эффективность применения минеральных удобрений под

На правах рукописи
ТЕРТЫШНАЯ Амуланг Георгиевна
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ
УДОБРЕНИЙ ПОД ОЗИМУЮ ТРИТИКАЛЕ В УСЛОВИЯХ
СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ РЕСПУБЛИКИ КАЛМЫКИЯ
Специальность 06.01.04 - агрохимия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Москва 2013
Работа выполнена в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт
агрохимии имени Д.Н. Прянишникова.
Научный руководитель:
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Державин Леонид Михайлович
Официальные оппоненты:
Шильников Игорь Александрович
доктор сельскохозяйственных наук
ГНУ Всероссийский научно-исследовательский
институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова,
лаборатория химической мелиорации,
заведующий лабораторией
Фрид Александр Соломонович
доктор сельскохозяйственных наук
ГНУ Почвенный институт имени В.В.
Докучаева, отдел биологии и биохимии почв,
главный научный сотрудник
Ведущее предприятие:
ГНУ Нижне-Волжский научноисследовательский институт сельского
хозяйства Россельхозакадемии
Защита диссертации состоится «30» мая 2013 года в 14.00 на заседании
диссертационного совета Д. 006.029.01 при ГНУ Всероссийский научноисследовательский
институт
агрохимии
им.
Д.Н.
Прянишникова
Россельхозакадемии: 127550, Москва, ул. Прянишникова, 31 а.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ Всероссийский
научно-исследовательский институт агрохимии им. Д.Н. Прянишникова.
Автореферат разослан « » апреля 2013 года.
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:
127550, г.Москва, ул. Д.Н. Прянишникова, д. 31 а, ученому секретарю
диссертационного совета. E-mail: dissovet_vniia@mail.ru
Ученый секретарь
диссертационного совета
Никитина Любовь Васильевна
2
Общая характеристика работы
Актуальность темы. В последние годы многие регионы России
подверглись острой засухе. По подсчетам Минсельхоза России, потери от нее, к
примеру, в 2009 году в общей сложности составили на сумму 13 млрд. руб.
Гибель сельскохозяйственных культур произошла на площади более 4 млн.га.
От засухи пострадали более 8 тыс. хозяйств. Данные официальной статистики
свидетельствуют, что наибольшая частота проявления засух характерна для
Северо-Кавказского региона, Среднего и Нижнего Поволжья, Южного и
Среднего Урала (30-42% случаев). Значительно выросла повторяемость
опасных гидрометеорологических явлений (ливней, градобитий, паводков,
наводнений и т.д.), причем нередко они проявляются комплексно.
В сложившейся ситуации проблема эффективного ведения земледелия в
экстремальных климатических условиях приобретает острую актуальность. Для
решения этой проблемы предлагается сохранение и повышение плодородия
почв, оптимизация структуры посевных площадей, обязательное наличие в
севооборотах чистых паров, строгое соблюдение зональных агротехнологий,
возделывание засухоустойчивых культур, адаптированных к экстремальным
условиям. Одной из таких культур является тритикале. Растущий интерес к
этой культуре в мире и в нашей стране вызван большими ее возможностями в
связи с нарастанием засушливости и других аномальностей климата.
Несмотря на свою филогенетическую молодость, тритикале уже начинает
теснить другие культуры в структуре посевных площадей. В России
наибольшие ее площади сосредоточены в Белгородской, Воронежской,
Волгоградской, Ростовской областях, а также в Краснодарском и
Ставропольском краях. В перспективе тритикале должна занимать не менее
10% в структуре зернового клина в южных местностях и до 15% – в более
северных регионах.
Развитие агропромышленного комплекса Республики Калмыкия
направлено на производство животноводческой продукции, которое может
быть реализовано только при создании необходимой кормовой базы.
Одним из основных способов повышения урожайности зерновых культур
и улучшения их качества в республике является экологически и экономически
обоснованное применение минеральных удобрений. Их значимость среди
других агроприемов с каждым годом повышается. Внесение минеральных
удобрений обеспечивает оптимальное питание культур. Рациональное
минеральное питание является важнейшим фактором управления ростом и
развитием растений с целью получения высокого урожая при хорошем качестве
продукции. Удобрения повышают также способность растений противостоять
засушливым условиям, что особенно важно для Республики Калмыкия. Таким
образом, устойчивое производство зерновых, в том числе тритикале, на
пахотных землях невозможно без использования минеральных удобрений.
Сорта тритикале на различных этапах развития по-разному относятся к
условиям произрастания, в том числе и к условиям минерального питания.
3
Поэтому при возделывании новых сортов наибольшую отдачу от
агротехнических приемов можно получить в том случае, если их возделывают с
учетом особенностей развития и требований к условиям минерального питания
и другим факторам внешней среды в разные фазы роста и развития растений. В
этой связи изучение влияния минеральных удобрений на продуктивность сорта
и качество зерна озимой тритикале является необходимым условием их
рационального использования. До сих пор не выявлены оптимальные дозы
удобрений под озимую тритикале сорта Хонгор в условиях Республики
Калмыкия. Наши исследования в определенной мере восполняют этот пробел.
Цель исследований – изучение влияния различного уровня
минерального питания на плодородие светло-каштановых почв Республики
Калмыкия, на урожайность, качество зерна и потребление питательных веществ
озимой тритикале.
Объект исследований: озимая тритикале сорта Хонгор.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
 провести оценку влияния минеральных удобрений на урожайность
зерна озимой тритикале (сорт Хонгор);
 установить влияние различных уровней питания на показатели
качества зерна озимой тритикале;
 выявить особенности потребления основных питательных веществ
на основных фазах развития растений при внесении различных доз и
сочетаний минеральных удобрений;
 изучить влияние минеральных удобрений на агрохимические
свойства;
 дать агроэкономическую оценку применения удобрений под озимую
тритикале.
Научная новизна. Впервые в условиях Республики Калмыкия на светлокаштановых почвах дана оценка влияния минеральных удобрений на
урожайность и качество зерна озимой тритикале нового районированного сорта
Хонгор. Выявлены изменения питательного режима почвы при внесении
минеральных удобрений и потребление элементов питания из почвы
растениями озимой тритикале.
Установлено, что более высокое содержание элементов питания в почве
на удобренных вариантах при оптимальной влагообеспеченности в сравнении с
контрольным вариантом способствует более интенсивному потреблению
питательных веществ растениями на различных стадиях развития озимой
тритикале, что повышает ее урожайность и качество зерна.
Максимальная прибавка урожая зерна – 7,0 ц/га установлена при
подкормке посевов азотными удобрениями (N30) и внесении фосфорных
удобрений (P60).
При этом зерно с удобренных вариантов было более качественное.
Содержание в зерне азота, фосфора, калия, протеина и крахмала при внесении
минеральных удобрений были выше, чем в зерне на контроле. Так, при
внесении удобрений содержание клейковины повысилось в среднем на 3-4%.
4
Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные
позволяют оптимизировать применение минеральных удобрений под озимую
тритикале сорта Хонгор в условиях Республики Калмыкия для обеспечения
более высокой урожайности при хорошем качестве зерна. Данные по выносу N,
P2O5, K2O и затратам питательных веществ на производство 1 т зерна будут
использоваться при разработке соответствующих нормативов, для
проектирования применения удобрений под озимую тритикале на светлокаштановых почвах Калмыкии, что позволит полнее реализовать ее потенциал в
производственных условиях.
Положения, выносимые на защиту:
 изменение содержания NPK в почве с применением минеральных
удобрений;
 потребление питательных веществ озимой тритикале при внесении
различных доз и сочетаний удобрений;
 действие различных доз минеральных удобрений на формирование
урожая озимой тритикале сорта Хонгор;
 влияние различных уровней питания на показатели качества зерна
тритикале;
 агроэкономическая оценка применения удобрений на посевах озимой
тритикале.
Личный вклад автора. Соискатель принимал непосредственное участие
в разработке программы опытов, самостоятельно проводил наблюдения в
полевых и лабораторных условиях, исследовал и обобщал экспериментальные
данные.
Апробация
работы
и
публикации.
Основные
материалы
диссертационной работы ежегодно докладывались на заседании Ученого совета
ГНУ ВНИИА им Д.Н. Прянишникова в 2009-2011гг. Результаты исследований
были изложены на 44-й Международной научной конференции молодых
ученых и специалистов «Комплексное применение средств химизации в
адаптивно-ландшафтном
земледелии»
(Москва,
ВНИИА
им.
Д.Н.Прянишникова, 22-23 апреля 2010г.); Межрегиональной молодежной
научной конференции «Инновационный малый бизнес как основа
модернизации региональной экономики» (Элиста, КГУ, 11-12 марта 2011г.); 45й Международной научной конференции молодых ученых и специалистов
«Применение средств химизации для повышения урожайности и качества
сельскохозяйственных культур» (Москва, ВНИИА им. Д.Н.Прянишникова, 21
апреля 2011г.). Основные положения диссертации опубликованы в 8-и статьях,
3 из которых в журналах, входящих в список ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из
введения, 6 глав, выводов, предложений производству, списка литературы.
Диссертация изложена на 139 страницах компьютерного текста, содержит 28
таблиц и 11 рисунков. Список цитируемой литературы состоит из 178
отечественных и зарубежных источников.
5
Условия, объекты и методы проведения исследований
Исследования проводились в 2009-2011гг. в СПоК «Агро-Нива»
Целинного района Республики Калмыкия, на опытным участке Калмыцкого
НИИ сельского хозяйства.
С целью изучения влияния различных доз минеральных удобрения на
урожайность озимой тритикале был заложен полевой опыт. Схема опыта:
1)Контроль; 2)P30; 3)P60; 4)P90; 5)N30; 6)N30P30; 7)N30P60; 8)N30P90. Фосфорное
удобрение в виде двойного суперфосфата вносили осенью под основную
обработку почвы. Аммиачную селитру вносили весной в подкормку озимой
тритикале в фазу кущения. Посев: 1 октября 2009 года. Норма высева – 3 млн.
всхожих семян/га. Делянки расположены однорядно, площадь 4х25 – 100м2.
Учетная площадь 2х20 – 40м2, повторность – четырехкратная. Агротехника,
применяемая в опыте, общепринятая для озимых культур в условиях
центральной зоны Калмыкии. Уборку проводили в фазу полной спелости
сплошным методом зерновым комбайном «Sampo».
Почвы
опытного
участка
светло-каштановые,
солонцеватые,
среднемощные, среднесуглинистые в комплексе со средними и мелкими
солонцами (до 10-25%). Степень эродированности почвы слабая.
Агрохимическая характеристика пахотного слоя (0-20 см) перед
закладкой опыта: реакция почвенного раствора слабощелочная pH 8,0-8,4,
содержание по Мачигину подвижного фосфора 13-14 мг/кг (низкое),
содержание обменного калия по Мачигину 320-370 мг/кг (повышенное),
нитратного азота 13,4-14,6 мг/кг (среднее), подвижной серы 6,1-8,2 мг/кг
(среднее). Содержание обменного кальция составило 11,2-13,6 мг/кг и
оценивается как повышенное, обменного же магния как высокое – 3,4-3,6 мг/кг.
Почва опытного участка обеднена органическим веществом (1,04%).
Гранулометрический состав почвы пахотного горизонта среднесуглинистый
Содержание микроэлементов Cu, Zn, Co, Mn, Mo – низкое и только B высокое.
Содержание тяжелых металлов и мышьяка не превышает предельнодопустимые концентрации.
Агрометеорологические условия в годы проведения исследований в
основном были типичными для Центральной зоны Республики Калмыкия.
Величина гидротермического коэффициента ГТК Селянинова – 0,7, осадки 300350мм, сумма активных температур 3400-3600°С, длина безморозного периода
170-175 дней, средняя температура лета +25°С, средняя температура зимы – 67°С. Исходя из данных метеоусловий, все года в период исследований были
сухими для Республики Калмыкия. Так, среднегодовые температуры составили
9,7 и 10,9оС, что выше среднего на 1,1 и 2,1оС. Годовое количество
атмосферных осадков в 2008-2009 сельскохозяйственном году составило 313,7
мм, в 2009-2010 году – 340,2 мм, а в 2010-2011 году – 362,2 мм при норме 315
мм.
6
Наблюдения в полевом опыте и лабораторные анализы почвы и растений
проводили в соответствии с общепринятыми методиками (Методика полевого
опыта, Б.А. Доспехова, 1968; Методические указания по проведению
комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного
назначения, 2003). Анализ образцов проводили в аккредитованной лаборатории
аналитических исследований (аттестат аккредитации POCC.RU.0001.510583) в
ФГУ «Станция агрохимической службы «Калмыцкая». В почве определяли:
содержание нитратного азота – ГОСТ 26951-86, аммонийного азота – ГОСТ
26489-85, содержание подвижного фосфора и обменного калия –– ГОСТ 2620591, подвижной серы – ГОСТ 26490-85, обменных кальция и магния – ГОСТ
26487-85, натрия – ГОСТ 26950-86, содержание органического вещества –
ГОСТ 26213-91.
В растениях определяли содержания: азота фотометрическим методом
ГОСТ 13496.19-93, фосфора фотометрическим методом ГОСТ 26657-97 и калия
пламенно-фотометрическим методом ГОСТ 30504-97. Отбор растительных
проб проводили по методике Госсортосети (1985). Подвижные формы тяжелых
металлов в почве определяли по Методическим указаниям по определению
тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий и продукции
растениеводства (1992).
Качество зерна определяли по следующим показателям: содержания
азота, фосфора, калия, переваримый протеин ГОСТ 13496.4-93, натура зерна
ГОСТ 10840-94, стекловидность ГОСТ 10987-96, содержание и качество
клейковины ГОСТ 13586.1-97, крахмал ГОСТ 26176-91.
Уборку и учет урожая проводили в соответствии ГОСТа 10106-87. Для
оценки показателей урожайности проводили дисперсионный анализ по
методике Б.А. Доспехова (1985).
Результаты исследований
Фенологические наблюдения, запасы продуктивной влаги и
коэффициент водопотребления
В течение вегетационного периода проводили фенологические
наблюдения за ростом и развитием озимой тритикале с фиксацией наступления
основных фаз развития в осенний период до прекращения вегетации и в
весенне-летний период с начала возобновления вегетации до полной спелости.
Посев во все года был произведен по черному пару 1-го октября, с
нормой высева 3 млн. всхожих семян сорта Хонгор. Продолжительность
периода полные всходы – кущение в среднем составила от 10 до 12 дней.
Продолжительность периодов выход в трубку – колошение составила 25-26
дней. Через 30-32 дня наступила фаза молочной спелости. Восковая спелость
наступила через 12 дней. Полное же созревание зерна наступило через 16 дней.
Вегетационный период озимой тритикале сорта Хонгор во время проведения
опыта составил 274-278 дней.
7
Глубина, см
Применение минеральных удобрений приводило к незначительному
уменьшению вегетационного периода – на 1-3 дня. Причем, применение
фосфорных удобрений уменьшало вегетационный период на 1-2 дня, а
применение азотно-фосфорного удобрения – на 2-3 дня. Следует отметить, что
на вариантах с применением удобрений растения тритикале заметно
отличались от контроля более мощным развитием, крупностью листьев и
интенсивностью их окраски.
Выпавшие в осенний период осадки положительно сказались на
получении всходов и дальнейшем развитии растений, запасы доступной влаги
под посевами озимой тритикале в фазе полных всходов в пахотном слое
составили 18,4 мм – в 2008 году, 21,3 мм в 2009 году и 24,2 мм – в 2010 году,
что обеспечило хорошее укоренение озимой тритикале. Результаты
наблюдений за влагообеспеченностью в ранневесенний период показали, что
продуктивный запас влаги составил 115,2, 152,6 и 159,1 мм соответственно по
годам (табл.1).
Таблица 1
Запасы продуктивной влаги в годы проведения опыта
0-20
Запасы продуктивной влаги в разные фазы вегетации растений, мм
Возобновле
Выход
До
Кущение
КолошеПолная
Всходы
в
посева
ние
вегетации
ние
спелость
трубку
кущение
0-50
0-100
18,4
56,7
102,4
21,1
56,1
109,8
0-20
0-50
0-100
23,2
58,4
109,0
21,3
55,2
105,0
0-20
0-50
0-100
16,8
49,3
104,6
24,2
56,7
112,4
0-20
0-50
0-100
19,5
54,8
105,3
22,2
56,0
109,1
2008-2009 год
23,3
25,3
19,4
58,6
65,0
52,1
111,7
115,2
91,1
2009-2010 год
24,3
38,2
22,7
59,8
76,7
58,3
115,0
152,6
107,4
2010-2011 год
33,0
36,1
25,3
69,3
84,0
64,8
128,5
159,1
121,7
В среднем за 2 года
26,9
33,2
22,5
62,6
75,2
58,4
118,4
142,3
106,7
4,2
21,7
66,3
4,6
16,0
35,0
5,6
28,4
55,5
3,7
19,5
38,5
12,9
30,6
82,7
10,3
16,2
22,0
7,6
26,9
68,2
6,2
17,2
31,8
В фазу выхода в трубку видно, что 2011 год превосходит по
влагообеспеченности 2010 и 2009 год – количество продуктивной влаги в 2009
году составили 91,1 мм, 2010 – 107,4 мм, а в 2011 – 121,7 мм. К колошению
растений запас продуктивной влаги составил – 66,3, 55,5 и 82,7 мм
соответственно. К фазе полной спелости запасы продуктивной влаги
уменьшились примерно в 2-4 раза и составили 35,0, 38,5 и 22,0 мм. Это
8
объясняется потреблением воды растениями и нарастающим испарением влаги
из почвы.
В целом по влагообеспеченности растений 2011 год имел более
оптимальные условия по сравнению с 2010 и 2009 годами. Это объясняется
большим количеством осадков, выпавших в последнем году.
Динамика запасов продуктивной влаги в среднем за 2 года показала, что
до посева количество ее в почве составляло 105,3 мм, постепенно увеличиваясь
к 142,3 мм весной в фазу кущения. К концу вегетационного периода растений
озимой тритикале количество продуктивной влаги составило 31,8 мм – это 30%
содержание ее в почве до возделывания культуры. К полной спелости
происходит испарение воды из почвы вследствие нарастания температуры, а
также интенсивное потребление влаги растениями тритикале.
Потребность растений в воде характеризуется транспирационным
коэффициентом – количеством единиц воды, расходуемых растением на
образование одной единицы его сухой массы за определенное время. То есть,
количеством граммов воды, израсходованное на накопление 1 грамма сухого
вещества.
В полевых опытах и агрономической практике для оценки эффективности
использования
воды
определяют
коэффициент
водопотребления
(эвапотранспирационный коэффициент), который рассчитывают как отношение
эвапотранспирации к созданной биомассе или хозяйственно полезному
урожаю. Это отношение общего расходования воды гектаром посева к
урожайности, полученной с этой площади.
Многочисленные исследования показывают, что применение удобрений
снижает коэффициент водопотребления. В наших исследованиях при внесении
минеральных удобрений под озимую тритикале коэффициент водопотребления
снижается на 22% с 703 до 576 м3/т в 2009 году, на 16% – с 659 до 552 м3/т в
2010 году; и на 15% в 2011 году – с 736 до 626 м3/т.
Эти данные убедительно свидетельствуют о большом значении
удобрений как фактора, обеспечивающего более экономное расходование воды
растениями. Суммарное водопотребление обычно возрастает с повышением
плодородия почвы, с оптимизацией минерального питания, повышением
густоты стояния растений и урожайности. Однако, в этих условиях наряду с
увеличением расхода воды с 1 га наблюдается снижение коэффициента
водопотребления, расхода воды на единицу продукции.
Питательный режим почвы в зависимости от применения удобрений
Динамика азота в различных по генезису почвах изучалась многими
исследователями. Установлено, что основными факторами, определяющими
величину содержания и характер динамики минерального азота в почвах
являются исходный уровень их плодородия, вид возделываемой культуры и
дозы азотных удобрений.
9
Динамика содержания минерального азота в пахотном и подпахотном
горизонтах в среднем за годы исследований показала, что наибольшая
концентрация азота приходилась на период предшествующий севу и во время
трубкования растений. Важно отметить, что пахотный горизонт по содержанию
азота более богат, чем подпахотный. Это наблюдалось во всех вариантах опыта,
превышение составляет 30-70%. В сезонной динамике содержания азота
отмечается максимум, приходящийся на период от посева и кущения до
весеннего отрастания. В период максимального потребления азота растениями
– колошение, цветение содержание минерального азота почвы снижается, а в
полную спелость достигает минимальных значений.
Проведение азотной подкормки весной благоприятно сказалось на
азотном режиме почвы, повышая концентрацию минерального азота в период
трубкования на 14,7-16,5 мг/кг в пахотном и на 5,2-5,9 мг/кг в подпахотном
горизонтах. На вариантах, где вносились только фосфорные удобрения
содержание минерального азота соответствовало варианту без удобрений.
Максимальное содержание минерального азота было отмечено на
варианте, где осенью были внесены фосфорные удобрения в дозе P30, а весной
провели подкормку азотными удобрениями N30 (табл.2).
Изучение сезонной динамики содержания подвижного фосфора в почве в
период вегетации сельскохозяйственных культур в зависимости от доз
фосфорных удобрений позволяет судить об обеспеченности растений
фосфором в различные фазы их развития и устанавливать, какое содержание
его является определяющим в формировании достигнутой максимальной
урожайности.
Таблица 2
Влияние минеральных удобрений на содержание минерального азота в почве
(среднее за годы исследований)
Варианты
№
удобрений
1
2
3
4
5
6
7
8
Контроль
Р30
Р60
Р90
N30
N30Р30
N30Р60
N30Р90
До посева
Кущение
Возобновление
вегетации
Выход в
трубку
Колошение
Полная
спелость
0-20
20-40
0-20
20-40
0-20
20-40
0-20
20-40
0-20
20-40
0-20
20-40
18,8
18,6
18,6
18,6
18,0
18,4
18,3
18,3
14,2
16,8
16,1
16,4
16,4
16,6
16,7
15,6
16,9
16,6
16,4
16,4
17,1
16,4
16,3
16,2
13,0
12,3
12,0
11,8
13,3
11,9
11,7
11,8
13,1
12,7
13,1
13,1
13,9
13,4
12,7
12,8
9,9
8,4
8,6
9,0
10,1
9,0
8,6
8,3
11,2
9,2
8,0
8,2
25,9
26,9
26,0
26,5
5,6
3,9
4,2
4,7
11,5
11,1
10,8
10,8
7,0
6,1
6,2
5,8
20,1
20,2
18,7
19,5
3,4
2,8
3,0
5,8
7,7
6,4
6,6
6,1
4,9
4,5
4,5
4,5
14,3
14,1
13,1
12,9
2,7
2,4
2,2
2,0
4,1
4,1
3,8
3,6
Большое значение фосфорных удобрений в повышении урожайности
установлено при возделывании сельскохозяйственных культур в районах с
низким содержанием осадков. При недостатке влаги фосфор снижает скорость
испарения и водопотребления.
Результаты почвенных диагностик показали, что максимальное
содержание подвижного фосфора за вегетационный период наблюдалось
осенью после внесения фосфорных удобрений при оптимальных запасах
10
продуктивной влаги. На контроле в пахотном горизонте содержание P2O5
составило 13 мг/кг, на вариантах с внесением фосфорных удобрений – от 18 до
28 мг/кг почвы. В подпахотном горизонте на контроле 9 мг/кг, а на остальных
вариантах опыта – от 14 до 21 мг/кг почвы (табл.3).
В летний период вегетации озимой тритикале при созревании зерна, при
небольших запасах продуктивной влаги в почве отмечалось также снижение в
ней содержания P2O5. Так, на контроле содержание фосфора составило 9 мг/кг,
на вариантах с внесением Р30 – 11-12 мг/кг почвы, Р60 – 14 мг/кг почвы, Р90 – 1617 мг/кг почвы (табл.3).
Таблица 3
Влияние минеральных удобрений на содержание подвижного фосфора
№
1
2
3
4
5
6
7
8
Варианты
Контроль
Р30
Р60
Р90
N30
N30Р30
N30Р60
N30Р90
До посева
Кущение
Возобновление
вегетации
0-20
20-40
0-20
20-40
0-20
20-40
0-20
20-40
0-20
20-40
0-20
20-40
13
13
13
12
13
12
14
14
9
9
8
9
9
9
8
8
14
18
20
28
13
20
24
27
9
14
16
21
8
13
17
22
15
16
19
26
14
18
21
24
10
12
15
19
10
13
16
20
12
15
18
24
14
16
18
21
9
11
14
17
11
12
15
18
10
13
16
21
10
14
16
18
8
10
13
14
9
11
14
16
9
11
14
17
9
12
14
16
7
9
11
12
7
10
13
13
Выход в
трубку
Колошение
Полная
спелость
Уменьшение содержания подвижного фосфора к концу вегетации
объясняется зависимостью содержания подвижных фосфатов от влажности
почвы, переходом их в труднодоступные формы, а также активным
потреблением растениями. Так, к примеру, в фазу полной спелости содержание
фосфора в горизонте 0-20 см на вариантах с внесением Р30 было чуть меньше
уровня до посева, на вариантах Р60 – соответствовало ему, Р90 – превышало его
на 2-3 мг/кг (табл.3).
В нашем исследовании обеспеченность почв подвижным калием на
опытном участке была повышенная. Изучение динамики К2О в почве показало,
что содержание его постепенно убывает с момента посева до полной спелости
озимой тритикале, однако, обеспеченность почвы остается повышенной. Это
объясняется тем, что светло-каштановые почвы обладают достаточно высоким
содержанием валового калия. Поэтому содержание обменного калия все время
поддерживается на характерном для данной почвы уровне, который
сохраняется за счет перехода определенного количества калия из необменной
формы в обменную, компенсируя потребляемый растениями калий в период
вегетации.
В 2009 году среднее содержание обменного калия в пахотном горизонте
составляло 335 мг/кг, в 2010 – 320 мг/кг, а в 2011 году – 370 мг/кг (табл.4).
Это связано с увеличением количества осадков и переходом калия
благодаря им из необменной формы в доступную. Как и в случае с другими
питательными элементами, запасы обменного калия в почве снижались в
период от кущения до полной спелости зерна тритикале. Так, в среднем по всем
11
точкам наблюдений количество обменного калия в слое 0-20 см ко времени
уборки снизилось примерно на 10%, а в слое 20-40 см – на 16% от осенних
запасов. Это объясняется тем, что хорошо развитая корневая система озимой
тритикале активно потребляет калий из подпахотного горизонта, а также
перемещением калия в верхний горизонт за счет биологического переноса.
Таблица 4
Влияние доз минеральных удобрений на содержание обменного калия в почве
№ Варианты
1
2
3
4
5
6
7
8
Контроль
Р30
Р60
Р90
N30
N30Р30
N30Р60
N30Р90
До посева
Содержание обменного калия по фазам, мг/кг почвы
ВозобновВыход в
Кущение
ление
Колошение
трубку
вегетации
Полная
спелость
0-20
20-40
0-20
20-40
0-20
20-40
0-20
20-40
0-20
20-40
0-20
20-40
347
364
374
366
355
375
393
384
310
310
314
311
315
307
329
319
342
328
333
333
321
333
350
347
315
315
305
305
315
303
333
315
330
320
319
328
315
325
342
336
298
305
290
294
296
295
318
302
319
309
307
315
307
316
332
325
285
294
278
287
284
281
302
294
315
301
302
307
296
309
320
316
273
278
272
281
268
270
291
285
307
287
287
291
289
294
305
305
259
262
259
263
257
259
284
278
Обеспеченность растений питательными веществами
и их вынос растениями
Изучение потребления растениями озимой тритикале основных
элементов питания – азота, фосфора, калия, запасы, которых обычно
пополняются за счет внесения удобрений, представляет исключительный
интерес при разработке рациональной системы применения удобрений.
В наших исследованиях содержание азота в растениях озимой тритикале
было наибольшим в фазу кущения. Это означает, что азот особенно необходим
растениям в самые ранние фазы развития. Затем, в течение вегетации,
процентное содержание азота в растениях уменьшалось.
Проведенный анализ растений показал, что в среднем за годы
исследований ранневесенняя подкормка посевов азотом N30 способствовала
увеличению содержания его в растениях. Так, проведенная в фазе трубкования
растительная диагностика выявила, что на подкормленных вариантах
содержание азота в растениях составляло 3,34-3,45%, а на вариантах без
подкормки ниже оптимальной 3,0-3,27%. Так как для тритикале нет нормативов
содержания элементов питания в растениях, мы руководствовались
нормативами для пшеницы и ржи. По В.В. Церлинг в фазу выхода в трубку
оптимальными значениями для озимой пшеницы являются 3,2-4,0%, а для
озимой ржи – 3,2-3,8%. Таким образом, можно сделать вывод, что
обеспеченность растений тритикале азотом в эту фазу была оптимальной.
Диагностика листового аппарата в фазе колошение также
показала
оптимальную обеспеченность азотом –2,90-3,14% (рис.1).
12
В среднем за годы исследований на вариантах с внесением удобрений
обеспеченность растений фосфором в фазу выхода в трубку была выше
оптимальной и составила 0,79-0,87%. Наименьшее содержание фосфора в
растениях в фазе кущения при осенней вегетации, выхода в трубку и
колошения наблюдалось на вариантах, где фосфорные удобрений не вносились.
Максимальная обеспеченность этим элементом в вышеперечисленные фазы
отмечалась на вариантах с применением фосфорного удобрения в дозе Р60, Р90
(рис.2).
Содержание калия в растениях тритикале по годам существенно не
различалось. Это объясняется высоким содержанием его в почве,
обусловленным генетическими особенностями (рис.3).
В существующих нормативах потребления питательных веществ
культура тритикале отсутствует. В литературе имеются отдельные
противоречивые данные. Так, на формирование 1 т зерна и соответствующее
13
количество соломы растение тритикале в среднем использует 22-50 кг азота,
12-16 кг фосфора и 23-40 кг калия. Ягодин Б.А. (1989) указывает примерный
вынос N, P2O5 и K2O на единицу урожая основной продукции с учетом
побочной для озимой пшеницы 35, 12 и 26 кг, озимой ржи – 30, 12 и 28 кг.
Применение азотной подкормки в дозе 30 кг/га повышало вынос азота
растениями тритикале на 10,7-13,0 кг/т зерна. Применение фосфорных
удобрений увеличивало отчуждение P2O5 с 1 т продукции на 1,5-2,5 кг (табл.5).
Таблица 5
Вынос элементов питания с урожаем озимой
тритикале в среднем за годы исследований
№
1
2
3
4
5
6
7
8
Вариант
Контроль
Р30
Р60
Р90
N30
N30Р30
N30Р60
N30Р90
Затраты на 1 т зерна, кг
Азот
30,3
31,6
31,7
30,8
41,0
42,3
43,3
42,7
Фосфор
9,8
11,3
12,3
12,3
9,8
12,2
12,2
11,8
Калий
32,3
32,8
34,5
33,9
33,3
33,9
33,9
33,5
Вынос с 1 га посева, кг
Азот
115,1
127,6
134,7
128,9
171,1
183,6
194,4
184,5
Фосфор
37,2
45,6
52,4
51,5
40,9
53,1
55,0
51,0
Калий
122,8
132,4
146,4
141,7
138,9
147,2
152,3
144,8
В результате наших исследований было выявлено, что в среднем за 2 года
с 1 гектара посевов озимой тритикале было вынесено 115-194 кг азота, 37-55 кг
фосфора, 123-152 кг калия Соотношение N:P2O5:K2O на формирование 1т
основной продукции с учетом соответствующей побочной составило: 2,5-3,5 :
1 : 2,8-3,4 (табл.5).
Урожайность и качество зерна озимой тритикале
Урожайность – это важнейший показатель, характеризующий
эффективность тех или иных приемов возделывания сельскохозяйственных
культур. По обобщенным данным Л.М. Державина (1992) в сухостепной зоне
на каштановой почве долевое участие удобрений в формировании урожая
озимой пшеницы составляет 15,1%. При этом на долю азота в прибавке урожая
приходится 27,8%, на долю фосфора – 72,2%. На величину урожайности в
опыте большое влияние оказали погодные условия и уровень минерального
питания.
По урожайным данным в годы исследований хорошо просматривается
влияние агрометеорологических условий. На контроле выход зерна в 2009 году
составил 31,8 ц/га, в 2010 – 35,5 ц/га, а в 2011 году – 40,4 ц/га. Это объясняется
лучшими погодными условиями, в частности превышением количества осадков
в последнем году, а, следовательно, и эффективности минеральных удобрений.
В среднем за годы исследований внесение фосфорных удобрений в дозах
Р30, Р60 и Р90 способствовало увеличению урожайности на 4,4-5,9 ц/га при
урожайности на контроле 35,9 ц/га. Прибавку в 5,8 ц/га зерна обеспечило
14
проведение ранней весной подкормки азотными удобрениями в дозе N30
(табл.6).
Таблица 6
Урожайность и прибавка урожая по годам исследований
№
1
2
3
4
5
6
7
8
Вариант
Контроль
P30
P60
P90
N30
N30P30
N30P60
N30P90
НСР095
Урожайность по годам,
ц/га
2009
31,8
36,6
38,8
3,2
2010
35,5
37,5
39,5
38,9
39,3
40,7
42,4
39,6
2,8
2011
40,4
43,2
45,5
44,8
44,2
46,2
47,5
46,9
3,0
2009-2011гг.
2010-2011гг.
Средняя
Средняя
Прибавка,
Прибавка,
урож-ть,
урож-ть,
ц/га
ц/га
ц/га
ц/га
35,9
38,0
40,3
4,4
40,3
2,4
40,5
4,6
42,5
4,5
41,9
5,9
41,9
3,9
41,8
5,8
41,8
3,8
43,5
7,5
43,5
5,5
42,9
7,0
45,0
7,0
43,3
7,3
43,3
5,3
Прибавка зерна от внесения N30Р30, N30P60 и N30P90 по сравнению с
контрольным вариантом составила 7,0-7,5 ц/га или 19-21% (табл.6).
В нашем исследовании максимальная урожайность во все годы
отмечалась при внесении удобрения – N30P30 и в среднем составила 121%
контроля (рис. 4)
Наукой и практикой установлено, что для мукомольного производства и
получения высококачественного хлеба очень важно иметь следующие
показатели технологических свойств зерна: натура 750-770 г/л, масса 1000
зерен 30-40г, содержание белка 14-16%, стекловидность – не менее 60%,
количество клейковины – 28% и более, качество клейковины – 45-75 ед. ИДК.
Применение удобрений в наших исследованиях улучшило показатели
качества зерна озимой тритикале. Минимальное содержание в зерне азота,
фосфора и калия во все годы отмечалось на контрольном варианте без внесения
удобрений. Внесение минеральных удобрений повышало содержание
макроэлементов в зерне (табл. 7).
Рис.4. Влияние минеральных удобрений на урожайность зерна озимой
тритикале
45,0
43,0
41,0
39,0
37,0
35,0
Контроль
P30
P60
P90
N30
15
N30P30
N30P60
N30P90
Таблица 7
Химический состав и качество урожая озимой тритикале
N
P
K
1
3
7
Контроль
P60
N30P60
1,74
1,75
2,03
0,41
0,47
0,47
0,58
0,63
0,62
1
2
3
4
5
6
7
8
Контроль
P30
P60
P90
N30
N30P30
N30P60
N30P90
1,73
1,75
1,77
1,73
2,12
2,17
2,20
2,19
0,37
0,36
0,38
0,40
0,38
0,36
0,34
0,34
0,56
0,52
0,56
0,56
0,55
0,55
0,55
0,52
1
2
3
4
5
6
7
8
Контроль
P30
P60
P90
N30
N30P30
N30P60
N30P90
1,74
1,76
1,75
1,69
2,42
2,51
2,59
2,53
0,41
0,53
0,59
0,57
0,4
0,6
0,62
0,58
0,58
0,63
0,65
0,63
0,62
0,64
0,64
0,65
2009 год
9,9
6,24
10,0 5,99
11,2 5,81
2010 год
9,7
6,01
10,1 6,14
10,4 6,23
10,0 6,34
13,4 6,45
13,8 6,51
13,6 6,44
12,8 6,50
2011 год
10,3 6,36
10,3 6,54
10,4 6,77
10,2 6,77
11,4 6,68
12,4 6,80
11,4 6,60
11,9 6,77
Стекловидность,
%
Натура,
г/л
Содержание
клейковины,
%
51,6
52,4
54,8
30
35
40
633
645
673
24
25
27
45,5
48,2
47,7
47,7
47,7
46,0
48,2
45,5
44
53
58
56
51
62
60
58
634
636
638
637
645
640
646
650
22
23
24
22
24
26
26
24
52,3
54,8
55,3
52,7
53,6
55,8
56,7
55,6
47
56
61
59
54
65
63
61
648
671
683
680
670
680
701
690
24
26
27
25
27
28
28
27
Крахмал
Вариант
Сахар
№
Протеин
Содержание в абсолютно-сухом
веществе, %
Пищевые и кормовые достоинства зерна оцениваются по количеству и
качеству белка. Они определяются главным образом генетическими и
сортовыми особенностями культур. Но для их максимального проявления очень
важно создание благоприятных условий формирования урожая и, прежде всего,
условий питания на основе применения систем удобрений, учитывающих
изменения обеспеченности почвы и потребности растений в элементах питания
на протяжении всего периода вегетации.
В литературных источниках тритикале характеризуется как культура,
зерно которой способно накапливать значительное количества белка. В нашем
опыте содержание его варьировало от 9,7 до 13,8%.
На содержание сахара и крахмала оказали влияние метеоусловия годов.
Так, эти показатели в зерне урожая 2011 года были выше. Применение
удобрений способствовало увеличению содержания сахара в среднем на 0,4%,
содержание крахмала – на 1,8%. Стекловидность является важнейшим
показателем качества зерна. Повышение уровня минерального питания
увеличивало стекловидность зерна озимой тритикале. Фосфорные удобрения
повышали стекловидность зерна на 9-14%, подкормка азотом – на 7%.
16
Внесение азотно-фосфорных удобрений приводило к повышению
стекловидности зерна на 14-18%. В среднем за два года на фоне минеральных
удобрений полностью стекловидных тел сформировалось на 12,9% больше, чем
на контрольном варианте. Натура зерна определяет мукомольные достоинства
зерна и имеет прямое отношение к выходу муки. В наших исследованиях
натура зерна, как и другие показатели качества, зависела от уровня
минерального питания и погодных условий. Величина этого показателя
изменялась от 634 до 701 г/л. Применение удобрений в 2009 году повысило
натуру зерна в среднем на 40 г/л, в 2010 – на 18 г/л, а в 2011 году – на 34 г/л
(табл.7).
Положительное действие минеральных удобрений сказалось на
накоплении в зерне клейковины. Применение фосфорных удобрений в дозах
30-90 кг/га увеличило содержание клейковины на 1-3%. Азотная подкормка
повышала количество клейковины на 3%, а внесение азотно-фосфорных
удобрений – на 3-5% (табл.7).
Эффективность применения минеральных удобрений
В условиях возрастающих цен на энергоносители и диспаритета цен на
продукцию сельского хозяйства и промышленности при разработке проектов на
применение удобрений, особенно
ресурсосберегающих агротехнологиях
определяют ожидаемую энергетическую эффективность (Кэн) в планируемом
году. Этот метод основан на определении и сопоставлении данных количества
энергии, накопленных в урожае сельскохозяйственных культур и энергии
совокупных затрат на производство продукции растениеводства из расчета на 1
га посевов. Такой подход дает возможность достоверно учесть и выразить
прямые затраты на технологические операции, энергию воплощенную в
средствах производства и произведенной продукции. Все это позволяет оценить
эффективность возделывания какой-либо культуры, сравнить применение
различных ресурсов и технологий с точки зрения расходов энергии и
определить путь экономии затрат. Рост урожайности сельскохозяйственных
культур и дальнейшая интенсификация сельскохозяйственного производства
будут неизбежно сопровождаться увеличением затрат невозобновляемой
энергии, куда относится и применение различных видов удобрений. Поэтому
важно создание технологий возделывания сельскохозяйственных культур с
минимальными энергетическими затратами.
В наших исследованиях с ростом урожайности повышалось и количество
энергии, накопленной в прибавке урожая от применения удобрений. С ростом
количества вносимых удобрений возрастали также и затраты на их применение.
Из данных, приведенных в таблице 8, следует, что наименьший Кэн, равны 0,6,
был получен при использовании фосфорного удобрения в дозе Р90 и подкормки
азотного удобрения N30. Энергетическая эффективность минеральных
удобрений в вариантах P30, P60 и P90 оценивалась энергетическими
17
коэффициентами соответственно 2,9, 2,7 и 1,6. Энергетический коэффициент в
других вариантах опыта находился в пределах 0,6-1,0.
Наши исследования показали, что с увеличением урожайности озимой
тритикале возрастает также энергозатраты на их применение. Получение
каждого дополнительного центнера урожая требует всевозрастающих затрат
невозобновляемой энергии (табл.8).
Таблица 8
Энергетическая эффективность применения
минеральных удобрений в среднем за годы исследований
№
Варианты
Прибавка
урожая,
ц/га
Энергия
наколенная в
прибавке
урожая Евых,
МДж
1
2
3
4
5
6
7
8
Контроль
P30
P60
P90
N30
N30P30
N30P60
N30P90
МДж
Энергетический
коэффициент КПД
применения
удобрений Кэн
Энергозатраты
на применение
удобрений Евх,
-
-
-
-
2,4
4,5
3,9
3,8
5,5
7,0
5,3
1096
2055
1781
1735
2512
3197
2420
378
756
1134
2604
2982
3360
3738
2,9
2,7
1,6
0,7
0,8
1,0
0,6
Целесообразность энергетического подхода при оценке эффективности
применения удобрений приобретает особую актуальность в настоящее время,
при переходе на энергосберегающие агротехнологии. Биоэнергетическая
оценка позволяет количественно оценить энергетическую стоимость
полученной сельскохозяйственной продукции и является условным
показателем энергетической рентабельности производства.
Применение минеральных удобрений в сельском хозяйстве должно быть
в первую очередь экономически выгодным. В настоящее время наряду с
экономической широко распространено определение агрономической
эффективности применения удобрений. При этом анализируется окупаемость 1
кг действующего вещества удобрений дополнительной продукцией.
Необходимо отметить, что во все годы применение минеральных
удобрений было эффективно, в среднем окупалось 4-13 кг-ми зерна (табл.9).
Внесение при посеве фосфорных удобрений в дозе 30 кг/га окупалось в
среднем за годы исследований 8,0 кг-ми зерна. Повышение дозы фосфорных
удобрений до 60 кг/га приводило к окупаемости туков до 7,6 кг.
Средняя окупаемость аммиачной селитры, внесенной в подкормку
весной, составила 12,7 кг зерна на 1 кг д.в. азотного удобрения. Внесение N30Р30
привело к окупаемости одного кг удобрений 9,2 кг-ми зерна. Повышение дозы
фосфорных удобрений привело к повышению окупаемости – до 7,8 кг зерна.
Внесение фосфорных удобрений по 90 кг/га приводило к окупаемости
удобрений 4,3-4,4 кг зерна на кг д.в. удобрений (табл.9).
18
Таблица 9
Окупаемость применения минеральных
удобрений в среднем за годы исследований
№
1
2
3
4
5
6
7
8
Варианты
Контроль
P30
P60
P90
N30
N30P30
N30P60
N30P90
Урожайность,
Прибавка
ц/га
урожая, ц/га
38,0
40,4
42,5
41,9
41,8
43,5
45,0
43,3
2,4
4,6
3,9
3,8
5,5
7,0
5,3
Окупаемость 1 кг
д.в. зерном, кг
8,0
7,6
4,3
12,7
9,2
7,8
4,4
Наименее эффективно озимая тритикале использовала удобрения в
варианте Р90, хотя прибавка и составила 3,9 ц/га, 1 кг д.в. удобрений окупился
всего 4,3 кг-ми зерна. Максимальной окупаемость была на вариантах N30, N30P30
и N30P60. Азотная подкормка N30 окупилась 13 кг-ми зерна. Внесение N30Р30-60 по
результатам опыта оказались также эффективными с агрономической точки
зрения, 1 кг туков окупился в среднем 8-9 кг-ми зерна (табл.9).
Применение новых агротехнических приемов, внесение минеральных и
органических удобрений, мелиорантов и других агрохимикатов в сельском
хозяйстве, как правило, связано с дополнительными затратами материальнотехнических средств и труда. Поэтому важно провести экономическую оценку
различных агротехнических приемов, сопоставить стоимость дополнительно
полученной продукции с объемом дополнительных затрат.
Экономическую эффективность применения удобрений характеризуют
двумя показателями – чистым доходом и рентабельностью. Мы определяли
экономическую эффективность по чистому доходу от применения удобрений
(табл.10).
Необходимо отметить, что чистый доход от применения удобрений в
2011 году были выше, что связано с более высокими прибавками урожая,
вследствие лучших климатических условий.
В 2009 году максимальный доход был при внесении N30P60 и составил
3338 руб./га. В 2010 году – на том же варианте – 3030 руб./га.
Применение удобрений в 2011 году было наиболее эффективным. Чистый
доход от применения N30 и N30P30 составил 1759 и 2095 руб. или 195 и 107% от
затрат на внесение удобрений, что делает применение этих доз минеральных
удобрений очень выгодным (табл.10).
19
Таблица 10
Экономическая эффективность
применения удобрений в годы исследований
№
Варианты
Прибавка
урожая,
ц/га
1
3
7
Контроль
P60
N30P60
4,8
7,0
1
2
3
4
5
6
7
8
Контроль
P30
P60
P90
N30
N30P30
N30P60
N30P90
2,0
3,9
3,4
3,8
5,2
6,9
4,1
1
2
3
4
5
6
7
8
Контроль
P30
P60
P90
N30
N30P30
N30P60
N30P90
2,8
5,1
4,4
3,8
5,8
7,1
6,5
Стоимость
зерна от
удобрений,
руб.
Чистый
доход,
руб.
Рентабельность
применения
удобрений,
%
1672
2262
2168
3338
130
148
823
1648
2271
889
1668
2471
2914
737
1492
429
2132
2473
3030
347
90
91
19
240
148
123
12
1121
2206
3082
901
1965
2981
3864
839
1364
1759
2095
1989
686
75
62
196
107
67
18
Затраты на
применение
удобрений,
руб.
2009 год
3840
5600
2010 год
1560
3140
2700
3020
4140
5500
3260
2011 год
1960
3570
3080
2660
4060
4970
4550
По данным экономического анализа, лучшим вариантом применения
удобрений под озимую тритикале сорта Хонгор был N30, в котором во все годы
был получен максимальный чистый доход при уровне рентабельности от 196 до
240%, так как затраты при внесении 30 кг/га азотных удобрений были
наименьшими (табл.10).
Таким образом, внесение минеральных удобрений под озимую тритикале
сорта Хонгор в Республике Калмыкия повышает энергетическую,
агрономическую и экономическую эффективность.
20
Влияние применения минеральных удобрений
на химическое и радиологическое загрязнение почвы
№
1
2
3
4
5
6
7
8
Вариант
опыта
Контроль
P30
P60
P90
N30
N30P30
N30P60
N30P90
Среднее
Подвижные формы тяжелых металлов, мг/кг
Мышьяк Свинец Цинк
Медь Кадмий Никель
As
Pb
Zn
Cu
Cd
Ni
5,50
11,9
51
15
0,42
28
5,63
12,2
52
15
0,43
28
5,47
11,8
51
16
0,44
29
5,42
12,0
50
16
0,45
28
5,65
11,5
54
16
0,44
30
5,48
12,6
54
17
0,47
28
5,56
11,8
52
16
0,43
27
5,45
12,0
50
16
0,43
28
5,52
12,0
52
16
0,44
28
21
Гаммаизлучени
е, мкР/ч.
Как правило, все мероприятия, направленные на повышение
эффективности удобрений и усвоения из них питательных элементов
растениями (оптимизация доз, сроков и способов внесения, совершенствование
технологии применения, повышение уровня агротехники, обеспечение
благоприятного для сельскохозяйственных культур фитосанитарного состояния
почв и посевов и др.), позволяют не только получать более высокие и
устойчивые урожаи, но и повышать качество продукции, в том числе по ее
безопасности, и улучшать окружающую среду.
Федеральным законом №109-ФЗ «О безопасном обращении с
пестицидами и агрохимикатами» от 19 июля 1997г. установлены правовые
основы обеспечения безопасного обращения с агрохимикатами в целях охраны
здоровья и окружающей среды.
В связи с возрастающими масштабами техногенного загрязнения
окружающей среды возникла необходимость контроля содержания в почве
тяжелых металлов, токсических и радиологических элементов.
Как видно из таблицы 11 содержание тяжелых металлов не менялось по
годам и, по-видимому, никак не зависело от метеорологических условий.
Почвы всех вариантов опыта по содержанию валовых форм цинка, меди,
кадмия, никеля, свинца отнесены к 1-ой эколого-токсикологической группе
(ЭТГ), что соответствует концентрациям элементов ниже 0,5 ПДК.
Содержание мышьяка варьирует от 5,45 до 6,41 мг/кг и относится ко 2
ЭТГ (0,5ПДК – 1ПДК). В почвах вариантов исследования, отнесенных по
содержанию мышьяка ко 2-й ЭТГ, превышения предельно-допустимых
концентраций не выявлено. Средневзвешенное содержание подвижного фтора
на всех вариантах озимой тритикале не превышает предельно-допустимых
концентраций (ПДК – 2,8 мг/кг) и составляет – 1,19мг/кг.
Надо сказать, что никакой четкой закономерности влияния различных доз
минеральных удобрений на содержание тяжелых металлов в почве не
выявлено.
Таблица 11
Гамма-излучение и содержание мышьяка, тяжелых металлов в почве
9
10
8
10
9
12
8
10
10
Параллельно с проведением эколого-токсикологического обследования в
целях радиологического обследования почв проводились замеры мощности
экспозиционной дозы гамма-излучения прибором СРП-68-01. Мощность
экспозиционной дозы гамма-излучения обследованных вариантов составила 812 мкР/ч, что соответствует естественному фону.
При проведении токсикологической оценки почв была также проведена
оценка на содержание остаточных количеств пестицидов – линдана,
дельтаметрина, 2,4-Д-аминной соли, диметоата, гранстара. Остаточных
количеств пестицидов в почве обнаружено не было.
Таким образом, исследуемые применяемые дозы и сочетания
минеральных удобрений под озимую тритикале по эколого-токсикологической
оценке являются безопасными для применения.
Влияние применения минеральных
удобрений на безопасность зерна озимой тритикале
Зерно и продукты его переработки являются национальным достоянием и
мощным фактором обеспечения продовольственной и экономической
безопасности страны. Обеспечение безопасности продуктов питания является
одной из задач Доктрины продовольственной безопасности, утвержденной 30
января 2010г Указом Президента РФ №120.
В последнее время все острее стоит проблема загрязнения окружающей
среды вредными компонентами. К числу этих загрязнителей, прежде всего,
относятся нитраты, тяжелые металлы, пестициды. Было установлено, что
основным путем (до 70%) поступления их в организм человека являются
пищевые продукты. Многие исследования убедительно доказали, что
неконтролируемое загрязнение пищевых продуктов токсичными элементами
может вызвать серьезные последствия в организме. Для предотвращения и
ослабления этих последствий появились нормативные акты, регулирующие
предельное содержание токсичных элементов в продуктах питания.
С целью получения безопасной продукции в нашем опыте проводилось
определение содержания нитратов и солей тяжелых металлов в зерне озимой
тритикале. По результатам анализов превышение нормы по содержанию
нитратов (1000 мг/кг) не наблюдалось (табл. 12).
Определение таких тяжелых металлов как свинец, кадмий, мышьяк и
ртуть показали, что содержание их в зерне со всех вариантов во все года
исследования не превышало максимально допустимых уровней (МДУ). По
результатам анализов содержание в продукции токсичных металлов
соответствовало требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01.
Таким образом, согласно полученным данным накопления токсичных
элементов в зерне не наблюдалось. Можно констатировать, что опасности
загрязнения сельскохозяйственной продукции этими элементами нет.
Выборочно было исследовано зерно тритикале на содержание остаточных
количеств пестицидов и радионуклидов. Вся исследованная зерновая
22
продукция также соответствовала нормам безопасности согласно СанПиН
2.3.2.1078-01, п. 1.4.1 по содержанию остаточных количеств пестицидов,
стронция-90 и цезия-137.
Таблица 12
Содержание нитратов и тяжелых металлов в зерне тритикале
№
Вариант
опыта
1 Контроль
2 P30
3 P60
4 P90
5 N30
6 N30P30
7 N30P60
8 N30P90
Среднее
МДУ
Содержание
нитратов,
мг/кг
316
326
320
314
325
328
322
320
321
1000
Токсичные металлы, мг/кг
Мышьяк
0,026
0,031
0,030
0,019
0,022
0,028
0,030
0,026
0,027
0,20
Свинец
0,12
0,11
0,15
0,12
0,11
0,13
0,11
0,14
0,12
0,50
Кадмий
0,07
0,05
0,08
0,06
0,07
0,05
0,08
0,06
0,07
0,10
Ртуть
0,0045
0,0062
0,0041
0,0053
0,0047
0,0043
0,0049
0,0041
0,0048
0,030
Следует отметить, что никакой закономерности по влиянию внесения
минеральных удобрений на содержание нитратов, тяжелых металлов,
пестицидов и радионуклидов выявлено не было. Зерно тритикале полностью
соответствовало нормам безопасности как продовольственное зерно.
Выводы
1. Внесение минеральных удобрении под озимую тритикале в условиях
богарного земледелия Республики Калмыкия снижало коэффициент
водопотребления на 15-22% или 107-127 м3/т в зависимости от их доз и
сочетании и агрометеорологических условий.
2. Внесение азотной подкормки весной повышало содержание
минерального азота на 15 мг/кг в пахотном и 5 мг/кг в подпахотном горизонтах.
Максимальное содержание минерального азота в почве установлено в варианте,
где осенью вносили фосфорные удобрения в дозе Р30, а весной проводили
азотную подкормку в дозе N30.
3. Внесение фосфорных удобрений повышало содержание подвижного
фосфора в почве, способствуя переходу из градации низкого содержания в
среднее. Наибольшее содержание подвижного фосфора в почве, превышающее
почти в 2 раза контрольные варианты, установлено при дозе Р90.
4. Обеспеченность почвы подвижным калием была повышенной. Его
содержание постепенно убывало с момента посева до полно спелости зерна
озимой тритикале, оставаясь повышенным.
5. Максимальная урожайность зерна в среднем за 2010-2011 гг.
составила 45,0 ц/га озимой тритикале была получена при внесении N30P60 при
оплате 1 кг д.в. минеральных удобрений прибавкой урожая зерна 7,8 кг и
выносе питательных элементов с 1 т зерна с учетом соответствующего
количества соломы: N – 43,3 кг, Р2О5 – 12,2 кг, К2О – 33,9 кг.
23
6. Исследования показали, что применение минеральных удобрений
повышало стекловидность зерна озимой тритикале в зависимости от вариантов
опыта на 9-20%, натуру зерна – на 26-53 г/л, содержание клейковины – на 1-4%.
7. Зерновая продукция соответствовала нормам безопасности по
содержанию нитратов, а также таких тяжелых металлов, как мышьяк, свинец,
кадмия, ртуть.
8. Окупаемость 1 кг д.в. минеральных удобрений прибавкой урожая
зерна в зависимости от изучаемых доз и сочетаний удобрений находилась в
пределах 4,3-12,7 кг, энергетическая эффективность – 0,6-2,9, экономическая
эффективность (рентабельность применения минеральных удобрений)
находилась по вариантам опыта в пределах в 2009 году – до 140%, в 2010 году
– до 240%, в 2011 году – до 195%. Максимальный доход с 1 га от применения
удобрений во все года был в варианте при внесении фосфорных удобрений в
дозе Р60 и проведении азотной подкормки в дозе N30. Он составил 3338 руб./га в
2009 году, и 3030 руб./га – в 2010 году. В 2011 году максимальный чистый
доход 2095 руб./га был получен в варианте N30P30.
Предложения производству
1.Озимая тритикале сорта Хонгор является эффективной зерновой
культурой в условиях Республики Калмыкия. Урожайность тритикале в
полевом опыте по изучению эффективности применения минеральных
удобрений на светло-каштановых почвах составляла в среднем за 2009-2011 гг.
от внесения различных доз удобрений 40,4-45,0 ц/га при урожайности на
контроле (без удобрений) – 35,9 ц/га.
2.Изучение корреляционных связей содержания различных форм азота
(нитратной и аммонийной) в разных слоях (пахотном и подпахотном) почвы с
прибавкой урожайности показало, что максимальная зависимость прибавки
отмечена от содержания нитратного азота в пахотном слое почвы.
3.Наиболее рациональной дозой внесения минеральных удобрений под
озимую тритикале является Р60 при посеве и N30 в весеннюю подкормку. Дозы,
сроки, способы и формы минеральных удобрений уточняются агрохимической
службой и Калмыцким НИИСХ применительно к конкретным почвенноклиматическим условиям с учетом программируемой урожайности и
результатов комплексно мониторинга плодородия почв пашни и оперативного
мониторинга в течение вегетационного периода тритикале.
24
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1) Тертышная А.Г. Влияние применения удобрений на урожай и качество
озимой тритикале // Материалы Международной научной конференции
«Единая Калмыкия в единой России: через века в будущее», посвященной 200летию добровольного вхождения калмыцкого народа в состав Российского
государства. Ч.2. – Элиста: ЗАОр «НПП Джангар», 2009. – с.284-286.
2) Тертышная А.Г. Интегрированная система применения удобрений под
озимую тритикале в условиях светло-каштановых почв Республики Калмыкия //
Сборник 44-й Международной научной конференции молодых ученых и
специалистов «Комплексное применение средств химизации в адаптивноландшафтном земледелии» – М.: ВНИИА, 2010. – с.285-289.
3) Унканжинов Г.Д., Тертышная А.Г. Проблема использования удобрений
в засушливых условиях Республики Калмыкия // Материалы научной
практической конференции «Актуальные проблемы сельскохозяйственного
производства», посвященной 85-летию аграрной науки – Элиста: КНИИСХ,
2010. – с.144-146.
4) Тертышная А.Г. Исследование культуры тритикале для производства
фуражного зерна и кормов // Сборник Межрегиональной молодежной научной
конференции «Инновационный малый бизнес как основа модернизации
региональной экономики». – Элиста: Изд-во КГУ, 2011. – с.32-35.
5) Тертышная А.Г., Державин Л.М. Эффективность применения
минеральных удобрений под озимую тритикале на светло-каштановых почвах
Республики Калмыкия // Плодородие. – 2011. – №4. – с.13-15.
6) Тертышная А.Г. Влияние минеральных удобрений на урожайность и
качество зерна озимой тритикале в условиях Республики Калмыкия // 45-й
Международной научной конференции молодых ученых и специалистов
«Применение средств химизации для повышения урожайности и качества
сельскохозяйственных культур» – М.: ВНИИА, 2011г. – с.161-164.
7) Унканжинов Г.Д., Ускова Б.Ц., Болдырева Л.А., Тертышная А.Г.
Естественные радионуклиды в почвах реперных участков Республики
Калмыкия // Плодородие. – 2012. – №6. – с.43-44.
8) Унканжинов Г.Д., Болдырева Л.А., Мамонова С.Э., Тертышная А.Г.
Тяжелые металлы, мышьяк и подвижный фтор в почвах пахотного горизонта
пашни Республики Калмыкия // Агрохимический вестник. – 2012. – №6. – с.1013.
25