Влияние комплексных удобрений на рост,развитие и урожайность озимой пшеницы на черноземе обыкновенном карбонатном Ростовской области

Пшеница – наиболее ценная и распространенная зерновая культура. Ее значение как мировой продовольственной культуры будет постоянно возрастать, поскольку она представляет собой питательную и экономически выгодную сельскохозяйственную культуру, которую можно выращивать в очень широких и разнообразных условиях (Долгополова и др., 2009). Озимая пшеница обладает большими потенциальными возможностями по сравнению с яровыми зерновыми культурами, поскольку может использовать для роста и развития два наиболее благоприятных по увлажнению периода – осень и весну (Найденов и др., 1994). Озимая пшеница требовательна к плодородию почвы. При урожае в 4 т/газерна и 6 т/га соломы озимая пшеница выносит из почвы 153 кг N, 56 кг Р₂О₅ и 96 кг К₂О (Губашиев, 2000; Хачидзе и др., 2010). Поскольку большая часть питательных веществ даже в черноземах находится в недоступной для растений форме, без внесения удоб­рений нельзя рассчитывать на повышение урожайности озимой пшеницы.
В настоящее время туковая промышленность выпускает широкий ряд комплексных минеральных удобрений, однако изучению их эффективности, особенно с учетом географических особенностей различных регионов, уделяется недостаточно внимания. Целью настоящей работы было изучение эффективности применения комплексного удобрения, которое выпускалось компанией «Кемира», в сравнении с таким традиционно используемым сложным удобрением, как нитроаммофоска (НАФК) марки 16:16:16. В учхозе «Недвиговка» Южного федерального университета (Мясниковского района Ростовской области) в 2008-2009 гг. был проведен полевой опыт согласно следующей схеме: 1) Контроль, 2) N30P30K30 - НАФК, 3) N60P60K60 - НАФК, 4) N30P30K30 - «Кемира», 5) N60P60K60 - «Кемира». Состав изучавшегося в опыте комплексного удобрения «Кемира» представлен в табл. 1.

Общая площадь опыта – 1750 м², площадь делянки – 50 м², повторность – четырехкратная. Почва опытного участка – чернозем обыкновенный среднемощный карбонатный тяжелосуглинистый на лессовидных суглинках. Исходная агрохимическая характеристика пахотного горизонта почвы дана в табл. 2. Удобрения вносились под основную обработку почвы (вспашка на глубину 25-27 см). Высевался районированный в Ростовской области сорт озимой пшеницы Зерноградка 11 по чистому пару. Агротехника возделывания озимой пшеницы была общепринятой для зоны.
Данные по химическому составу растений обработаны с помощью интегрированной системы оперативной диагностики – ИСОД (Бирюкова, 2011). Результаты морфобиометрической диагностики необходимы при анализе данных химической диагностики, поскольку зависимость концентрации питательного элемента в растении от массы растения, так называемое «разбавление массой», имеет важное значение. Только сопоставление результатов этих двух видов растительной диагностики позволяет выявить роль минерального питания или другого изучаемого фактора в формировании урожая (Шафран, 2000).
Для статистической обработки полученных данных проведены дисперсионный и корреляционный анализы при помощи программ ЕХСЕL и STATISTIKA.
Применение удобрений оказало положительное влияние на рост растений озимой пшеницы в фазу кущения (табл. 3). При этом не выявлено достоверных различий в эффективности сравниваемых видов комплексных удобрений, внесенных в увеличенной дозе, а при внесении низкой дозы преимущество было у удобрения «Кемира», содержащего кроме трех основных макроэлементов также серу и микроэлементы. В фазу полной спелости практически на всех вариантах опыта с применением удобрений (по сравнению с контролем) наблюдалось уменьшение размера соломины, за исключением варианта с внесением нитроаммофоски в дозе 60 кг д.в./га.

Сырая масса одного растения озимой пшеницы в фазу кущения достоверно повышалась во всех вариантах опыта с внесением удобрений по сравнению с контролем (табл. 3). Максимальная прибавка сырой массы (0.71 г) наблюдалась в варианте с внесением N30P30K30 – «Кемира». Было установлено, что величина сырой биомассы растений в фазу кущения слабо коррелировала с содержанием аммиачного азота в почве (r = 0.30). Кроме того, в указанную фазу развития наблюдалась прямая зависимость между сырой биомассой растений и их высотой (r = 0.69). Применение удобрений в целом оказывало слабый положительный эффект на прирост абсолютно сухой массы растений (по сравнению с контролем), за исключением варианта с внесением N30P30K30 – НАФК, где различия были достоверными.
Анализ структуры урожая озимой пшеницы показал, что внесение НАФК не оказывало статистически значимого влияния на количество продуктивных стеблей на одно растение в отличие от удобрения «Кемира», применение которого способствовало росту продуктивной кустистости растений (табл. 4). Внесение удобрений в основном положительно повлияло на количество колосков в колосе (при большем эффекте от «Кемиры») и на количество зерен в колоске. Последний показатель коррелировал с содержанием аммиачного азота в почве (r = 0.39). Кроме того, такие показатели, как озерненность колоса и общая кустистость находились в обратной зависимости друг от друга (r = - 0.38). Это можно объяснить тем, что на создание вегетативной массы растения затрачивают большое количество элементов питания, и к моменту формирования колоса их содержание в наиболее раскустившихся растениях становится недостаточным для нормального формирования урожая. Ситуация может усугубляться и при низких запасах продуктивной влаги в почве, поскольку чем больше растение, тем большее количество воды ему необходимо. Территория учхоза «Недвиговка» относится к очень засушливому агроклиматическому району (ГТК < 0.7), что к тому же осложняется засухами и суховеями в летнее время. Вегетация озимой пшеницы от фазы цветения до полной спелости в 2009 г. проходила в условиях сильной засухи.
Урожайность озимой пшеницы и качество зерна зависят от обеспеченности растений элементами минерального питания в течение всей вегетации. В табл. 5 представлены результаты химической диагностики растений. Выявлено, что для формирования урожая зерна озимой пшеницы на уровне 4.24 т/га достаточное содержание азота в надземной части растений в фазу кущения составило 2.72%. Максимальное содержание азота в надземной части (солома + зерно) озимой пшеницы в фазу полной спелости отмечено в контрольном варианте. Вероятно, это обусловлено пониженной скоростью перехода азота из вегетативной в генеративную часть, на что указывает более низкое содержание белка в зерне в этом варианте, по сравнению с удобренными вариантами. Получена зависимость между урожайностью соломы и содержанием азота в растениях в указанную фазу (r = 0.49). Кроме того, урожайность соломы коррелировала с содержанием подвижного калия в почве (r = 0.37).

Внесение удобрений положительно повлияло и на содержание фосфора и калия в растениях. Статистический анализ показал, что содержание фосфора в растениях коррелировало как с содержанием подвижного фосфора в почве, так и с содержанием аммиачного азота в почве (r = 0.61 в обоих случаях). Содержание калия в растениях озимой пшеницы также зависело от содержания подвижного калия в почве (r = 0.50).
Расчет соотношений элементов питания в надземной части растений озимой пшеницы в фазу полной спелости показывает, что соотношение N:P₂О₅:K₂О на контрольном варианте составило 1.0:0.3:0.8, а при внесении удобрений в пониженной дозе, например, нитроаммофоски (30 кг д.в./га), оно изменяется до 1.0:0.4:1.0. Следует отметить, что соотношение элементов питания в растениях озимой пшеницы в фазу полной спелости в варианте с максимальным урожаем (N60P60K60 «Кемира») составило 1.0:0.4:1.2.
Проанализировав индексы разбалансированности, рассчитанные по системе ИСОД, следует отметить, что уже в начальной стадии развития растения озимой пшеницы испытывали недостаток азота, фосфора и калия, особенно на контрольном варианте и при внесении удобрений в низких дозах. В дальнейшем на тех же вариантах установлен острый дефицит азота и пониженное содержание фосфора и калия в надземной массе растений.
Применение минеральных удобрений достоверно повысило урожайность зерна озимой пшеницы во всех вариантах опыта, кроме варианта с внесением НАФК в дозе 30 кг д.в./га (табл. 6). В целом, следует отметить низкую эффективность применения НАФК в год проведения опыта. Сравнивая между собой эффективность НАФК и «Кемиры», необходимо отметить положительное влияние микроэлементов, входящих в состав второго удобрения, как при внесении 60, так и 30 кг д.в./га (прибавка по сравнению с НАФК составила 0.80 и 0.72 т/га соответственно).

С применением удобрений уменьшилось отношение массы соломы к массе зерна. Это позволило на удобренных вариантах сформировать больший урожай основной продукции. Между указанными показателями отмечена обратная зависимость (r = -0.54). На удобренных вариантах максимальная масса соломы получена в варианте с внесением N60P60K60 - НАФК, в котором также была самая большая высота растений в фазу полной спелости. Соответственно, и отношение массы соломы к массе зерна в этом варианте уменьшилось не сильно по сравнению с контролем.
Изучаемые удобрения оказали положительное влияние не только на урожай, но и на его качество (табл. 7). По количеству клейковины полученное зерно относится к третьему классу, а в варианте с внесением N60P60K60 - НАФК – ко второму классу. Содержание белка в зерне было выше при внесении нитроаммофоски. Установлено, что содержание белка в зерне определялось обеспеченностью почвы элементами питания. Наибольшая корреляция выявлена между количеством белка в зерне и содержанием подвижного калия в почве (r = 0.67). Кроме того, отмечена прямая зависимость между содержанием белка и количеством стеблей на одно растение в фазу кущения озимой пшеницы (r = 0.59).
Таким образом, результаты сезона 2008-09 гг. свидетельствуют о том, что внесение с осени комплексных минеральных удобрений, содержащих микроэлементы (а также небольшое количество серы), позволяет существенно увеличить урожайность озимой пшеницы по сравнению с традиционно применяемой нитроаммофоской (16:16:16). Тем не менее, максимальное содержание клейковины и белка в зерне в нашем опыте достигалось при применении нитроаммофоски.

Божков Д.В. – аспирант; e-mail: bozhkov-dmitrii@mail.ru.

Бирюкова О.А. – доцент, доктор сельскохозяйственных наук; e-mail: olga_alexan@mail.ru.
Кафедра почвоведения и оценки земельных ресурсов Южного федерального университета (г. Ростов-на-Дону).

Авторы признательны региональному директору Международного института питания растений по Югу и Востоку России В.В. Носову за ряд комментариев при подготовке статьи.

Литература

Долгополова Н.В., Скрипни В.А., Шершнёва О.М. и Алябьева Ю.В. 2009. Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии, 5: 52-56.

Найденов А.С., Захаров Б.А. и Леплявченко Л.И. 1994. Агрохимия, 2: 13-20.
Губашиев Б.Х. 2000. Продуктивность озимой пшеницы в зависимости от почвенно-климатических условий и уровня минерального питания в Кабардино-Балкарской Республике. Автореф. дис. … к. с.-х. наук. Нальчик.
Хачидзе А.С., Волощенко В.С., Гогмачадзе Г.Д. 2010. АгроЭкоИнфо, 2: 3-8.
Бирюкова О.А. 2011. Интегрированная диагностика плодородия чернозема обыкновенного Нижнего Дона: Автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. Ростов-на-Дону.
Шафран С.А. 2000. Диагностика азотного питания зерновых культур и определение потребности в азотных удобрениях. РАСХН, Москва. 66 с.