Агроэкологическая эффективность применения средств химизации в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур: Мат. Международной научной конференции. – М.: ВИУА, 2005. – С. 178-180.
3. Силин минеральных удобрений на урожайность ячменя и некоторые показатели почвенного плодородия/ , // Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их разрешения: Мат. Международной научно-практической конференции. – Белгород, 2006. – С. 24.
4. Дубровина интенсивных факторов на экологическое состояние чернозема обыкновенного под посевами ячменя/ , // Черноземы России: Экологическое состояние и современные почвенные процессы: Мат. Всероссийской научной конференции. – Воронеж, 2006. – С. 136-137.
5. Дубровина различных доз минеральных удобрений под ячмень/ , // Мат. Международной научно-практической конференции. – Белгород, 2006. – С. 205-206.
