Wpływ stosowania nawozów i technologii na produktywność pszenicy ozimej w środkowym Kaukazie

Esaulko A.N., Ozheredova A.Yu., Sigida M.S. i Matveyev A.G.

Rosja stanowi 10% wszystkich gruntów ornych na świecie (Golosnoy, 2008). Większość obszaru wykorzystywana jest na pszenicę (2012–2016): 11,8–14,0 mln hektarów - na zimę i 12,7–13,7 mln ha - na wiosnę (ROSSTAT, 2017). Łączne zbiory pszenicy brutto w tym samym okresie wahały się od 37,7 do 73,3 mln ton, z plonem odpowiednio 2,2–3,7 i 0,9–1,5 t / ha pszenicy ozimej i jarej.
Liczne badania i praktyki produkcji rolnej roślin uprawnych wykazały, że stosowanie nawozów może doprowadzić do najbardziej szybkich i skutecznych zmian w składzie chemicznym rośliny, a także do poprawy jakości i wydajności otrzymywanych produktów (Salenko, 2015). Szczególne znaczenie w naszych czasach ma problem optymalizacji i regulacji wskaźników żyzności gleby (Sychev i in., 2000).
Wysokiej jakości uprawa roli - ważny warunek uprawy roślin ozimych. Jednocześnie wybór metody zależy od ukształtowania terenu, poprzedników, rodzaju i stopnia zanieczyszczenia. Główne współczesne wymagania oznaczają, że uprawa powinna oszczędzać zasoby, chronić glebę, a także przyczyniać się do zachowania wilgoci, wyrównania powierzchni i niszczenia chwastów (Fursova i Esaulko, 2015).
W związku z tym przeprowadzono eksperymenty polowe na środkowym Kaukazie - na wypłukiwanym czarnoziemie w eksperymentalnej stacji szkoleniowej Stawropolskiego Państwowego Uniwersytetu Rolniczego oraz na południowej czarnoziemie w Dobrovolnoye LLC, Ipatovsky District, Stawropol. Celem badań jest zbadanie wpływu stosowania nawozów i technologii uprawy na wskaźniki agrofizyczne i agrochemiczne gleby, a także na wydajność pszenicy ozimej.
Eksperymenty były dwuczynnikowe (2 × 3), lokalizacja działek była dwuwarstwowa, powtórzona trzykrotnie, rozmieszczenie opcji zorganizowano powtórzeniami, łączna powierzchnia działek wynosiła 750 m2 (50 mx 15 m), a księgowa 112,5 m2. Zapisy, obserwacje i analizy w eksperymentach przeprowadzono zgodnie z ogólnie przyjętymi metodami.
Porównano dwie technologie uprawy - tradycyjną (z orką do głębokości 20-22 cm) i bezpośrednim siewem. Jako nawozy mineralne stosowano amfos (przy siewie) i azotan amonu (nawożenie). Zbadano następujące opcje: bez nawozu, zalecane dawki dla strefy agroklimatycznej i obliczone dawki. Obliczenie dawek nawozu dla planowanego plonu pszenicy ozimej o wartości 5,0 t / ha przeprowadzono zgodnie z metodą V.V. Ageeva (Ageev i in., 2011). Poprzednik pszenicy ozimej w eksperymentach - groch.
W przypadku czarnoziemu wypłukiwanego technologia uprawy pszenicy ozimej i dawka zastosowanego nawozu miały istotny wpływ na zawartość dostępnych składników pokarmowych w glebie i ich rozmieszczenie na poziomach gleby ( tabela 1 ). Zawartość azotu azotanowego przed sadzeniem nie różniła się znacznie w zależności od badanych technologii - była niska i mieściła się w granicach 5,9–6,8 mg / kg gleby. Zużyte nawozy pozwoliły zwiększyć ten wskaźnik w warstwie gleby 0-10 cm do 21,3-23,5 i 24,2 24,8 mg / kg po wprowadzeniu zalecanych i obliczonych dawek, odpowiednio.

Podobna sytuacja występuje w zawartości fosforu mobilnego w tej glebie - bez nawożenia jej zawartość w warstwie ornej była na niskim poziomie - 12,1-13,1 P2O5 mg / kg gleby. Zastosowanie nawozów fosforowych poprawiło klasę bezpieczeństwa gleby do średnio 23,8–24,8 i 26,4–27,3 P2O5 mg / kg gleby, dzięki wprowadzeniu zalecanych i szacunkowych dawek fosforu, odpowiednio.
Nawozy zwiększyły również zawartość mobilnego potasu w ługowanym czarnoziemie przy użyciu obu technologii. Jednocześnie nie stwierdzono między nimi zauważalnych różnic.
Maksymalne wartości zawartości azotu azotanowego w południowym czarnoziemie podczas wszystkich okresów obserwacji, niezależnie od warstwy gleby, obserwuje się przy zerowym traktowaniu ( tabela 1 ). Jednocześnie widoczna jest pewna tendencja - różnica między warstwami gleby 0-10 i 10-20 cm w akumulacji azotu azotanowego była większa podczas siewu bezpośredniego i zależała od dawek stosowanego nawozu. W tradycyjnej technologii uprawy różnica w zawartości azotu azotanowego w warstwach 0-10 i 10-20 jest całkowicie nieobecna lub mieści się w zakresie 1-2 mg / kg. Jednak w warstwie 20-30 cm sytuacja się zmienia, a różnica jest już bardziej znacząca.
Ogólnie, siew bezpośredni zapewniał wyższą zawartość azotu azotanowego w południowej czarnej warstwie gleby 0-30 cm niż w przypadku stosowania tradycyjnej technologii. W przypadku siewu bezpośredniego bez nawozów wskaźnik ten wzrósł o 2,8 mg / kg gleby, przy wprowadzeniu zalecanych dawek nawozów - o 4,6 mg / kg gleby i obliczonych nawozów - o 5,2 mg / kg gleby w porównaniu z tradycyjną technologią. Wydaje się, że wyniki te wiążą się z najlepszą ochroną wilgoci w glebach strefy suchej podczas siewu bezpośredniego.
Nawozy stosowane przez obie technologie zapewniły wzrost zawartości mobilnych form fosforu i potasu w tej glebie. Jednak przy bezpośrednim siewie stały się one zauważalnie nagromadzone w górnej dziesięciocentymetrowej warstwie, podczas gdy przy użyciu tradycyjnej technologii akumulatory te były bardziej równomiernie rozmieszczone w horyzoncie uprawnym. Najwyraźniej zróżnicowanie profilu glebowego w zależności od zawartości mobilnych form fosforu i potasu przy stosowaniu nawozów z siewem bezpośrednim przejawia się w większym stopniu w bardziej suchych warunkach.
W doświadczeniu na wypłukiwanej czarnoziemie najwyższy plon pszenicy ozimej uzyskano przy uprawie tradycyjnej technologii ze znacznymi różnicami w porównaniu z technologią siewu bezpośredniego ( tabela 2 ). Średnio w ciągu trzech lat, zgodnie z tradycyjną technologią, uzyskano 3,83 t benzyny, co stanowi 1,17 t / ha lub 44% więcej niż przy siewie bezpośrednim. Zastosowanie zalecanych dawek nawozów przy użyciu tradycyjnej technologii zapewniło wzrost plonu w porównaniu z kontrolą średnio o 0,75 t / ha (23%), a przy siewie bezpośrednim o 0,22 t / ha (9%); przy obliczaniu dawek nawozów wzrost plonów wynosił odpowiednio 1,11 t / ha (35%) i 0,39 t / ha (16%). Wzrost plonów spowodowany zastosowaniem obliczonych dawek nawozów w stosunku do zalecanych dla technologii tradycyjnej wyniósł 0,36 t / ha (9%), a dla siewu bezpośredniego - tylko 0,17 t / ha (6%).

Zastosowanie nawozów mineralnych do pszenicy ozimej na czarnoziemie ługowanym jest bardziej efektywne dzięki tradycyjnej technologii jego uprawy. Słabe właściwości agrofizyczne gleb prowadzą do niższych plonów przy stosowaniu technologii siewu bezpośredniego, a także do znacznego zmniejszenia skuteczności stosowania nawozów stosowanych z tego samego powodu z powodu nadmiernego zagęszczenia gleby i pogorszenia się ich pożywienia i reżimu powietrznego.
Przy uprawie pszenicy ozimej przy użyciu technologii siewu bezpośredniego z wprowadzeniem obliczonych dawek nawozów na wypłukiwany czarnoziem, plon nie osiągnął 5 ton / ha w ciągu jednego roku i nawet nie zbliżył się do tego planowanego poziomu. Przy zastosowaniu tej samej technologii planowany plon uzyskano raz - w najkorzystniejszych warunkach pogodowych w 2015 r. Ponadto w 2014 r. Wydajność była zbliżona do planowanego poziomu. Zatem w strefie niestabilnego nawilżania Kaukazu Centralnego najwyższy plon ziarna pszenicy ozimej zapewnia jego uprawę zgodnie z tradycyjną technologią z wprowadzeniem szacunkowej dawki nawozów mineralnych - średnio 4,32 t / ha w ciągu 3 lat.
W doświadczeniach na południowej czarnej glebie najwyższy plon pszenicy ozimej uzyskano przy uprawie metodą siewu bezpośredniego ( tabela 2 ). W ciągu trzech lat technologia ta wytwarzała średnio 3,22 t / ha zboża, co stanowi 0,53 t / ha lub o 20% więcej niż przy zastosowaniu tradycyjnej technologii. Zmniejszenie plonów w uprawie pszenicy ozimej zgodnie z tradycyjną technologią jest statystycznie udowodnione we wszystkich latach badań; różnice są również istotne dla średnich z 3 lat badań.
Należy zauważyć, że podczas siewu bezpośredniego z wprowadzeniem obliczonych dawek nawozów, plon pszenicy ozimej raz (w 2015 r.) Zbliżył się do planowanego poziomu produktywności 5,0 t / ha Przy uprawie tradycyjną technologią z wprowadzeniem obliczonych dawek nawozów, ten planowany poziom plonów nigdy został osiągnięty. W związku z tym w jałowej strefie Kaukazu Centralnego najwyższy plon ziarna pszenicy ozimej zapewnia jego uprawę przy użyciu technologii siewu bezpośredniego z wprowadzeniem obliczonych dawek nawozów mineralnych - średnio 3,56 t / ha w ciągu 3 lat.
Uprawa pszenicy ozimej na wyługowanym czarnoziemie nie miała istotnego wpływu na zawartość białka i glutenu w ziarnie ( tabela 3 ). Średnio w ciągu 3 lat badań ziarno otrzymane tradycyjną technologią zawierało 14,9% białka i 27,7% surowego glutenu, a ziarno otrzymane w technologii bezpośredniego siewu wyniosło odpowiednio 15,4 i 28,1%. Ziarno nie różniło się również jakością glutenu - różnice w wskaźniku odkształcenia glutenu (GCI) między technologiami wynosiły tylko 3 jednostki - odpowiednio 73 i 76 jednostek dla technologii tradycyjnej i siewu bezpośredniego.
Znacznie większy wpływ na jakość ziarna miało wprowadzenie nawozów mineralnych do gleby, co miało znaczący pozytywny wpływ na obie technologie uprawy. Zatem wprowadzenie zalecanych i obliczonych dawek nawozów tradycyjną technologią zwiększyło zawartość białka w ziarnie średnio w latach badań z 11,0 do 16,2-17,4%, a gluten surowy z 21,0 do 30,2-31,9%. Przy siewie bezpośrednim ilość białka w ziarnie wzrosła z 11,4 do 16,6-18,1%, a zawartość glutenu surowego z 21,3 do 30,7 - 32,3% w wyniku nawożenia. W konsekwencji wzrost zawartości białka i glutenu dzięki zastosowaniu nawozów mineralnych był całkowicie identyczny z obiema technologiami.
Nawozy miały zupełnie inny wpływ na jakość glutenu - wprowadzenie zalecanych i obliczonych dawek w obu technologiach doprowadziło do wzrostu wskaźnika IDC do 76-81 jednostek, co odnosi gluten do drugiej grupy. Przy kontroli, gdzie nawozy nie były stosowane, wskaźniki IDC są o 8-12 jednostek mniejsze (68-69 jednostek), dlatego w tych przypadkach jakość glutenu odpowiada grupie I. Zatem nawozy obniżyły jakość surowego glutenu.
Uprawa pszenicy ozimej na południowej czarnej glebie również nie miała istotnego wpływu na zawartość białka i glutenu w ziarnie ( tabela 3 ). Średnio w ciągu 3 lat badań 10,5% białka i 20,2% surowego glutenu znajdowało się w ziarnie uzyskanym tradycyjną technologią oraz odpowiednio 11,6 i 22,0% ziarna uzyskanego w technologii siewu bezpośredniego. Ziarno nie różniło się również jakością glutenu - różnice między technologiami pod względem wskaźnika IDC wynosiły 4 jednostki - 98 sztuk z tradycyjną technologią i 94 jednostki z bezpośrednim siewem.

Jednocześnie stosowanie nawozów w tej strefie agroklimatycznej miało pozytywny wpływ na jakość glutenu. Zatem wprowadzenie zalecanych i obliczonych dawek dla obu technologii doprowadziło do zmniejszenia wskaźnika IDC do 81-100 jednostek, co odnosi się do glutenu do grup jakości II-III. Przy kontroli, gdzie nie stosowano nawozów, wskaźniki IDK były wyższe (101-103 jednostek), to znaczy w tych przypadkach gluten w jakości odnosi się tylko do grupy III. W przypadku obu technologii uprawy w wyniku wprowadzenia obliczonych dawek nawozów jakość glutenu odpowiadała grupie II, co najprawdopodobniej wiąże się z wprowadzeniem wyższych dawek.
Obecny wskaźnik cen zbóż i nawozów mineralnych miał istotny wpływ na efektywność ekonomiczną uprawy pszenicy ozimej. Tak więc na wypłukiwanym czarnoziemie najniższy koszt i najwyższą opłacalność produkcji ziarna dla obu technologii uzyskano w wersji bez nawozu ( tab. 4 ). Przy użyciu tradycyjnej technologii koszt 1 tony ziarna wynosił średnio 4639 rubli, a rentowność 94%; z siewem bezpośrednim - odpowiednio 5334 rubli. i 69%. W związku z tym spadek kosztów produkcji w uprawie pszenicy ozimej przy użyciu technologii siewu bezpośredniego nie doprowadził do wzrostu efektywności ekonomicznej produkcji, ponieważ plon ziarna był znacznie niższy niż w uprawie tradycyjnej. W związku z tym, w przypadku ługowanych czarnoziemów w strefie niestabilnego nawilżania na Kaukazie Środkowym, bardziej opłacalne jest uprawianie pszenicy ozimej przy użyciu tradycyjnej technologii z wprowadzeniem zalecanych dawek nawozów mineralnych.

W doświadczeniach na ciemnej glebie kasztanowej najniższy koszt i najwyższą opłacalność produkcji ziarna według tradycyjnej technologii uzyskano w wariancie z wprowadzeniem zalecanej dawki nawozów, aw technologii siewu bezpośredniego w wariancie bez stosowania nawozów ( tabela 4 ). W uprawie tradycyjnej technologii koszt 1 tony ziarna wynosił średnio 5 923 rubli, a rentowność - 52%; z siewem bezpośrednim - odpowiednio 4527 rubli. i 99% dla powyższych opcji żywienia minerałów. Zatem uprawa pszenicy ozimej przy użyciu technologii bezpośredniego siewu doprowadziła do wzrostu ekonomicznej wydajności produkcji, ponieważ plon ziarna był znacznie wyższy niż w przypadku uprawy tradycyjną technologią. Dlatego bardziej korzystne jest uprawianie pszenicy ozimej na czarnej glebie południowej strefy jałowej Środkowego Kaukazu za pomocą technologii bezpośredniego siewu z wprowadzeniem zalecanych dawek nawozów mineralnych.
Podsumowując, należy jeszcze raz zauważyć zaletę stosowania technologii bezpośredniego siewu w uprawie pszenicy ozimej w strefie suchej Terytorium Stawropolowego w porównaniu z tradycyjną uprawą. Jednak w strefie niestabilnego nawilżania tradycyjna technologia przyczyniła się do osiągnięcia wyższej wydajności.

Esaulko A.N. - Dziekan Wydziału Agrobiologii i Zasobów Ziemi oraz Wydziału Ekologii i Architektury Krajobrazu, Doktor Nauk Rolniczych, Profesor, e-mail: [email protected].

Ozheredova A.Yu. - doktorant Wydziału Chemii Rolnej i Fizjologii Roślin, e-mail: [email protected].

Sigida MS - Kierownik Katedry Chemii Rolnej i Fizjologii Roślin, Kandydat Nauk Rolniczych, Profesor nadzwyczajny.

Matveyev A.G. - profesor nadzwyczajny chemii rolniczej i fizjologii roślin, kandydat nauk rolniczych.

Stavropol State Agrarian University.

Literatura

ROSSTAT. 2017 http://www.gks.ru

Autorzy są wdzięczni V.V., dyrektorowi regionalnemu Międzynarodowego Instytutu Żywienia Roślin na południu i wschodzie Rosji. Nosov za pomoc w przygotowaniu artykułu.