Влияние минеральных и комплексных удобрений на зерновую продуктивность озимой ржи в условиях Северо-Запада России

УДК 633.14:631.816.3

Влияние минеральных и комплексных удобрений на зерновую продуктивность озимой ржи в условиях Северо-Запада России

Шайкова Т. В., кандидат сельскохозяйственных наук

Дятлова М. В., кандидат сельскохозяйственных наук

Волкова Е. С.

ФГБНУ «Федеральный научный центр лубяных культур», Обособленное подразделение в г. Пскове

180559, Россия, Псковская обл., Псковский р-н, д. Родина, ул. Мира, д. 1

E-mail: info.psk@fnclk.ru

В исследованиях были изучены способы внесения комплексных удобрений: предпосевная обработка семян комплексным удобрением «Микромак» и двухкратное некорневое внесение препаратов «Кодима Р», «Кодафол», «Микроэл», «Страда N» на двух фонах минеральных удобрений. Внесение минеральных удобрений в дозах N₄₀P₅₀K₇₀ в качестве основного удобрения способствовало повышению зерновой продуктивности на 0,29–0,66 т/га, или на 7,0–16,0% к контролю. Все изучаемые препараты — «Кодима Р», «Кодафол», «Микроэл», «Страда N» — при некорневом внесении, а также комплексное удобрение «Микромак» при обработке семян перед посевом оказывали положительное влияние на урожайность зерна озимой ржи. В вариантах с допосевной обработкой семян препаратом «Микромак» и двухкратным весенним внесением комплексного удобрения «Страда N» на фоне минеральных удобрений N₄₀P₅₀K₇₀ зерновая продуктивность озимой ржи увеличилась на 0,46 т/га, а на фоне N₄₀P₅₀K₇₀ + N₂₀ + некорневая подкормка препаратом «Микроэл» — на 0,33 т/га за счёт формирования большего числа продуктивных стеблей и массы 1000 зёрен. Предпосевная обработка семян препаратом «Микромак» повысила урожайность озимой ржи в контрольном варианте на 0,31 т/га. Отмечено положительное действие данного препарата на элементы структуры урожая: увеличилось число продуктивных стеблей с 2,9 до 3,6 шт., масса 1000 зёрен выросла с 29,0 до 30,4 г. Содержание сырого протеина в зерне ржи в вариантах без обработки семян было на уровне 6,4–9,8%, а с обработкой препаратом «Микромак» — от 9,4 до 12,1%. Выход сырого протеина с урожаем зерна в данных вариантах был более высоким и составил 450–600 кг/га, что на 130–160 кг/га больше, чем в вариантах без обработки. Применение комплексных универсальных удобрений «Микроэл» и «Страда N» на фоне N₄₀P₅₀K₇₀ обеспечивало дополнительный сбор сырого протеина на уровне 110 кг/га.

Ключевые слова: озимая рожь, урожайность, минеральные удобрения, новые комплексные удобрения, способы внесения.

Для районов Нечернозёмной зоны озимая рожь — основная сельскохозяйственная зерновая культура. Из ржаной муки изготавливают различные сорта хлеба, отличающиеся калорийностью и хорошими специфическими вкусовыми качествами, содержанием полноценных белков и витаминов (A, В₁, В₂, РР и Е).

Содержание белка в зерне ржи составляет от 9,2 до 19% в зависимости от условий выращивания и сорта. Цельное и дроблёное зерно, отруби и мука применяются в качестве концентрированных кормов для животных, 1 кг зерна приравнивается к 1,18 корм. ед. Ржаная солома в запаренном виде — грубый корм, который может использоваться при силосовании сочных растений, также она идёт на подстилку скоту.

Благодаря мощной корневой системе озимая рожь предъявляет меньшие требования к почве, чем другие зерновые. Она хорошо растёт в Нечернозёмной зоне на дерново-подзолистых почвах. Согласно данным Д. Н. Прянишникова, корневая система озимой ржи отличается повышенной усвояющей способностью, прежде всего — труднорастворимых соединений фосфора. Рожь является культурой умеренного и холодного климата и не предъявляет высоких требований к теплу. По сравнению с другими зерновыми культурами она наиболее холодостойка. Некоторые её сорта способны переносить морозы до –25…30^оС даже в малоснежные зимы. Для завершения цикла развития от прорастания семян до созревания зерна в среднем требуется сумма положительных температур 1900^оС (для озимой пшеницы — 2200^оС). Озимая рожь максимально расходует влагу в периоды выхода в трубку – колошения и цветения – налива зерна (Растениеводство, 1986; Панников, 1977; Сысуев, Кедрова и др., 2015).

Главным фактором управления продукционным процессом в современных агротехнологиях являются минеральные удобрения. Их окупаемость зависит от доз, соотношения питательных веществ, сроков и способов внесения. Несбалансированное питание, низкое содержание доступных для растений макро- и микроэлементов приводят к снижению иммунного статуса и повышению заболеваемости растений (Эффективное применение удобрений в Нечернозёмной зоне, 1983; Сычёв, Ефремов, 2018; Сычёв, Аристархов и др., 2009).

В современных условиях применение минеральных удобрений в хозяйствах региона в сравнении с 90-ми годами прошлого столетия резко сократилось в связи с высокими ценами. Нормы внесения минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры в среднем по региону значительно ниже по сравнению со многими зарубежными странами. Так, если на 1 га пашни в Китае вносят 313 кг, во Франции — 191 кг, то в СЗФО в 2015 году — только 43,5 кг д.в. На 1 га посева зерновых и зернобобовых культур в Псковской области вносится порядка 71 кг д.в.

Высокая стоимость минеральных удобрений обуславливает необходимость поиска дополнительных источников элементов питания для сельскохозяйственных растений. Поэтому важное значение в данных условиях приобретает применение универсальных комплексных макро- и микроудобрений, так как элементы питания находятся в них в растворимой форме и лучше усваиваются растениями, тем самым компенсируется недостаток минеральных удобрений.

В последние годы исследователями активно велась селекционная работа по созданию высокоурожайных сортов озимой ржи с низким содержанием водорастворимых арабиноксиланов, которые вызывают негативные последствия в ЖКТ животных. Этим требованиям соответствует новый сорт озимой ржи Новая Эра. Сорт выведен на базе ФГБНУ «Псковский НИИСХ» совместно с селекционерами Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н. И. Вавилова. В 2020 году Госсорткомиссией РФ выдано авторское свидетельство на сорт озимой ржи Новая Эра (Кобылянский, 2014).

Исходя из этого, проведение научно-исследовательской работы по изучению особенностей питания озимой ржи нового сорта Новая Эра в зависимости от доз минеральных удобрений, способов внесения комплексных универсальных удобрений и их химического состава является актуальным.

Цель исследований — изучить влияние минеральных и универсальных комплексных удобрений с макро- и микроэлементами на зерновую продуктивность нового сорта озимой ржи Новая Эра.

Методика исследований. Научно-исследовательская работа по изучению особенностей минерального питания озимой ржи сорта Новая Эра при совместном внесении минеральных и универсальных комплексных макро- и микроудобрений проводилась в 2018–2019 годах сотрудниками лаборатории агротехнологий Псковского обособленного подразделения ФГБНУ «Федеральный научный центр лубяных культур». Закладка полевых опытов и их проведение выполнены в соответствии с «Методикой полевого опыта» (Доспехов, 1979). Почва участка дерново-подзолистая, до закладки опыта имела следующие агрохимические характеристики: рН_КС1 — 5,6, содержание подвижных форм фосфора — 285 мг/кг, калия — 126 мг/кг, NО₃ — 17,3 мг/кг почвы, содержание гумуса — 2,1%.

Опыт был заложен осенью 2018 года в звене севооборота пар – озимая рожь по следующей схеме:

Площадь делянки составляла 75 м². Каждая делянка была разделена на две части, на одной из которых посев производился семенами, не подвергавшимися предпосевной обработке, на второй — семена перед посевом обработали жидким комплексным макро- и микроудобрением «Микромак» в дозе 2 л/т, аналогично исследованиям на озимой пшенице. Повторность четырёхкратная (Шайкова и др., 2020).

Агротехнические мероприятия были выполнены в оптимальные сроки в соответствии с требованиями агротехнологий возделывания озимых зерновых культур в условиях Северо-Запада РФ.

В опыте использовались универсальные комплексные удобрения в следующих дозах внесения: «Кодима Р» — 1 л/га, «Кодафол» — 2 л/га, «Микроэл» — 0,2 л/га, «Страда N» — 3 л/га. Некорневые подкормки были проведены весной дважды — в фазы кущения и начала выхода в трубку.

В ходе работы проводили следующие учёты и наблюдения: фенологические наблюдения; определение влажности почвы по фазам роста растений; определение нитратного азота в почве по фазам роста; подсчёт густоты стеблестоя после всходов и перед уборкой; учёт урожайности зерна прямым комбайнированием, морфологический анализ растений.

Результаты исследований. В результате научно-исследовательской работы получена урожайность зерна озимой ржи сорта Новая Эра в пределах 4,13–5,24 т/га (табл. 1). На урожайность зерна озимой ржи значительное влияние оказывали минеральные удобрения.

1. Влияние минеральных и универсальных комплексных удобрений на урожайность зерна озимой ржи

Примечание: НСР_0,5 — 0,34 т/га.

Следует отметить тот факт, что в контрольном варианте получена достаточно высокая урожайность зерна озимой ржи — 4,13 т/га. Внесение минеральных удобрений способствовало дальнейшему увеличению урожайности.

В вариантах без обработки семян применение удобрений в основную заправку почвы и подкормку по вегетации (фон 1 и фон 2) в сравнении с контрольным вариантом позволило дополнительно получить от 0,41 до 0,71 т/га зерна ржи. Положительную тенденцию увеличения зерновой продуктивности озимой ржи отметили от двухкратного некорневого внесения препаратов: на фоне 1 от комплексного удобрения «Страда N» — 0,25 т/га, на фоне 2 от удобрения «Микроэл» — 0,26 т/га.

Применение в весенний период подкормок азотными удобрениями в дозе N₂₀ способствовало увеличению зерновой продуктивности. При посеве озимой ржи семенами, обработанными препаратом «Микромак», за счёт некорневого внесения таких жидких комплексных удобрений, как «Страда N» и «Микроэл», получены прибавки зерна: на фоне 1 от препарата «Страда N» — 0,46 т/га, на фоне 2 от препарата «Микроэл» — 0,33 т/га. Таким образом проявился усиленный эффект действия данных комплексных удобрений и фоновой обработки семян препаратом «Микромак» на посевах озимой ржи.

Установлено положительное влияние предпосевной обработки семян препаратом «Микромак»: урожайность озимой ржи в контрольном варианте выросла на 0,31 т/га.

Морфологический анализ снопового материала показал, что растения озимой пшеницы перед уборкой имели высоту от 138 до 161 см (табл. 2).

В вариантах с предпосевной обработкой семян ржи препаратом «Микромак» в целом отмечено, что перед уборкой растения ржи были на 8 см выше, чем в вариантах без обработки. Увеличилась кустистость растений, в том числе и продуктивная. В среднем растения ржи сформировали в блоке с применением удобрения «Микромак» на семенах ржи 3,7 стебля, в том числе с выполненным колосом — 3,6 стебля. Без применения предпосевной обработки общая и продуктивная кустистость составила на одно растение соответственно 3,1 и 3,0 стебля.

2. Морфологический анализ растений озимой ржи

Отмечено, что в результате предпосевной обработки семян практически во всех вариантах опыта увеличилась длина колоса. Без предпосевной обработки семян в среднем по фонам длина колоса составила 9,9 см, а с внесением с семенами препарата «Микромак» — 10,7 см.

Озернённость колоса озимой ржи в контрольном варианте составила 42 (фон 1) и 48 зёрен (фон 1 + предпосевная обработка семян). Весенняя подкормка N₂₀ способствовала увеличению числа зёрен в колосе до 54 шт. (на 12 зёрен). Применение жидких комплексных удобрений в период вегетации озимой ржи также повышало число зёрен на фоне 1 на 7,4 и 4,2 зерна в колосе. Масса 1000 зёрен составила в среднем 29,2 г без обработки семян и 30,4 г — в блоке с посевом обработанными семенами.

Аналитические данные по содержанию основных элементов питания в зерне озимой ржи показывают, что содержание азота было заметно ниже аналогичного показателя у зерна пшеницы. Обработка семян комплексным препаратом «Микромак» по всем вариантам исследований увеличила содержание азота в зерне (табл. 3).

3. Содержание основных элементов минерального питания в зерне озимой ржи, % (в абсолютно сухом веществе)

Примечание: б/о — без обработки семян препаратом «Микромак»; с/о — с обработкой семян препаратом «Микромак».

Весеннее внесение азота N₂₀ способствовало и увеличению его содержания в зерне озимой ржи. На фоне 1 в блоке с обработкой семян произошло повышенное накопление азота в зерне в вариантах с некорневыми подкормками универсальными комплексными удобрениями «Микроэл» и «Страда N» до 1,94 и 1,78% соответственно, что выше на 0,85–0,65%, чем в этих же вариантах в блоке опыта, где семена не обрабатывались.

На содержание Р₂О₅ и К₂О в зерне ржи вносимые минеральные и комплексные универсальные удобрения не оказывали заметного воздействия. Содержание Р₂О₅ в зерне было приблизительно одинаковым и составило от 0,78 до 0,91%, содержание К₂О — на уровне 0,68–0,76%.

4. Содержание сырого протеина в зерне озимой ржи и выход сырого протеина

Содержание сырого протеина в зерне ржи в вариантах без обработки семян было на уровне 6,4–9,8%, а в вариантах, в которых перед посевом семена были обработаны препаратом «Микромак», содержание сырого протеина было более высоким и варьировалось от 9,4 до 12,1%. Выход сырого протеина с урожаем зерна в данных вариантах был выше — 450–600 кг/га, что на 130–160 кг/га больше, чем в вариантах без обработки семян. Применение комплексных универсальных удобрений «Микроэл» и «Страда N» на фоне N₄₀P₅₀K₇₀ обеспечивало дополнительный сбор сырого протеина на уровне 90–110 кг/га.

Заключение. Таким образом, предпосевная обработка семян препаратом «Микромак», а затем двухкратное весеннее внесение комплексного удобрения «Страда N» на фоне N₄₀P₅₀K₇₀ способствовало увеличению зерновой продуктивности озимой ржи на 0,46 т/га, а на фоне N₄₀P₅₀K₇₀ + N₂₀ + некорневая подкормка препаратом «Микроэл» — на 0,33 т/га за счёт формирования большего числа продуктивных стеблей и массы 1000 зёрен. Некорневое применение комплексных универсальных удобрений «Микроэл» и «Страда N» на фоне N₄₀P₅₀K₇₀ способствовало увеличению сбора сырого протеина на 90–110 кг/га.

Литература

1. Доспехов Б. А. Методика опытного дела / Б. А. Доспехов. — М.: Колос, 1979. — 207 с.
2. Изучение инновационной зернофуражной низкопентозановой озимой ржи / В. Д. Кобылянский, О. В. Солодухина, Г. Н. Потапова, И. В. Ткаченко, К. А. Галимов // Пермский аграрный вестник. — 2014. — № 1 (5). — С.10–16.
3. Растениеводство / П. П. Вавилов, В. В. Гриценко, В. С. Кузнецов и др.; под ред. П. П. Вавилова. — М.: Агропромиздат, 1986. — 5012 с.
4. Концептуальные направления развития научно-инновационного проекта «Рожь России» / В. А. Сысуев, Л. И. Кедрова, Н. Е. Рубцова, Р. В. Русаков, И. А. Устюжанин, Е. И. Уткина // Достижения науки и техники АПК. — 2015. — Т. 29. — № 11. — С.28–31.
5. Интенсификация продукционного процесса растений микроэлементами. Приёмы управления / В. Г. Сычёв, А. Н. Аристархов, А. Ф. Харитонова, В. П. Толстоусов, Н. К. Ефимова, Н. Н. Бушуев. — Москва, 2009. — 520 с.
6. Сычёв В. Г. Агрохимия в решении задач продовольственной безопасности / В. Г. Сычёв, Е. Н. Ефремов; под ред. В. А. Романенкова // Агрохимия в XXI веке: материалы Всероссийской научной конференции с международным участием, посвящённой памяти академика РАН В. Г. Минеева. 27–28 сентября 2018 г. — Москва, 2018. — 280 с.
7. Шайкова Т. В. Формирование урожая зерна озимой пшеницы под влиянием минеральных и комплексных удобрений в условиях Северо-Запада России / Т. В. Шайкова, М. В. Дятлова, Е. С. Волкова // Кормопроизводство. — 2020. — № 5. — С.34–44.
8. Эффективное применение удобрений в Нечернозёмной зоне / Сост. академик ВАСХНИЛ В. Д. Панников. — М.: Россельхозиздат, 1983. — 270 с.

Impact of mineral and complex fertilizers on grain yield of winter rye in Northwest Russia

Shaykova T. V., PhD Agr. Sc.

Dyatlova M. V., PhD Agr. Sc.

Volkova E. S.

Federal Research Center of Fibre Crops, branch office in Pskov

180559, Russia, the Pskov region, Pskovskiy rayon, Rodina village, Mira str., 1

E-mail: info.psk@fnclk.ru

The research tested the application of complex fertilizers such as seed treatment with “Mikromak” and double topdressing by “Kodima R”, “Kodafol”, “Mikroel”, and “Strada N” on two backgrounds of mineral nutrition. Application of N₄₀P₅₀K₇₀ increased grain productivity by 0.29–0.66 t ha^-1 or 7.0–16.0%. All the preparations positively affected grain yield of winter rye. “Mikromak” and “Strada N” improved grain productivity by 0.46 t ha^-1 on the background of N₄₀P₅₀K₇₀ while “Mikromak” and “Mikroel” — by 0.33 t ha^-1 on the background of N₄₀P₅₀K₇₀ + N₂₀ due to high number of reproductive stems and 1000 kernel weight. Seed treatment by “Mikromak” improved productivity of control plants by 0.31 t ha^-1. “Mikromak” positively affected the number of productive stems from 2.9 to 3.6 pcs, 1000 kernel weight increased from 29.0 to 30.4 g. Crude protein content reached 6.4–9.8% in untreated seeds and 9.4–12.1% — when using “Mikromak”. Crude protein yield amounted to 450–600 kg ha^-1 under “Mikromak” application exceeding the untreated variants by 130–160 kg ha^-1. Application of “Mikroel” and “Strada N” provided the increase in crude protein of 90–110 kg ha^-1 on the background of N₄₀P₅₀K₇₀.

Keywords: winter rye, productivity, mineral fertilizer, new complex fertilizer, application technique.

References

1. Dospekhov B. A. Metodika opytnogo dela / B. A. Dospekhov. — Moscow: Kolos, 1979. — 207 p.

2. Izuchenie innovatsionnoy zernofurazhnoy nizkopentozanovoy ozimoy rzhi / V. D. Kobylyanskiy, O. V. Solodukhina, G. N. Potapova, I. V. Tkachenko, K. A. Galimov // Permskiy agrarnyy vestnik. — 2014. — No. 1 (5). — P.10–16.

3. Rastenievodstvo / P. P. Vavilov, V. V. Gritsenko, V. S. Kuznetsov et al.; pod red. P. P. Vavilova. — Moscow: Agropromizdat, 1986. — 5012 p.

4. Kontseptualnye napravleniya razvitiya nauchno-innovatsionnogo proekta “Rozh Rossii” / V. A. Sysuev, L. I. Kedrova, N. E. Rubtsova, R. V. Rusakov, I. A. Ustyuzhanin, E. I. Utkina // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. — 2015. — Vol. 29. — No. 11. — P.28–31.

5. Intensifikatsiya produktsionnogo protsessa rasteniy mikroelementami. Priemy upravleniya / V. G. Sychev, A. N. Aristarkhov, A. F. Kharitonova, V. P. Tolstousov, N. K. Efimova, N. N. Bushuev. — Moscow, 2009. — 520 p.

6. Sychev V. G. Agrokhimiya v reshenii zadach prodovolstvennoy bezopasnosti / V. G. Sychev, E. N. Efremov; pod red. V. A. Romanenkova // Agrokhimiya v XXI veke: materialy Vserossiyskoy nauchnoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem, posvyashchennoy pamyati akademika RAN V. G. Mineeva. 27–28 sentyabrya 2018 g. — Moscow, 2018. — 280 p.

7. Shaykova T. V. Formirovanie urozhaya zerna ozimoy pshenitsy pod vliyaniem mineralnykh i kompleksnykh udobreniy v usloviyakh Severo-Zapada Rossii / T. V. Shaykova, M. V. Dyatlova, E. S. Volkova // Kormoproizvodstvo. — 2020. — No. 5. — P.34–44.

8. Effektivnoe primenenie udobreniy v Nechernozemnoy zone / Sost. akademik VASKhNIL V. D. Pannikov. — Moscow: Rosselkhozizdat, 1983. — 270 p.