Вплив застосування добрив і технологій на продуктивність озимої пшениці в Центральному Передкавказзя

Есаулков А.Н., Ожередова А.Ю., Сигида М.С. і Матвєєв А.Г.

На частку Росії припадає 10% всіх орних земель світу (Голосний, 2008). Велика частина площ використовується під пшеницю (2012-2016 рр.): 11.8-14.0 млн га - під озиму і 12.7-13.7 млн ​​га - під яру (Росстат 2017). Загальний валовий збір пшениці за той же період коливався від 37.7 до 73.3 млн т при врожайності 2.2-3.7 і 0.9-1.5 т / га відповідно озимої і ярої пшениці.
Численні дослідження і практика сільськогосподарського виробництва культур показали, що за допомогою добрив можна домогтися найбільш швидкого та ефективного зміни хімічного складу рослини, а також підвищення якості та врожайності одержуваної продукції (Саленко, 2015). Особливе значення в наш час набуває проблема оптимізації та регулювання показників родючості грунтів (Сичов та ін., 2000).
Якісна обробка грунту - важлива умова обробітку озимих культур. При цьому вибір її способу залежить від рельєфу місцевості, попередників, типу і ступеня засміченості. Основні сучасні вимоги мають на увазі, що обробка грунту повинна бути ресурсозберігаючої, грунтозахисної, а також повинна сприяти збереженню вологи, вирівнювання поверхні і знищення бур'янів (Фурсова і Есаулков, 2015).
У зв'язку з цим були проведені польові досліди в Центральному Передкавказзя - на вилуженої чорноземі на Навчально-дослідної станції Ставропольського ГАУ і на південному чорноземі в ТОВ «Добровільне» Іпатовскій району Ставропольського краю. Мета досліджень - вивчити вплив застосування добрив і технологій обробітку на агрофізичні та агрохімічні показники грунту, а також на продуктивність озимої пшениці.
Досліди - двохфакторну (2 × 3), розташування ділянок - двоярусна, повторність - триразова, розміщення варіантів - організовані повторення, загальна площа ділянки - 750 м2 (50 м х 15 м), облікова - 112.5 м2. Обліки, спостереження і аналізи в дослідах проводили відповідно до загальноприйнятих методик.
Порівнювалися дві технології обробітку грунту - традиційна (з оранкою на глибину 20-22 см) і прямий посів. Як мінеральних добрив використовувалися амофос (при посіві) і аміачна селітра (підгодівля). Вивчалися наступні варіанти: без внесення добрив, рекомендовані дози для агрокліматичної зони і розрахункові дози. Розрахунок доз добрив на плановану врожайність озимої пшениці 5.0 т / га проводився за методикою В.В. Агєєва (Агєєв та ін., 2011). Попередник озимої пшениці в дослідах - горох.
На вилуженої чорноземі технології обробітку озимої пшениці та дози внесених мінеральних добрив мали істотний вплив на зміст доступних форм елементів живлення в грунті і їх розподіл по грунтовим горизонтів (табл. 1). Зміст нітратного азоту перед посівом з досліджуваних технологій сильно не відрізнявся - воно було низьким і знаходилося в межах 5.9-6.8 мг / кг ґрунту. Застосовувані добрива дозволили підвищити даний показник в шарі грунту 0-10 см до 21.3-23.5 і 24.2-24.8 мг / кг при внесенні рекомендованих і розрахункових доз відповідно.

Аналогічна ситуація склалася і за змістом рухомого фосфору в цьому грунті - без внесення добрив його вміст в орному шарі було на низькому рівні - 12.1-13.1 P2O5 мг / кг ґрунту. Застосування фосфорних добрив поліпшило клас забезпеченості грунту до середнього - 23.8-24.8 і 26.4-27.3 P2O5 мг / кг ґрунту при внесенні рекомендованих і розрахункових доз фосфору відповідно.
Внесені добрива підвищили також утримання рухомого калію в вилуженої чорноземі при використанні обох технологій. При цьому помітних відмінностей між ними виявлено не було.
Максимальні значення вмісту нітратного азоту в південному чорноземі в усі терміни спостереження незалежно від шару грунту відзначаються при нульового обробітку (табл. 1). При цьому чітко простежується певна тенденція - різниця між шарами ґрунту 0-10 і 10-20 см в накопиченні нітратного азоту була більше при прямому посіві і залежала від доз внесених добрив. При традиційній технології обробітку різниця в змісті нітратного азоту в шарах 0-10 і 10-20 або зовсім відсутня, або перебуває в межах 1-2 мг / кг. Однак в шарі 20-30 см ситуація змінюється, і різниця вже більш значна.
В цілому, прямий посів забезпечив більш високий вміст нітратного азоту в шарі південного чорнозему 0-30 см ніж при використанні традиційної технології. При прямому сівбі без добрив цей показник збільшився на 2.8 мг / кг ґрунту, з внесенням рекомендованих доз добрив - на 4.6 мг / кгпочви, а розрахункових - на 5.2 мг / кг ґрунту в порівнянні з традиційною технологією. Мабуть, дані результати пов'язані з найкращим збереженням вологи в грунтах посушливої ​​зони при прямому посіві.
Внесені добрива по обидва технологій забезпечили підвищення вмісту рухомих форм фосфору і калію в даному грунті. Однак при прямому посіві відбулося їх помітне накопичення в верхньому десятисантиметровими шарі, тоді як при використанні традиційної технології ці елементи живлення були більш рівномірно розподілені в орному горизонті. Мабуть, диференціація грунтового профілю за змістом рухливих форм фосфору і калію при застосуванні добрив з прямим посівом проявляється в більшій мірі в більш посушливих умовах.
Під час експерименту на вилуженої чорноземі найбільша врожайність озимої пшениці отримана при вирощуванні за традиційною технологією при достовірних розходжень у порівнянні з технологією прямого посіву (табл. 2). В середньому за три роки за традиційною технологією отримано 3.83 т / газерна, що на 1.17 т / га або на 44% більше, ніж при прямому посіві. Внесення рекомендованих доз добрив при використанні традиційної технології забезпечило приріст врожайності в порівнянні з контролем в середньому на 0.75 т / га (23%), а при прямому посіві - на 0.22 т / га (9%); при внесенні розрахункових доз добрив прибавка врожайності склала відповідно 1.11 т / га (35%) і 0.39 т / га (16%). Приріст врожайності за рахунок застосування розрахункових доз добрив по відношенню до рекомендованих при традиційній технології склав 0.36 т / га (9%), a при прямому посіві - всього 0.17 т / га (6%).

Внесення мінеральних добрив під озиму пшеницю нa чорноземі вилуженої більш ефективно при традиційній технології її обробітку. Погані агрофізичні властивості ґрунтів призводять до зниження врожайності при використанні технології прямого посіву, а також до істотного зниження ефективності використання внесених мінеральних добрив, що відбувається з тієї ж причини - через надмірне ущільнення грунтів і погіршення їх харчового і повітряного режиму.
При вирощуванні озимої пшениці за технологією прямого посіву з внесенням розрахункових доз добрив на вилуженої чорноземі врожайність ні в один рік не досягла 5.0 т / га і навіть не наблизилася до даного запланованого рівня. При використанні ж традиційною технологією планована врожайність була отримана один раз - в найбільш сприятливому за погодними умовами 2015 г. Крім того, в 2014 р продуктивність наблизилася до запланованого рівня. Таким чином, в зоні нестійкого зволоження Центрального Передкавказзя найбільшу врожайність зерна озимої пшениці забезпечує її обробіток за традиційною технологією з внесенням розрахункової дози мінеральних добрив - 4.32 т / га в середньому за 3 роки.
У дослідах на південному чорноземі найбільша врожайність озимої пшениці отримана при вирощуванні за технологією прямого посіву (табл. 2). В середньому за три роки за цією технологією отримано 3.22 т / га зерна, що на 0.53 т / га або на 20% більше, ніж при використанні традиційної технології. Зниження врожайності при вирощуванні озимої пшениці за традиційною технологією статистично доказово в усі роки досліджень; відмінності достовірні і для середніх величин за 3 роки досліджень.
Слід зазначити, що при прямому посіві з внесенням розрахункових доз добрив врожайність озимої пшениці один раз (в 2015 р) наблизилася до запланованого рівня продуктивності 5.0 т / гa.Прі обробітку за традиційною технологією з внесенням розрахункових доз добрив даний планований рівень врожайності жодного разу не був досягнутий. Отже, в посушливій зоні Центрального Передкавказзя найбільшу врожайність зерна озимої пшениці забезпечує її обробіток за технологією прямого сівби з внесенням розрахункових доз мінеральних добрив - 3.56 т / га в середньому за 3 роки.
Технології обробітку озимої пшениці на вилуженої чорноземі не зробили істотного впливу на вміст білка і клейковини в зерні (табл. 3). В середньому за 3 роки досліджень в зерні, отриманому за традиційною технологією, містилося 14.9% білка і 27.7% сирої клейковини, a в зерні, отриманому за технологією прямого посіву, - 15.4 і 28.1% відповідно. Також не відрізнялося зерно і за якістю клейковини - відмінності за індексом деформації клейковини (ІДК) між технологіями склали всього 3 одиниці - 73 і 76 одиниць в середньому для традиційної технології і прямого посіву відповідно.
Значно більший вплив на якість зерна зробило внесення в розглянуту грунт мінеральних добрив, які володіли істотною позитивною дією при обох технологіях вирощування. Так, внесення рекомендованих і розрахункових доз добрив при традиційній технології підвищувало вміст білка в зерні в середньому за роки досліджень з 11.0 до 16.2-17.4%, а сирої клейковини - з 21.0 до 30.2-31.9%. При прямому посіві за рахунок внесення добрив вміст білка в зерні зростала з 11.4 до 16.6-18.1%, а вміст сирої клейковини - з 21.3 до 30.7-32.3%. Отже, збільшення вмісту білка і клейковини за рахунок внесення мінеральних добрив було абсолютно ідентичним при обох технологіях.
Зовсім по-іншому добрива впливали на якість клейковини - внесення рекомендованих і розрахункових доз при обох технологіях призводило до збільшення показника ІДК до 76-81 одиниць, що відносить клейковину до II групи. На контролі, де добрива не вносили, показники ІДК на 8-12 одиниць менше (68-69 од.), Тому в цих варіантах клейковина за якістю відповідає I групі. Таким чином, добрива знижували якість сирої клейковини.
Технології обробітку озимої пшениці на південному чорноземі також не зробили істотного впливу на вміст білка і клейковини в зерні (табл. 3). В середньому за 3 роки досліджень в зерні, отриманому за традиційною технологією, містилося 10.5% білка і 20.2% сирої клейковини, a в зерні, отриманому за технологією прямого посіву, - 11.6 і 22.0% відповідно. Також не відрізнялося зерно і за якістю клейковини - відмінності між технологіями за показником ІДК склали 4 одиниці - 98 одиниць при традиційній технології і 94 одиниці при прямому посіві.

У той же час застосування добрив в даній агрокліматичної зони позитивно вплинуло на якість клейковини. Так, внесення рекомендованих і розрахункових доз по обидва технологій призводило до зниження показника ІДК до 81-100 одиниць, що відносить клейковину до II-III групі якості. На контролі, де добрива не вносили, показники ІДК були вище (101-103 од.), Тобто в цих варіантах клейковина за якістю відноситься тільки до III групі. При обох технологіях вирощування в результаті внесення розрахункових доз добрив якість клейковини відповідало II групі, що, швидше за все, пов'язано з внесенням більш високих доз.
Сформоване співвідношення цін на зерно і мінеральні добрива справила значний вплив на економічну ефективність обробітку озимої пшениці. Так, на вилуженої чорноземі найнижча собівартість і найвища рентабельність виробництва зерна по обидва технологіям отримані у варіанті без внесення добрив (табл. 4). При використанні традиційної технології собівартість 1 т зерна склала в середньому 4639 руб., А рентабельність - 94%; при прямому посіві - відповідно 5334 руб. і 69%. Отже, зниження виробничих витрат при вирощуванні озимої пшениці за технологією прямого посіву не привело до підвищення економічної ефективності виробництва, так як врожайність зерна була значно нижче, ніж при вирощуванні за традиційною технологією. Тому на вилужених чорноземах в зоні нестійкого зволоження Центрального Передкавказзя озиму пшеницю економічно вигідніше обробляти за традиційною технологією з внесенням рекомендованих доз мінеральних добрив.

У дослідах на темно-каштанової грунті найнижча собівартість і найвища рентабельність виробництва зерна за традиційною технологією отримані у варіанті з внесенням рекомендованої дози добрив, а за технологією прямого посіву - у варіанті без внесення добрив (табл. 4). При вирощуванні за традиційною технологією собівартість 1 т зерна склала в середньому 5923 руб., А рентабельність - 52%; при прямому посіві - відповідно 4527 руб. і 99% для вищевказаних варіантів мінерального живлення. Таким чином, обробіток озимої пшениці за технологією прямого посіву призвело до підвищення економічної ефективності виробництва, так як врожайність зерна була значно вище, ніж при вирощуванні за традиційною технологією. Тому на чорноземах південних посушливої ​​зони Центрального Передкавказзя озиму пшеницю економічно вигідніше обробляти за технологією прямого сівби з внесенням рекомендованих доз мінеральних добрив.
На закінчення слід ще раз відзначити перевага використання технології прямого посіву при вирощуванні озимої пшениці в посушливій зоні Ставропольського краю в порівнянні з традиційною обробкою грунту. Однак в зоні нестійкого зволоження традиційна технологія сприяла отриманню більш високої продуктивності.

Есаулков А.Н. - декан факультету агробіології та земельних ресурсів та факультету екології та ландшафтної архітектури, доктор сільськогосподарських наук, професор, e-mail: [email protected].

Ожередова А.Ю. - аспірант кафедри агрохімії і фізіології рослин, e-mail: [email protected].

Сигида М.С. - завідувач кафедри агрохімії і фізіології рослин, кандидат сільськогосподарсь-ських наук, доцент.

Матвєєв А.Г. - доцент кафедри агрохімії і фізіології рослин, кандидат сільськогосподарських наук.

Ставропольський державний аграрний університет.

література

Росстат. 2017. http://www.gks.ru

Автори вдячні регіональному директору Міжнародного інституту живлення рослин по Півдню і Сходу Росії В.В. Носову за допомогу в підготовці статті.