Особенности азотной подкормки озимой тритикале сорта Тимирязевская 150 в условиях Центрального района Нечернозёмной зоны

УДК 633.112.9:581.133

Особенности азотной подкормки озимой тритикале сорта Тимирязевская 150 в условиях Центрального района Нечернозёмной зоны

Шаров А. Ф., кандидат сельскохозяйственных наук

Игонин В. Н., кандидат сельскохозяйственных наук

Мельников В. Н., кандидат сельскохозяйственных наук

Бусурманкулов А. Б., кандидат сельскохозяйственных наук

ФГБОУ ВО «РГАУ–МСХА им. К. А. Тимирязева»

127550, Россия, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49

E-mail: t.sharov1951@yandex.ru

Исследования проводись на Полевой опытной станции РГАУ–МСХА им. К. А. Тимирязева в 2016–2017 годах. В работе представлены результаты полевых опытов по внесению аммиачной селитры в различных сочетаниях с целью изучения эффективности применения азотной подкормки на озимой тритикале сорта Тимирязевская 150. В ходе проведения опытов определена количественная зависимость между урожаем зерна и внесением азота в возрастающих дозах в виде: Y = 13,89 ln x + 46,54. По величине максимальной урожайности (8,5 т/га) и показателям эффективности использования азота определена оптимальная доза удобрений (N₁₂₀) для дерново-подзолистых среднесуглинистых почв. Применение азотной подкормки в виде разового внесения (N₁₂₀), двукратного внесения (N₆₀₊₆₀) и трёхкратного внесения (N_60+30+30; N_30+60+30 и N_кр (70% + 20% + 10%)) не выявило преимущества какого-либо варианта в сборе урожая. Очевидно экономическое преимущество разового внесения азота.

Ключевые слова: возрастающая доза удобрений, дробное внесение, подкормка, урожай.

При программировании урожаев необходимо располагать научно обоснованными знаниями о количественной связи межу урожаем и удобрениями с целью установления их оптимальных доз применительно к новым культурам и сортам. Основной метод выявления этой зависимости — полевой опыт с внесением удобрений в возрастающих дозах (Державин, 1992), по результатам которого устанавливаются количественные взаимоотношения величины и качества урожая от действия минеральных удобрений под влиянием факторов внешней среды. Кроме этого, такие исследования позволяют оценить экологическую пластичность и устойчивость растений при использовании высокого минерального фона, особенно азотных удобрений.

Наряду с установлением оптимальных доз нуждаются в дополнении и уточнении данные о сроках применения удобрений, например ранней весной, или кратность внесения расчётной дозы.

Для выяснения эффективности влияния возрастающих доз азотных удобрений на урожай озимой тритикале сорта Тимирязевская 150 в 2015–2018 годах на Полевой опытной станции РГАУ–МСХА был заложен полевой опыт по следующей схеме: 1 — контроль; 2 — внесение азота в дозе 60 кг д.в. (N₆₀); 3 — внесение азота в дозе 120 кг д.в. (N₁₂₀); 4 — внесение азота в дозе 180 кг д.в. (N₁₈₀); 5 — внесение азота в дозе 240 кг д.в. (N₂₄₀) на 1 га.

Почвы опытного участка дерново-среднеподзолистые, рН_сол — 5,1. Содержание подвижного фосфора — 240–260 мг, калия — 160–180 мг на 1 кг почвы, гумуса — 3,1%.

Технология возделывания традиционная для зерновых культур. Предшественником был викоовсяной пар. Обработка почвы включала вспашку и две культивации, в том числе предпосевную. Против сорняков проводили осеннее внесение гербицида «Алистер Гранд». В борьбе с мучнистой росой использовали «Солигор» (в момент выколашивания).

Удобрения в виде аммиачной селитры вносили путём весенней подкормки с начала физической спелости почвы.

Объектом исследований являлась озимая тритикале сорта Тимирязевская 150 селекции РГАУ–МСХА (авторы: В. Н. Игонин, В. В. Пыльнев и др.). Сорт гексаплоидный, зерновой направленности. Максимальная урожайность при сортоиспытании достигала 9,9 т/га. Содержание белка — 12–14%. Сорту характерна высокая зимостойкость, устойчивость к полеганию и средняя восприимчивость к болезням.

Опыт заложен в пятикратной повторности с рендомизированным размещением вариантов. Норма высева семян — 4,5 млн всхожих семян на 1 га. Учётная площадь делянки — 50 м².

Условия вегетации значительно отличались от среднемноголетних величин. Так, 2018 год был засушливым, гидротермический коэффициент составил 0,10 мм на каждый градус среднесуточной температуры (норма — 0,15 мм). В 2017 году во время вегетации количество осадков значительно превысило норму, что увеличило ГТК до 0,25 мм на градус. 2016 год был контрастным по погодным условиям. Первая половина вегетации (май-июнь) была засушливой, а в июле и августе условия сложились избыточно влажные (ГТК = 0,17 мм/ºС).

Во все годы исследований осеннее развитие растений было нормальным. Гибели от перезимовки не наблюдалось. Не отмечено и полегания растений.

Результаты исследований. Азотная подкормка в возрастающих дозах (табл. 1) во все годы исследований обеспечивала достоверную прибавку урожая. При этом точность опыта находилась в пределах 4–7%. Самая высокая урожайность наблюдалась в 2017 году в варианте с внесением 120 кг азота на 1 га и достигла 8,5 т/га зерна. В этом же варианте, но в засушливом 2018 году сбор зерна озимой тритикале составил 5,56 т при разнице около 3 т.

1. Влияние возрастающих доз азотных удобрений на урожай озимой тритикале, т/га (2016–2018 гг.)

Примечание: НСР₀₅ = 1,34 т, точность опыта — 6,8%.

Результаты дисперсионного анализа данных табл. 1, где в качестве повторности опыта представлены годы исследований, показывает, что вариация фактора удобрений оценивается в 52%, а условий среды — в 27%. Это позволяет заключить, что удобрения в возрастающих дозах оказывали более значительное влияние на урожайность, чем среда.

Зависимость урожая от действия удобрений носила различный характер — от прямолинейной до параболической.

Для выявления количественной зависимости возрастающих доз азотных удобрений на урожайность были рассчитаны уравнения регрессий (рис. 1, 2).

Рис. 1. Линейная регрессионная модель

В ходе расчётов проводили выравнивание экспериментальных данных (методом МНК) и подбор функциональных моделей с помощью критерия R-квадрат.

Проведённые расчёты показывают, что зависимость наиболее приближена к кривой логарифмического вида. Расчётная величина коэффициента детерминации для логарифмической модели выше, чем в случае с линейной зависимостью, которая, как считает Державин (1992), чаще соответствует условиям ЦРНЗ. Установленная количественная зависимость урожая озимой тритикале от действия азотной подкормки вида Y = 0,375 ln x + 4,49 может служит основанием для расчёта доз азотных удобрений на планируемый урожай.

Рис. 2. Логарифмическая регрессионная модель

Данные табл. 1 позволили рассчитать коэффициенты использования азота, энергетическую и экономическую эффективность применения азотной подкормки в возрастающих дозах (табл. 2).

2. Показатели эффективности использования возрастающих доз азотных удобрений посевами озимой тритикале

Анализ приведённых в табл. 2 показателей говорит о том, что и коэффициент использования азота из удобрений, и энергетический КПД, и окупаемость затрат удобрениями имели наибольшие значения в варианте с внесением N₁₂₀.

Резюмируя результат трёхлетних полевых опытов, стоит отметить, что оптимальным вариантом весенней подкормки озимой тритикале азотом может служить доза 120 кг/га, поскольку в этом варианте опыта получена максимальная урожайность зерна (8,5 т/га). В полном соответствии с прибавкой урожая находились коэффициенты внесения азотных удобрений. Так, коэффициент использования азота из удобрения достигал 52%. Энергетический КПД применения удобрений из расчёта на прирост основной продукции составил 4,7. Окупаемость зерна на 1 руб. затрат достигла величины 0,35 кг. На 1 кг внесённого азота посевы формировали 17,5 кг зерна.

Нечернозёмная зона нашей страны — это зона потенциально возможного вымывания питательных веществ. Из основных питательных веществ больше всего теряется азота. Несомненно, дробное внесение удобрений обеспечивает более полное питание растений (Кидин, 2012).

Отсутствие данных для озимой тритикале, а также единого мнения о сроках и дозах дробного внесения (Эффективность удобрений, 1972) говорит о том, что этот очень важный для практики применения удобрений вопрос требует более детального изучения. С этой целью был заложен опыт по следующей схеме: контроль, N₁₂₀, N₆₀₊₆₀, N_60+30+30, N_30+60+30, внесение азота по кривой роста (N_кр). В последнем варианте удобрения применяли в соответствии с приростами сухого вещества по фазам развития. Для этой цели были использованы данные темпов прироста биомассы. Удобрения вносили в следующие фазы: период весеннего кущения, фазу флагового листа и фазу цветения.

В опыте с дозированным азотным питанием (табл. 3), где изучались различные варианты кратности внесения N120, от разовой дозы до подкормки азотом по графику нарастания надземной массы, достоверного преимущества какого-либо варианта не выявлено.

Вместе с тем, как следует из анализа урожайных данных, изменилось соотношение дисперсий. Так, на долю дисперсии среды приходилось 51% общей вариации, а вот на долю удобрений — 40%.

Сравнение этих результатов с данными табл. 1 позволяет предположить, что повышение дозы увеличивает норму реакции озимой тритикале на действия азотных удобрений и, как следствие, обеспечивает экологическую устойчивость посевам. А вот дробное их применение не влияет на адаптивность озимой тритикале.

3. Урожайность озимой тритикале сорта Тимирязевская 150 при разных вариантах дробного внесения азота, т/га (2016-2018 гг.)

Примечание: НСР₀₅ = 0,8 т, точность, опыта — 4,3%.

Оценка зависимости между вариантами опыта и условиями среды с помощью статистического метода (Eberhart, Russell, 1966) выявляет, что наиболее пластичными среди всех вариантов были варианты с внесением N₁₂₀, N_кр, N₆₀₊₆₀. Именно в этих вариантах значение коэффициента регрессии bi превышало 1.

Выравнивая приведённые в табл. 3 данные методом наименьших квадратов, получаем теоретические значения зависимости урожая озимой тритикале от дробного применения удобрений (табл. 4).

Выстроенные по этим значениям линии регрессии типа y = x _ср – bi I (где x_ср — среднее значение урожайности, bi — коэффициент регрессии, I — индекс среды) показывают, что в благоприятных условиях среды линии регрессии N₁₂₀ и N_кр находятся выше других, то есть данные варианты более отзывчивы на благоприятные условия. Тогда как в неблагоприятных условиях отзывчивость выше у посевов с внесением N_кр и N₆₀₊₆₀, т.е. у указанных вариантов выше устойчивость к действиям неблагоприятных условий.

Продолжая анализ табл. 3, проведём расчёт среднеквадратического отклонения, который можно рассматривать как стабильность, т.е. приспособленность данного варианта посева под условия среды (σ²).

4. Теоретические значения урожайности озимой тритикале от действия дробного внесения азота (N₁₂₀), т/га

Наибольшей стабильностью отличались варианты с разовым внесением (N₁₂₀) и вариант с внесением азота в два срока (N₆₀₊₆₀). Эти варианты характеризуются самым низким значением дисперсии. Они как бы «подогнаны» под условия среды, что является признаком высокой продуктивности.

Обобщая в целом данные дробного внесения азота, следует признать, что рекомендовать производству какой-либо вариант из вышеприведенной схемы азотной подкормки озимой тритикале ещё рано из-за недостаточности доказательств. В этой связи можно предположить, что разовое применение азота будет экономически более выгодным способом.

Заключение. Подводя итоги трёхлетних полевых опытов, важно отметить, что оптимальной дозой азотных удобрений, внесённых под посевы озимой тритикале сорта Тимирязевская 150 в виде ранневесенней подкормки, является доза N₁₂₀ кг д.в. В данном варианте опыта растения озимой тритикале наиболее эффективно используют минеральный азот. В ходе проведённых исследований не установлено преимущество дробного внесения азота. Экономически целесообразно посевы озимой тритикале подкармливать разовым внесением аммиачной селитры.

Литература

1. Державин Л. М. Применение минеральных удобрений в интенсивном земледелии / Л. М. Державин. — М.: Колос, 1992. — 270 с.
2. Кидин В. В. Система удобрений / В. В. Кидин. — М.: Издательство РГАУ–МСХА, 2012. — 535 с.
3. Эффективность удобрений. — М.: Колос, 1972. — 254 с.

4. Eberhart S. U. Stability parameters for comparing varieties / S. U. Eberhart, W. A. Russell // Crop Sci. — 1966. — No. 1. — P.36–40.

Fertilizing winter triticale “Timiryazevskaya 150” by nitrogen in the Central Non-Chernozem region

Sharov A. F., PhD Agr. Sc.

Igonin V. N., PhD Agr. Sc.

Melnikov V. N., PhD Agr. Sc.

Busurmankulov A. B., PhD Agr. Sc.

Russian Timiryazev State Agrarian University

127550, Russia, Moscow, Timiryazevskaya str., 49

E-mail: t.sharov1951@yandex.ru

Investigations took place at the Field Experimental Station of the Russian Timiryazev State Agrarian University in 2016–2017. The field trial aimed at testing the effectiveness of nitrogen fertilizers, applied as ammonium nitrate in various combinations on winter triticale “Timiryazevskaya 150”. Grain yield positively correlated with nitrogen rate: Y = 13.89 ln x + 46.54. N₁₂₀ was shown to be the optimal fertilization rate resulting in yield of 8.5 t ha^-1 and effective nitrogen use on sod-podzolic soil with medium clay content. Split application of nitrogen once (N₁₂₀), twice (N₆₀₊₆₀) and trice (N_60+30+30; N_30+60+30 and N (70% + 20% + 10%) varied insignificantly in their influence on crop yield. Single nitrogen application was more effective economically.

Keywords: fertilizer increased rate, split fertilizing, topdressing, yield.

References

1. Derzhavin L. M. Primenenie mineralnykh udobreniy v intensivnom zemledelii / L. M. Derzhavin. — Moscow: Kolos, 1992. — 270 p.

2. Kidin V. V. Sistema udobreniy / V. V. Kidin. — Moscow: Izdatelstvo RGAU–MSKhA, 2012. — 535 p.

3. Effektivnost udobreniy. — Moscow: Kolos, 1972. — 254 p.

4. Eberhart S. U. Stability parameters for comparing varieties / S. U. Eberhart, W. A. Russell // Crop Sci. — 1966. — No. 1. — P.36–40.