WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Оптимизация минерального питания нута на каштановой почве саратовского заволжья

На правах рукописи

Аукина Ирина Григорьевна

Оптимизация минерального питания нута
на каштановой почве Саратовского Заволжья

Специальность 06.01.04. – агрохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов – 2008

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И.Вавилова»

Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Почетный работник высшего профессионального образования РФ Белоголовцев Владимир Петрович
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Чуб Майя Павловна доктор сельскохозяйственных наук, профессор Данилов Александр Никифорович
Ведущая организация Федеральное государственное научное учреждение РосНИИСК «Россорго»

Защита диссертации состоится 25 июня 2008 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д.220.061.05 при ФГОУ ВПО «Саратовс-кий государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» по адресу: 410012, Саратов, Театральная площадь, 1, СГАУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ».

Автореферат разослан 24 мая 2008 года

Учёный секретарь диссертационного совета,
доктор с.-х. наук, профессор Н.А. Пронько

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В улучшении продовольственного снабжения населения, повышении продуктивности животноводства, уменьшении использования минеральных азотных удобрений значительное место отводится зернобобовым культурам, являющимся важнейшим источником полноценного растительного белка.

Для засушливых районов Саратовской области наиболее перспективной зернобобовой культурой является нут, обладающий высокой засухоустойчивостью, устойчивостью к полеганию и повреждению болезнями и вредителями. Повышение урожайности сельскохозяйственных культур, в том числе нута, и получение необходимого качества продукции в условиях снижающегося плодородия почв возможно только на основе научного применения удобрений и совершенствования основ комплексной диагностики минерального питания растений.

Учитывая отсутствие в зоне каштановых почв Саратовского Левобережья экспериментальных данных по диагностике минерального питания нута, особую актуальность приобретает определение нормативных параметров почвенной диагностики для оптимизации минерального питания этой культуры.

Цель и задачи исследований. Целью наших исследований являлось установление зональных показателей оптимального содержания доступных форм питательных веществ в почве, обеспечивающих получение высоких урожаев с хорошим качеством, и корректировка системы удобрения на основе почвенной диагностики минерального питания.

В задачи наших исследований входило:

1. Изучение влияния минеральных удобрений, ризоторфина и молибдена на урожай и качество нута.

2. Установление оптимальных уровней содержания в почве доступных форм питательных элементов, затрат удобрений для их достижения, а также взаимосвязей уровней плодородия с урожаем с целью раннего прогнозирования урожайности и качества продукции.

3. Определение коэффициентов водопотребления нута.

4. Определение выноса азота, фосфора и калия с единицей урожая.

5. Проведение энергетической и экономической оценки систем удобрения, способствующих получению высокого и качественного урожая зерна нута.

Научная новизна. Впервые на каштановой почве Саратовского Левобережья с использованием методов почвенной диагностики установлены оптимальные уровни содержания в почве элементов питания, обеспечивающих получение до 2,0 т/га высококачественного зерна нута, а также определены затраты удобрений для достижения этих уровней.

Установлены тесные корреляционные зависимости между содержанием в почве доступных форм азота и фосфора и урожаем зерна нута, что позволяет прогнозировать его величину и качество.

Определены затраты удобрений на создание единицы урожая и коэффициентов использования питательных веществ из почвы и удобрений.

Выявлено положительное влияние на продуктивность нута предпосевной обработки семян ризоторфином и молибденово-кислым аммонием и средних доз азотных и фосфорных удобрений на почве с низкой обеспеченностью азотом и подвижным фосфором.

Практическая ценность работы. По результатам выполненных исследований предложены корректировки методов расчета доз для системы удобрения на основании результатов анализов почвы, обеспечивающие оптимизацию условий минерального питания и получение запланированного урожая нута.



Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на международных научно-практических конференциях: посвященной 120-й годовщине со дня рождения академика Н.И.Вавилова (Саратов, 2007), «Состояние и перспективы развития агрономической науки» (п. Персиановский Ростовской области, 2007), научно-практической конференции «Современные проблемы отрасли растениеводства и их практические решения» (Мичуринск, 2007), научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Саратовского государственного агроуниверситета им. Н.И.Вавилова (Саратов 2006, 2007)

Реализация результатов исследований. Разработанные системы удобрения внедрены в ФХ «Русь» и НП «Седова» Питерского района Саратовской области на площади 65 га. Урожайность составила 88% к расчетной. Прибавка урожая зерна была в пределах 0,69 т/га. Условный чистый доход 1152 руб/га.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано четыре печатных работы, одна из которых в издании по перечню, рекомендованному ВАК РФ. Общий объем 1,05 п.л., в том числе авторских 0,84 п.л.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 118 страницах компьютерного текста, включает 23 таблицы и 19 рисунков в основном тексте, 20 таблиц в приложении. Список использованной литературы включает 232 наименования, в том числе 11 иностранных авторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

  • закономерности изменения содержания подвижных форм питательных веществ в почве в результате применения минеральных и бактериального удобрений;
  • закономерности влияния минеральных удобрений на содержание основных элементов питания в урожае, показатели выноса их с урожаем нута;
  • продуктивность нута в условиях изменяющихся агрохимических свойств каштановой почвы;
  • коэффициенты водопотребления нута.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для решения поставленных задач в течение 2005-2007 годов были проведены полевые опыты в условиях ФХ «Русь» Питерского района Саратовской области на каштановой тяжелосуглинистой почве с содержанием гумуса 2,34-2,41 % в слое 0-30 см, нитратного азота к моменту посева 9,8-10,5 мг/кг почвы в слое 0-30 см, подвижного фосфора 12,2-12,6 мг/кг (по Мачигину) в слое 0-30 см, обменного калия 360-390 мг/кг; плотность почвы в слое 0-30 см 1,25-1,29 г/см3. Опыт заложен методом систематических повторений.

Таким образом, почва характеризуется низкой обеспеченностью нитратным азотом и подвижным фосфором и высокой - обменным калием.

Объектами исследований были: нут сорт Краснокутский 36 и почва каштановая тяжелосуглинистая.

Разновидность нута transcaucasico-carneum.

Схема опыта представлена в таблицах.

Полевые опыты проводились в 6-польном зерно-паровом севообороте: пар черный - озимая пшеница - яровая твердая пшеница - яровая мягкая пшеница – нут - ячмень, предшественником во все годы исследований была яровая пшеница. Агротехника возделывания состояла из вспашки на 25-27 см, весеннем боронование зяби, предпосевной культивации на 7-8 см, посев рядовой, норма высева 900 тысяч всхожих семян на 1 га.

Удобрения в виде аммиачной селитры, аммофоса и хлористого калия вносились под основную обработку почвы. Семена перед посевом обрабатывались ризоторфином (штамм 2104) и 0,02% раствором молибденово-кислого аммония в вариантах 2 и с 4 по 14.Посевная площадь делянки 120 м2 (6х20), учётная – 80 м2, повторность 3-х кратная, уборка производилась комбайном Дон-1500 на всех повторностях.

Наблюдения, биометрические измерения проводили в соответствии с методическими руководствами: Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, 1985; Методы исследований с зернобобовыми культурами (ВНИИ зернобобовых культур, 1971, а также методическими руководствами А.И.Руденко (1950); В.И. Сазанова (1962); Е.Ф. Березовой и Л.М. Доросинского (1963), П.Г. Найдина (1968); Г.Ф.Никитенко (1982). Б.А. Доспехова (1985).

В почвенных образцах определяли нитратный азот – ионометрическим методом с помощью переносной лаборатории «Диагностика» в слое почвы 0-30 см, подвижный фосфор и обменный калий по методу Мачигина в 1% углеаммонийной вытяжке в слое 0-30 см.

Химические анализы проводили для всех вариантов и повторностей. Общий азот и фосфор определяли в одной навеске методом мокрого озоления в серной кислоте с перекисью водорода: азот – по Кьельдалю, фосфор – колориметрически, калий на пламенном фотометре. «Сырой» протеин высчитывали перемножением показателя общего азота на коэффициент 6,25, содержание жира – методом обезжиренного остатка по А.Н.Лебедянцеву и С.В. Рушковскому.

Погодные условия за годы исследований можно характеризовать как наиболее благоприятные в 2006 году, засушливые – 2005 и 2007 годы, что позволило более полно изучить влияние минеральных удобрений на элементы плодородия почвы и продуктивность нута.

Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась по методике Б.А. Доспехова (1985) и программам дисперсионного и регрессионного анализов на персональном компьютере и программам ВЦ НПО «Элита Поволжья».

Расчет энергетической эффективности применения удобрений проводился по методике В.Г. Минеева («Агрохимия», 1990).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ

Наши исследования показали, что содержание нитратного азота в почве в слое 0-30см на всех вариантах увеличивается от посева до всходов и цветения (рис.1).

 Динамика нитратного азота в почве в слое 0-30 см, среднее за-0

Рис. 1. Динамика нитратного азота в почве в слое 0-30 см, среднее за 2005-2007 гг.

Установлено, что содержание нитратного азота в почве увеличивалось пропорционально внесенным дозам азотных удобрений и между этими показателями существует тесная корреляционная зависимость. Это подтверждается уравнением регрессии Y=10,2 + 0,133N при R=0.96±0.02, где Y- количество нитратного азота в почве, мг/кг, N- доза азота удобрения, кг/га действующего вещества, R –коэффициент корреляции.

В среднем за годы исследований концентрация N-NO3 в слое 0-30 см повышалась на 1 мг/кг почвы перед посевом от внесения 6,5-7,2 кг/га действующего вещества азотных удобрений на фоне возрастающих доз фосфорных, при внесении одного азотного удобрения норматив затрат удобрения (Н) составлял уже 8,5 кг/мг.

Между урожаем зерна нута и содержанием нитратного азота в почве перед посевом имеется тесная положительная взаимосвязь, которая описывается уравнением регрессии третьего порядка: Y=-0,00010N3 +0,002N2 +0,089N +0,2722 при R2=0,904, где Y-урожай, т/га, N –содержание нитратного азота в почве, мг/кг почвы в слое 0-30 см. В последующие фазы также отмечена тесная положительная взаимосвязь.

На основании теоретических кривых графиков зависимости урожайности нута от содержания в почве нитратного азота в разные фазы роста и развития растений определены оптимальные уровни содержания его для достижения запланированного урожая зерна (табл. 1).

Таблица 1. Оптимальные уровни содержания нитратного азота,
обеспечивающие достижение планируемого урожая
(Среднее за 2005-2007 гг.)

Планируемая
урожайность, т/га
Содержание нитратного азота в почве, мг/кг в слое 0-30 см
сроки отбора образцов почвы и фазы роста и развития
Перед посевом всходы образование бобов
1,0 7,5 7,8 9,0
1,2 9,5 10,2 11,5
1,4 11,6 14,2 15,0
1,5 12,8 15,5 17,0
1,8 17,2 22,7 25,0
2,0 21,8 29,5 32,5
2,5 25,4 38,6 42,5

При содержании нитратного азота ниже требуемого уровня, соответствующего планируемой урожайности, расчет доз азотных удобрений следует проводить по методу доведения до оптимума (МДОП). Для этого надо пользоваться формулой ВИУА: D=(Nопт.- Nисх.)·Н, где D- расчетная доза азота удобрений, кг/га действующего вещества, Nисх.- исходное содержание N-NO3 в слое 0-30 см, мг/кг, Nопт. – содержание нитратного азота в слое 0-30 см, обеспечивающее получение запланированного урожая, мг/кг почвы, Н – норматив затрат действующего вещества удобрения для повышения содержания нитратного азота в почве на 1 мг/кг в расчетном слое.

Как установлено в наших опытах, при совместном внесении азотных и фосфорных удобрений это увеличение составило в зависимости от доз и соотношений азота и фосфора, в среднем по годам исследований 13,9-15,4 мг/кг, при внесении только одного азотного удобрения - 11,8 мг/кг.

Установлена прямая пропорциональная зависимость между дозами фосфорных удобрений и содержанием подвижного фосфора в почве, которая описывается для первого срока отбора почвы (перед посевом) уравнением регрессии Y=-3Е-17Р2+0,115Р +14,73 при R2=0.992 для вариантов фона N60, где Y- содержание подвижной Р2О5, мг/кг почвы, Р – доза фосфора удобрения, кг/га д.в. Отдельное внесение фосфорного удобрения в дозе 30 кг/га д.в. способствовало увеличению содержания подвижного фосфора в почве перед

посевом на 4,4 мг/кг. Расчет показывает, что для повышения содержания доступного фосфора на 1 мг/кг каштановой почвы в слое 0-30 см требуется внести в среднем 6,8 кг/га д.в. удобрения. При совместном внесении фосфорных удобрений с азотными норматив затрат фосфора на увеличение содержания подвижной Р2О5 снижается и составляет в зависимости от доз азота и фосфора 5,6-6,2 кг/мг. В наших исследованиях установлена тесная математическая зависимость между содержанием подвижного фосфора в почве во все сроки определения и продуктивностью нута, что позволило установить оптимальные уровни содержания подвижного фосфора в почве для обеспечения планируемой урожайности зерна нута (табл. 2).

Таблица 2. Оптимальные уровни содержания подвижного фосфора в почве, обеспечивающие получение запланированного урожая

( Среднее за 2005-2007 гг.)

Планируемая урожайность, т/га Содержание подвижной P2O5 в почве, мг/кг в слое 0-30 см
сроки отбора образцов и фазы роста и развития нута
перед посевом всходы образование бобов
1,0 8,2 8,7 9,2
1,2 10,5 11,0 11,4
1,4 13,2 13,9 14,4
1,5 15,0 15,6 16,2
1,8 21,5 22,4 23,2
2,0 27,4 28,2 29,3
2,5 34,6 35,4 36,4




Чтобы получить запланированный урожай в случае содержания фосфора ниже оптимального уровня необходимо довести его до такового внесением удобрений. Для этого надо иметь показатель сдвига содержания подвижного фосфора на 1 мг/кг почвы от внесенных 100 кг/га действующего вещества фосфорного удобрения.

В наших опытах этот норматив затрат удобрения для каштановой тяжелосуглинистой почвы установлен в среднем в 6,8 кг д.в. на 1 га, или увеличение содержания Р2О5 от 100 кг/га действующего вещества удобрения составляет в среднем 14,7 мг/кг почвы.

Таким образом, выявленные закономерности и тесные зависимости между содержанием доступных растениям форм питательных веществ в почве и урожайностью нута, а также установленные уровни оптимального содержания нитратного азота и подвижного фосфора в почве в диагностируемых слоях и нормативы затрат удобрений для их достижения дают практическим работникам возможность прогнозировать и, внося удобрения, получать запланированные урожаи.

ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА РАЗВИТИЕ КЛУБЕНЬКОВ

Проведенные нами наблюдения и исследования показали, что количество клубеньков на корнях нута во многом зависит от погодных условий вегетационного периода и пищевого режима почвы (рис.2).

 Влияние удобрений на развитие клубеньков по фазам развития нута,-1

Рис. 2. Влияние удобрений на развитие клубеньков по фазам развития нута, среднее за 2005 – 2007 гг.

Количество активных клубеньков на корнях во время вегетации нута подвержено колебаниям. В первые фазы роста и развития имеется небольшое их число, в фазе цветения отмечается максимальное их количество и к фазе налива семян они почти совсем исчезают.

В наших исследованиях в условиях высокой обеспеченности обменным калием наблюдалось положительное влияние на образование и развитие клубеньков главным образом фосфорных удобрений. Предпосевная обработка семян ризоторфином и молибденово-кислым аммонием способствовала увеличению количества клубеньков на корнях на 87-92% по сравнению с чистым контролем (без обработки семян ризоторфином молибденом), тем самым улучшая азотное питание растений нута.

ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА РОСТ, РАЗВИТИЕ И
ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ НУТА

Как было выше показано, применение азотно-фосфорного удобрения, ризоторфина и молибденвокислого аммония на каштановой почве способствовало увеличению содержания доступных растениям форм питательных веществ и тем самым улучшало режим питания растений, что привело к повышению урожая сухой биомассы нута во всех удобренных вариантах и, в конечном счете, поднимало урожай зерна по сравнению с неудобренным контролем (табл. 3).

Таблица 3. Влияние удобрений на урожай зерна нута

Варианты опыта   Урожайность, т/га Прибавка урожая
годы исследований средняя из 3-х т/га к контролю 1 т/га от удобрений в % от удобрений
2005 2006 2007
Контроль 1 1,12 1,24 1,16 1,17      
Контроль 2(ризобии+Мо) 1,29 1,39 1,27 1,32 0,15    
Р30 1,44 1,55 1,52 1,50 0,33 0,18 15,7
N30 1,53 1,65 1,56 1,58 0,41 0,26 22,2
N30P30 1,66 1,80 1,72 1,73 0,56 0,41 34,8
N30P60 1,71 1,85 1,77 1,78 0,61 0,46 39,0
N60P30 1,74 1,89 1,80 1,81 0,64 0,49 41,9
N60P60 1,79 1,94 1,93 1,89 0,72 0,57 48,4
N60P90 1,88 2,04 1,97 1,96 0,79 0,64 55,0
N90P60 1,81 1,96 1,81 1,86 0,69 0,54 46,2
N90P90 1,84 2,00 2,01 1,95 0,78 0,63 53,8
N30P60K30 1,68 1,82 1,79 1,76 0,59 0,44 37,9
N59P83 расчёт.на 2,0 т/а 1,87 2,02 1,96 1,95 0,78 0,63 53,8
НСР 05, т/га  0,08 0,04  0,02  0,05      

Примечание: фон – обработка семян ризоторфином и молибденово-кислым аммонием

В Саратовской области исследований по влиянию удобрений на продуктивность нута на каштановой почве крайне недостаточно.

Результаты наших исследований, осуществленных в 2005-2007 гг. на каштановой почве с низкой обеспеченностью подвижным фосфором и нитратным азотом, показали, что азотное и фосфорное удобрение при отдельном внесении на 15-22 % повышало урожай зерна нута. Удобрения в различных соотношениях азота и фосфора увеличивали прибавку на 0,56-0,79 т/га. Причем, на долю минеральных удобрений можно отнести 0,18-0,64 т/га (табл. 3).

Для выявления действия минеральных удобрений на продуктивность нута из общей прибавки урожая исключалось влияние ризоторфина и молибденово-кислого аммония. В среднем за три года это влияние принято в количестве 0,15 т/га (вариант «Контроль 2»).

Конечно, эта величина принята как условная, поскольку на разных фонах удобренности она может быть несколько иной.

Выявлено, что поскольку почва имеет низкую обеспеченность азотом и фосфором, то последующие увеличения доз азота и фосфора до варианта N60P90 повышали урожай в достоверных значениях. В варианте N90P60 прибавка от дополнительных 30 кг азота на фоне P60 была уже недостоверной по сравнению с вариантом N60P60. Увеличение же дозы фосфора до 90 кг/га на фоне N60 способствовало получению наивысшего урожая (1,96 т/га). Доза N90 на фоне 90 кг/га фосфора уже обеспечивала достоверную прибавку урожая зерна по сравнению с вариантом N90P60.

Применение калийного удобрения в дозе К30 на фоне N30P60, несмотря на высокий вынос калия этой культурой, было неэффективным.

Следует отметить, что увеличение дозы фосфора на неизменном азотном фоне всегда приводило к достоверному повышению урожая, а увеличение дозы азота на неизменном фосфатном фоне не всегда обеспечивало достоверную прибавку.

Внесение удобрений в расчете на урожайность 2,0 т/га обеспечило в среднем за три года урожай с 97% вероятностью.

Между урожаем зерна и дозами азотных удобрений выявлена определенная положительная корреляционная зависимость. Урожайность с увеличением дозы азота с 30 до 60 кг/га на фоне Р60 росла, а доза N90 уже несколько снижала этот показатель продуктивности. В то же время эта же доза азота на фоне Р90 положительно влияла на урожай зерна нута. Зависимость описывается уравнением регрессии У= -3Е-0,5N2 +0.0063N +1.62 при R2=0,842, где У- урожайность, N-доза азота удобрения, кг/га действующего вещества. Еще более тесная положительная взаимосвязь обнаружена между урожаем и дозами фосфора: У= -0,0003Р2 +0,045Р +0,22 при R2=0,926, где Р – доза фосфора удобрений. Это вполне объясняется высоким действием фосфора на почве с низкой обеспеченностью этим элементом питания и биологическими особенностями в потреблении питательных веществ нутом. Влияние совместного внесения азота и фосфора было также значимым: коэффициент детерминации R2=0.87.

Анализ урожайных данных приведенной таблицы 4 показывает, что азот удобрений при совместном внесении с фосфором в значительной степени влиял на продуктивность нута и окупаемость применяемых удобрений.

Таблица 4. Окупаемость удобрений прибавкой урожая,
среднее за 2005-2007 гг.

Варианты опыта Урожайность, т/га Прибавка урожая, кг/га Суммарная доза удобрений, кг/га д.в. Окупаемость 1 кг дейст. в-ва удобрения зерном, кг
Контроль 1,17      
Контроль 2(ризобии+Мо) 1,32      
Р30 1,50 180 30 6,0
N30 1,58 263 30 8,8
N30P30 1,73 410 60 6,8
N30P60 1,78 457 90 5,1
N60P30 1,81 490 90 5,4
N60P60 1,89 567 120 4,7
N60P90 1,96 643 150 4,3
N90P60 1,86 540 150 3,6
N90P90 1,95 630 180 3,5
N30P60K30 1,76 443 120 3,7
N59P83 расчёт.на 2,0 т/а 1,95 630 142 4,5

Наиболее высокую окупаемость одного килограмма действующего вещества удобрения натуральной прибавкой урожая зерна показало азотное удобрение в дозе N30 с предпосевной обработкой семян ризоторфином и молибдатом аммония (8,8 кг/кг), в то время как эта же доза, но без предпосевной обработки показала окупаемость на 2,4 кг меньше, что говорит о положительном влиянии ризоторфина и молибдена на процесс азотфиксации и, как следствие, лучшую обеспеченность нута азотным питанием. Одно фосфорное удобрение на фоне инокуляции семян обеспечивало окупаемость натуральной прибавкой в 6,0 кг, то есть практически одинаковую с азотным удобрением без инокуляции.

И хотя расчетный вариант обеспечивал только 4,5 кг/кг, урожайность была близкой к расчетной.

Таким образом, в зависимости от экономических условий хозяйства предлагается выбор: получить максимально возможный в данных климатических условиях урожай зерна нута, внося минеральные удобрения на планируемый урожай с меньшей агрономической эффективностью, или ограничиться внесением невысоких доз удобрений, получая большую окупаемость удобрений, но с меньшей урожайностью.

Результаты исследований качества зерна нута, полученного в наших опытах, показали на достаточно ощутимое влияние минеральных удобрений, ризоторфина и молибдена практически на все важные показатели качества.

Улучшение азотно-фосфорного режима питания под влиянием удобрений вело к увеличению содержания протеина в зерне в зависимости от доз и видов удобрений на 1,9-5,8% (абсолютных) при значении на контроле 23,6%.

Между содержанием протеина в зерне и содержанием нитратного азота в почве перед посевом выявлена тесная положительная взаимосвязь, описываемая уравнением регрессии:

П = 21,57 + 0,334N - 0,005N2 при R = 0,937 ± 0,095,

где П - содержание протеина в % на абсолютно сухое вещество, N – содержание нитратного азота, мг/кг почвы в слое 0-30 см перед посевом. Влияние подвижного фосфора также было положительным, однако несколько ниже: R=0.86±0.154.

Содержание же крахмала в зерне нута, напротив, снижалось с возрастанием обеспеченности нитратным азотом, то есть наблюдалась обратная зависимость: К= 46,774 – 0,140N +0,001N2 при R= - 0,86 ± 0.161.

Между содержанием протеина и крахмала в зерне установлена тесная обратная зависимость, выражаемая уравнением регрессии:

П = - 0,697К2 + 85,4К - 26,02,6, R2 = 0,749,

где П - содержание протеина, в % на абсолютно сухое вещество, К – содержание крахмала в зерне, в % на абсолютно сухое вещество. Зависимость содержания крахмала от содержания протеина также обратная и описывается уравнением регрессии второго порядка: К= - 0,078П2 +1,5564П +55,65 при R2=0.699, где К – содержание крахмала в % на абсолютно сухое вещество.

Улучшение, прежде всего азотного питания, повышая содержание протеина, снижало крахмалистость c 48,8% в контрольном варианте до 48,0% в вариантах второго контроля (обработка семян ризоторфином и молибденом) и N30 + ризоторфин и Мо.

Под влиянием удобрений изменялось и содержание «сырого» жира в зерне с 4,87% до 6,57%. Так, в варианте с применением удобрений в дозах N60P90 количество жира было на 1,7% (абсолютных) больше по сравнению с контрольным вариантом без обработки семян ризоторфином и молибденом..

ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ НУТА

Как известно, благоприятное действие удобрений проявляется в условиях достаточной влагообеспеченности. В свою очередь оптимальное обеспечение растений необходимыми питательными веществами при помощи внесения удобрений способствует более экономному, эффективному использованию воды, что особенно важно в условиях засушливого Заволжья.

Результаты проведенных опытов показали, что все удобрения в разных дозах и соотношениях повышая урожайность нута вели к снижению коэффициента водопотребления – КВ (рис. 3).

 Взаимосвязь коэффициента водопотребления и урожайности, средняя за-2

Рис. 3. Взаимосвязь коэффициента водопотребления и урожайности, средняя за 2005 – 2007 гг.

Контроль 1 – без удобрений и инокуляции;

Контроль 2 – обработка семян роизоторфином и молибденом

Так, если неудобренные растения расходовали на создание одной тонны зерна 1821 кубометр воды, то внесение одного фосфорного удобрения снижало КВ на 22% по сравнению с контролем, азотное в дозе N30 – на 28%, совместное внесение азотно-фосфорного удобрения, способствовавшего увеличению урожая зерна нута снижало коэффициент водопотребления на 34-40%. Наиболее экономное расходование влаги было отмечено в вариантах N60P90 и N90P90.

Предпосевная обработка семян ризоторфином и молибденово-кислым аммонием, способствуя повышению урожайности, также снижала потребление влаги на единицу продукции в среднем на 11% по сравнению с чистым контролем.

МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ УРОЖАЯ И ВЫНОС ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ, КОЭФФИЦИЕНТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЗОТА
И ФОСФОРА ИЗ ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЙ

Наши исследования показали, что все удобрения, виды, дозы и их соотношения увеличивают содержание основных элементов питания в зерне нута (табл.5).

Таблица 5. Влияние удобрений на химический состав зерна нута
(среднее за 2005-2007 гг.)

  Варианты опыта   Содержание элементов питания, % на абс. сухое вещество
азот фосфор калий
% изменение % изменение % Изменение,
Контроль 1 3,78   1,26   0,93  
Контроль 2-ризоторфин +Mo 4,13 0,35 1,34 0,08 0,96 0,03
Р30 4,21 0,43 1,52 0,26 0,99 0,06
N30 4,24 0,46 1,48 0,22 1,02 0,09
N30P30 4,29 0,51 1,59 0,33 1,06 0,13
N30P60 4,33 0,55 1,72 0,46 1,06 0,13
N60P30 4,49 0,71 1,64 0,38 1,08 0,15
N60P60 4,53 0,75 1,76 0,50 1,11 0,18
N60P90 4,58 0,80 1,85 0,59 1,09 0,16
N90P60 4,67 0,89 1,78 0,52 1,14 0,21
N90P90 4,70 0,92 1,90 0,64 1,16 0,23
N30P60K30 4,35 0,57 1,61 0,35 1,08 0,15
N58P82- расчетн.на 2,0 т/га 4,54 0,76 1,83 0,57 1,09 0,16
НСР 0,05, %  0,11  0,04 0,12 

На содержание общего азота в зерне наибольшее влияние оказывало улучшение азотного питания, действие фосфора на фоне инокуляции семян несколько выше, чем применение одного азота без инокуляции семян. Так, если применение азота в дозе 30 кг/га действующего вещества повышало концентрацию общего азота на 0,29% при содержании в зерне с контрольных растений 3,78%, то влияние фосфора увеличило этот показатель на 0,43%. В Влияния калийного удобрения на этот показатель недостоверно.

По годам исследований установлено что в неблагоприятные по погодным условиям 2005 и 2007 годы содержание азота в урожае было больше, чем в более благоприятном 2006 году. Так, в 2006 году концентрация азота в зерне была в контрольном варианте 3,62 %, а в засушливом 2005 году – 3,79 %, или на 0,17 % больше. Такое же положение отмечено и в зерне с удобренных вариантов.

Содержание общего фосфора в зерне также изменялось под влиянием внесенных удобрений, но здесь установлено преимущественное воздействие фосфорных удобрений по сравнению с азотными. Так, применение Р30 увеличивало концентрацию фосфора в абсолютно сухом веществе зерна на 0,26%, причём 0,18% прибавки было за счёт именно фосфорного удобрения, а такая же доза азота незначительно, всего на 0,03%, повышала содержание общего фосфора в предыдущем варианте. Наибольшее увеличение концентрации фосфора в зерне по сравнению с контрольным отмечалось в вариантах с дозой фосфора 90 кг/га (на 0,59 - 0,64%).

На концентрации фосфора в зерне также как и азота, определенное влияние оказали осадки за вегетационный период. В остро засушливых 2005 и 2007 годах содержание фосфора было несколько выше, чем в более благоприятном по осадкам 2006 году.

Содержание калия в зерне в вариантах с азотно-фосфорным удобрением увеличивалось с повышением доз фосфора и азота. Влияние калийного удобрения было недостоверным.

ВЫНОС ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ С УРОЖАЕМ НУТА

В наших исследованиях установлено, что расход азота в расчёте на 1 тонну зерна увеличивается под влиянием азотных и фосфорных удобрений и предпосевной обработки семян ризоторфином и молибденом. Совместное внесение N30 на фоне Р30 и Р60 повышало удельный расход азота по сравнению с вариантом Контроль 1 уже на 14-15%. Наиболее высокий вынос отмечен в вариантах с дозой азота 90 кг/га (табл.6).

На 11% повысился вынос азота в варианте с предпосевной обработкой семян ризоторфином и молибденово-кислым аммонием, что говорит об улучшении азотного питания нута от этого агроприёма.

Увеличение выноса фосфора с единицей урожая было зафиксировано во всех удобренных вариантах на 7-52% по сравнению с первым контролем.

Следует отметить, что при сравнении вариантов с внесением азота 30 кг/га с инокуляцией семян вынос фосфора был на 7% выше варианта с азотом, где семена не обрабатывались перед посевом бактериальным и микроудобрением

Таблица 6. Влияние удобрений на вынос питательных веществ с урожаем нута (среднее за 2005-2007 гг.)

Варианты опыта Вынос элементов питания с 1 т зерна
азот фосфор калий
кг % к контролю кг % к контролю кг % к контролю
Контроль 1 57   17   26  
Контроль 2-ризоторфин +Mo 63 11 18 7 29 12
Р30 65 13 21 22 29 12
N30 64 12 20 16 32 23
N30P30 65 14 22 26 34 31
N30P60 66 15 23 37 35 35
N60P30 70 23 23 34 35 35
N60P60 68 19 24 39 38 46
N60P90 69 21 25 47 40 54
N90P60 72 26 25 43 42 62
N90P90 71 25 26 52 43 65
N30P60K30 66 16 22 28 39 50
N58P82- расчетн.на 2,0 т/га 69 20 25 46 39 50

Все удобрения, в том числе бактериальное с молибденовым повышали вынос калия на единицу продукции.

Если на вынос азота и фосфора калийное удобрение не оказывало практически никакого влияния, то применение калия в дозе 30 кг/га на фоне N30P60 увеличило вынос на 8% по сравнению с вариантом N30P60.

Между урожайностью нута и выносом азота и фосфора с единицей продукции выявлена положительная зависимость, описываемая уравнениями второго порядка:

У= -13,426+0,287N-0,002N2, R=0.908 ±0.121, при T=7,526

У= -2,563+0,302Р-0,005, R=0.975 ±0.067, при Т=14,44

На основе вышеприведенных уравнений построены графики, линии трендов которых дают прогноз развития процесса роста урожая. По этим графикам установлены оптимальные параметры выноса питательных веществ на планируемую урожайность, которые можно использовать при расчете доз удобрений балансовым методом (табл. 7).

Анализ параметров выноса, приведенных в этой таблице 7, указывает на то, что при расчете общего выноса питательных веществ с запланированным урожаем при определении доз удобрений следует применять нормативы выноса, соответствующие определенному уровню урожайности. Так, при планировании урожайности в 2,0 т/га удельный вынос азота будет в 1,31 раза больше, чем вынос при расчете на урожайность в 1т/га.

Таблица 7. Параметры выноса питательных элементов для расчета доз
удобрений, обеспечивающих планируемую урожайность зерна
(среднее за 2005-2007 гг.)

Урожайность, т/га Вынос с 1 тонной зерна и соответствующего количества соломы
азот фосфор
фактический теоретический фактический теоретический
1,0 55,7 53,8 15,8 14,4
1,2 58,2 57,4 17,3 16,6
1,4 61,0 61,0 18,8 19,0
1,5 62,4 62,8 19,8 20,0
1,8 67,8 68,0 23,2 23,6
2,0 72,8 71,6 26,6 25,6

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ ПОД НУТ

Рост урожайности культур при дальнейшей интенсификации сельскохозяйственного производства будет сопровождаться увеличением затрат невозобновляемой энергии, в том числе и за счет возрастания применения удобрений.

Поэтому крайне важно разрабатывать и использовать энергомалозатратные технологи производства, при которых меньше затрачивается энергии на производство сельскохозяйственной продукции.

Особенно актуальна постановка этого вопроса в современных сложных экономических условиях, когда обязательно необходимо соизмерять затраты энергии с энергией, получаемой в прибавке урожая.

Наши исследования показали, что во всех вариантах опыта биоэнергетический КПД (энергоотдача) выше единицы. Это говорит об энергетической эффективности применяемых удобрений(табл 8).

Таблица 8. Эффективность удобрений на культуре нута

(среднее за 2005-2007 гг.)

Варианты опыта Урожайность, т/га Условный чистый доход, руб/га Окупаемость затрат, руб/руб Энергетический КПД Энергетический КПД без ризоторфина и Мо
Контроль 1 1,17        
Контроль 2 (ризоторфин +Мо) 1,32 960 11,7    
P30 1,50 1872 5,3 17,0 9,2
N30 1,58 2298 5,0 3,1 1,9
N30P30 1,73 3000 4,3 3,6 2,7
N30P60 1,78 3002 3,4 3,5 2,7
N60P30 1,81 3078 3,2 2,2 1,7
N60P60 1,89 3290 2,9 2,3 1,9
N60P90 1,96 3432 2,6 2,4 2,0
N90P60 1,86 2598 2,2 1,6 1,2
N90P90 1,95 2880 2,1 1,7 1,4
N30P60K30 1,76 2613 2,7 3,2 2,4
N59P83 (расч. на 2,0 т/га) 1,95 3372 2,6 2,5 2,0
НСР0,95, т/га 0,05

Наиболее высокая энергоотдача (17,0) определена в варианте с применением минерального удобрения в дозе Р30. В вариантах с парным сочетанием азота и фосфора наиболее высокая энергоотдача при внесении N30P30 (3,6).

Менее 2 единиц биоэнергетический коэффициент получен на вариантах с парными сочетаниями фосфора с дозой азота в 90 кг/га действующего вещества. При внесении азотно-фосфорного удобрения, где доза азота не превышала 60 кг/га энергетический КПД был в пределах 2,2-2,5.

Экономический анализ результатов исследований по изучению влияния минеральных удобрений при выращивании нута на каштановой почве Саратовского Заволжья показал достаточно высокий экономический эффект

Самая высокая окупаемость затрат на применение удобрений получена в варианте с применением предпосевной обработки семян (11,7 руб/руб). Азотное и фосфорное удобрения в дозе 30 кг/га с инокуляцией семян обеспечили окупаемость 5,0-5,3 руб/руб.

В вариантах с парным сочетанием азота и фосфора лучшим был при внесении удобрений в дозах N30P30 – 4,3 руб/руб.

В остальных вариантах окупаемость колебалась в пределах 2,1…3,4 рубля. Внесение калийного удобрения на фоне азотно-фосфорных положительного эффекта не обеспечивало.

Достаточно ценны результаты окупаемости удобрений, полученные в производственных условиях. Условно чистый доход с 1 га в фермерском хозяйстве «Русь» Питерского района при внесении удобрений в расчете на урожай зерна 2,0 т/га в 2007 году составил 1152рубля.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Применение минеральных удобрений под нут на каштановой почве повышает в ней содержание доступных растениям форм питательных веществ, усиливает их поступление в растения и является эффективным приемом повышения урожайности. Оптимальными по агрономической эффективности были варианты с внесением дозы удобрений N60P90, при ограниченных ресурсах удобрений - внесение N30P30. Прибавка урожая по этим вариантам по сравнению с неудобренным посевом составила в среднем за 3 года соответственно 0,64 и 0,41 т/га при урожайности на контроле 1,17 т/га. Урожайность в производственных посевах составила 83-85% к расчетной.

2. Внесение удобрений увеличивало содержание «сырого»протеина с 23,6 до 29,4%, жира с 4,87 до 6,57%, но снизило содержание крахмала. На увеличение содержания протеина преимущественное влияние оказывало азотное удобрение.

3. Установленная корреляционная зависимость между урожаем нута и содержанием нитратного азота в почве в слое 0-30 см перед посевом (R=0,988±0,049) описывается уравнением регрессии третьего порядка и позволяет прогнозировать урожай.

Связь урожая нута с содержанием подвижного фосфора также достаточно тесная (R=0,941±0,077,) и описывается уравнением регрессии третьей степени, позволяет прогнозировать величину урожая.

4. Расчетами установлено, что для увеличения содержания в почве нитратного азота на 1 мг/кг почвы в слое 0-30 см требуется внести до посева 6,5-7,2 кг/га действующего вещества азотного удобрения при совместном внесении с фосфором, при внесении только азотного удобрения норматив составляет в среднем 8,5 кг/га.

Норматив затрат фосфорного удобрения для повышения содержания Р2О5 на 1 мг/кг почвы перед посевом определен в среднем 6,8 кг/га действующего вещества. При совместном внесении фосфорных и азотных удобрений норматив установлен в пределах 5,6-6,2 кг/га.

При расчете доз удобрений на планируемый урожай следует пользоваться формулой предложенной ВИУА.

5. Между урожаем зерна нута и выносом питательных веществ с единицей продукции выявлены тесные математические зависимости, позволившие установить оптимальные параметры выноса для расчета доз удобрений на запланированные уровни урожая

6. Применение минеральных удобрений под нут при возделывании его на каштановой почве при низкой обеспеченности почвы азотом и подвижным фосфором и повышенной обменным калием энергетически эффективно и экономически выгодно. Энергоотдача в зависимости от доз и соотношений удобрений составляла 1,6…3,6. Наиболее высокий энергетический КПД выявлен в варианте с внесением одного фосфорного удобрения в дозе 30 кг/га действующего вещества и составил 17 единиц.

Окупаемость затрат азотно-фосфорных удобрений составила 2,1…5,3 рубля на 1 рубль. Наивысшую окупаемость показал вариант с предпосевной обработкой семян ризоторфином и молибденово-кислым аммонием – 11,7 рубля.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1..На каштановой почве минеральные удобрения под нут необходимо применять на основе результатов почвенной диагностики с использованием метода доведения содержания питательных веществ в почве до оптимального (МДОП ВИУА) для определенного уровня урожая.

Оптимальное содержание нитратного азота в почве перед посевом для обеспечения урожайности 2,0 т/га составляет 22 мг/кг в слое 0-30 см, фосфора – 27 мг/кг в слое 0-30 см.

Расчет доз удобрений производить по нормативам затрат удобрений на повышение содержания в почве на 1 мг/кг перед посевом: азотные – 8,5 кг д.в., 6,5-7,2 кг/га действующего вещества азотного удобрения при совместном внесении с фосфором, фосфорные – 6,8 кг/га действующего вещества, при совместном внесении фосфорных и азотных удобрений норматив установлен в пределах 5,6-6,2 кг/га.

2. Для расчета доз удобрений балансовым методом рекомендуем использовать установленные в опытах показатели выноса питательных веществ с единицей урожая.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

  1. Аукина И.Г. Влияние азотно-фосфорных удобрений и ризоторфина на продуктивность нута на каштановой почве Саратовского Заволжья./Белоголовцев В.П., Палагина Т.Я.// Состояние и перспективы развития агрономической науки. Материалы международной научно-практической конференции. – п. Персиановский. 2007.- С.14-18.
  2. Белоголовцев В.П. Влияние удобрений на урожай и качество зерна нута на каштановой почве Саратовского Заволжья./ Белоголовцев В.П., Аукина И.Г., Палагина Т.Я.// Современные проблемы отрасли растениеводства и их практические решения: материалы научно-практической конф.. - Мичуринск., 2007. - С.97-101.

3. Аукина И.Г. Продуктивность и качество зерна нута под влиянием удобрений на каштановой почве Саратовского Заволжья./Белоголовцев В.П., ПалагинаТ.Я.// Вавиловские чтения-2007.Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 120-й годовщине со дня рождения акад. Н.И.Вавилова. -Саратов, 2007.- С.218-224.

4. Аукина И.Г. Почвенная диагностика минерального питания нута на каштановой почве Саратовского Заволжья./Белоголовцев В.П.// Вестник Саратовского ГАУ им. Н.И.Вавилова. №2. - Саратов, 2008. - С.16-18.

Подписано к печати мая 2008 г.

Формат 60х841/16. Бумага ксероксная. Гарнитура «Times New Roman»

Печать на ризографе с оригинала. Усл. печ. л. 1,0

Тираж 100 экз. Заказ №

__________________________________________________________________

Отпечатано в ООО «Ризоп», г. Саратов, ул. Т. Шевченко, 1а.



 





<


 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.