626

го фосфора в почве не оказало существенного влияния на урожайность ячменя

(см. табл. 4).

Таблица 4

Влияние содержания подвижного фосфора в почве на урожайность ячменя (четвѐртая ротация, 1996 - 1999 гг., сорт Роланд)

*- t эксп.<t табл., разница не существенна;

**- разница средних величин существенна при уровне значимости Р=0,05;

***- разница средних величин существенна при уровне значимости Р=0,001.

21

Более низкий оптимальный уровень фосфора в 1996 и 1997 годах можно объяснить тем, что при благоприятных погодных условиях разложение пожнив- но-корневых остатков клевера идѐт более интенсивно. Это способствует лучшему высвобождению фосфора из минеральной части почвы в течение вегетационного периода. В среднем как за четыре, так и за три года (при исключении 1999 года) оптимальное содержание подвижного фосфора для ячменя Роланд в четвѐртой ротации составило 101-150 мг/кг почвы.

В пятой ротации отмечалось резкое снижение уровня урожайности (см. табл. 5). Причин этому несколько. Как уже указывалось, по биологическим особенностям ячмень отличается повышенными требованиями к уровню питания, что объясняется коротким вегетационным периодом и чрезвычайно быстрым усвоением питательных веществ. Период поглощения веществ из почвы заканчивается в средине вегетации. Он имеет слаборазвитую корневую систему в начальный период роста и вместе с тем высокую потребность в это время в питательных веществах. Важнейшим условием интенсивного роста и развития ячменя является достаточная обеспеченность его легкорастворимыми соединениями питательных веществ в начальные фазы жизни – от прорастания до выхода в трубку. В этой ротации в почве резко снизилась подвижность фосфатов, то есть количество легкоусвояемого фосфора за счѐт повышения кислотности. Если в третьей и четвѐртой ротациях подвижность по фосфатным уровням изменялась от 0,11 до 0,71 мг/л, то в пятой ротации от 0,05 до 0,23 мг/л. Отмечено также значительное снижение обменного калия. На уровень урожайности могли оказать влияние сортовые особенности. Сорт Сонет относится к группе сортов требовательных к условиям произрастания.

Таблица 5

Влияние уровней обеспеченности почвы подвижным фосфором на урожайность ячменя (пятая ротация, 2004-2006 гг., сорт Сонет)

Урожайность ячменя сорта Сонет в пятой ротации также повышалась с увеличением содержания подвижного фосфора в почве. Наибольшая прибавка зерна 0,29 т/га в среднем за 3 года получена при содержании фосфора в почве 151-200 мг/кг. Более высокий требуемый уровень содержания подвижного фосфора объ-

22

ясняется также снижением его подвижности. Между урожайностью и подвижностью фосфора установлена средняя корреляционная зависимость (r=0,69±0,11).

Влияние фосфатных уровней на урожайность сельскохозяйственных культур Н.А. Кирпичников и др. (1993) объясняют тем, что при различной обеспеченности почв фосфором складываются неодинаковые условия не только по фосфорному, но и азотному питанию. По их мнению, при высоком содержании фосфора в почве создается более благоприятный азотный режим за счет возрастания азотминерализующей способности почвы и более интенсивного разложения азотсодержащих органических веществ, а также усилением биохимической трансформации азота почвы.

В среднем за девять лет ячмень положительно отзывается на повышение содержания подвижного фосфора в пахотном горизонте почвы до 200 мг/кг, увеличение содержания фосфора свыше 250 мг/кг приводило к снижению урожайности (рис. 1).

Рис. 1. Отзывчивость ячменя на содержание подвижного фосфора в почве (средняя за 9 лет)

Связь между урожайностью зерна и содержанием подвижного фосфора имеет вид параболы и может быть выражена следующим уравнением (1):

У=17,457+0,1733×Рп-0,0004×Рп2, (1)

где У – урожайность ячменя, ц/га; Рп – содержание подвижного фосфора, мг/кг почвы.

23

2.2 Влияние фосфатных уровней на структуру урожайности

Известно, что фосфор ускоряет созревание растений и влияет на развитие репродуктивных органов, способствует лучшему развитию элементов структуры урожайности, повышает выживаемость растений и как следствие количество продуктивных растений на метре квадратном, что подтвердилось в нашем опыте (табл. 6). Наибольшее количество продуктивных растений в среднем за три года (пятая ротация) получено при высоком содержании подвижного фосфора в почве (209 шт./м2). По мере увеличения обеспеченности почвы подвижным фосфором увеличивалась и продуктивность колоса. Так, в среднем за 20042006 гг. наблюдалось существенное увеличение массы зерна с колоса с 0,87 г на низком до 1,04 г на высоком фосфатном фоне. Получению наибольшей продуктивности колоса одинаково положительно способствовали как озерненность колоса, так и крупность зерна. В этим варианте получены наибольшее количество зѐрен в колосе (19,8 шт.) и наибольшая масса 1000 зѐрен (52,7 г). Между содержанием доступного фосфора в почве и рассматриваемыми показателями отмечалась средняя корреляционная зависимость.

Таблица 6

Влияние уровней обеспеченности почвы подвижным фосфором на элементы структуры урожайности ячменя сорта Сонет,

среднее за 2004-2006 гг.

В свою очередь урожайность определяется количеством продуктивных стеблей и массой зерна с колоса, между этими показателями отмечалась высокая достоверная корреляционная зависимость (r=0,90±0,08, 0,72±0,10).

24

Таким образом, положительное влияние доступного фосфора в почве на урожайность ячменя обусловлено увеличением количества продуктивных растений и продуктивностью колоса.

2.3 Влияние фосфатных уровней на химический состав и качество ячменя

Наличие в почве доступных для растений форм питательных элементов в оптимальном для растений соотношении является основным условием формирования высоких урожаев хорошего качества. Различия в химическом составе основной и побочной продукции обусловлены различием в питании культур. При изучении влияния фосфатных уровней на химический состав зерна и соломы в пятой ротации были получены следующие данные (табл. 7). С повышением содержания подвижного фосфора в почве отмечается уменьшение содержания азота в зерне ячменя с 1,84% до 1,65%. Это объясняется тем, что азот использовался на формирование урожая зерна (см. табл. 5), то есть более экономно. Подтверждением этому являются данные таблицы 9. По нашим данным на формировании 1 т зерна при содержании подвижного фосфора в почве 26-50 мг/кг требовалось 22,1 кг азота, а при содержании фосфора 151-200 мг – 20,6 кг. Аналогичная закономерность проявилась по фосфору. По содержанию азота исключение составил фон 101-150 мг/кг, на этом фоне формировалось зерно с более высоким содержанием азота.

Таблица 7

Влияние различной обеспеченности почв фосфором на химический состав зерна и соломы ячменя сорта Сонет, (среднее за 2004-2006 гг.)

В варианте с повышенным содержанием фосфора в почве образовалось наибольшее количество сырого протеина в зерне и соломе, и получен максимальный его сбор (3,08 ц/га). На содержание жира и клетчатки в зерне фосфатные уровни существенного влияния не оказали (табл. 8).

25

Таблица 8

Влияние различной обеспеченности почв фосфором на качество ячменя сорта Сонет, (среднее за 2004-2006 гг.)

2.4 Вынос и коэффициенты использования элементов питания из почвы

Вынос основных элементов питания урожаем ячменя позволяет нам судить о доступности питательных веществ. В.А. Прудников, М.П. Шкель (1989) считают, что вынос азота и фосфора на единицу продукции повышается при внесении удобрении и не зависит от содержания фосфора и калия в почве. Вынос калия возрастает с повышением уровня обеспеченности почвы фосфором и калием и в результате применения удобрений за счет непроизводительного увеличения содержания его в побочной продукции.

Данные по выносу азота, фосфора и калия ячменѐм приведены в таблице 9. Наибольший вынос азота и калия 1 т зерна (с учѐтом побочной продукции) получен на повышенном фосфатном уровне. Вынос фосфора единицей продукции изменялся незначительно. Размеры общего выноса элементов питания зависели от величины урожайности и химического состава зерна и соломы. Наибольший вынос элементов питания с 1 га был в варианте с повышенным содержанием подвижного фосфора.

Таблица 9

Влияние разной обеспеченности почвы подвижным фосфором на вынос элементов питания и коэффициенты использования питательных веществ из почвы, среднее за 2004-2006 гг.

Данные об использовании элементов питания свидетельствуют, что коэффициент использования фосфора изменялся в широких пределах и был обратно пропорционален его содержанию в почве. При повышенном и высоком содержании фосфора в почве в урожае увеличивается доля соломы. Этим объясняется больший вынос калия и более высокие коэффициенты его использования из почвы.

2.5Энергетическая эффективность возделывания ячменя на почвах

сразличными фосфатными уровнями

Для более точной оценки действия фосфатных уровней на ячмене была определена энергетическая эффективность. Энергетические затраты при выращивании ячменя по годам исследований составили 18,6-23,6 ГДж/га, различия были обусловлены уборкой и подработкой урожая (табл. 10).

Таблица 10

Энергетическая эффективность возделывания ячменя на различных фосфатных уровнях

Наибольший биоэнергетический коэффициент на обоих сортах получен при содержании подвижного фосфора в почве 101-150 мг/кг. Важным показателем при расчѐте энергетической эффективности является энергетическая себестоимость производства единицы продукции. Наименьшие энергетические затраты 5,6-5,7 ГДж на производство 1 т зерна на сорте Роланд получены при повышенном содержании фосфора в почве, на сорте Сонет 9,5 ГДж/т – при высоком.

Результаты исследований, проведѐнных на произвесткованных дерновомелкоподзолистых тяжелосуглинистых почвах в течение трех ротаций, показали, что наибольшая продуктивность ячменя без внесения удобрений получена на почвах с содержанием подвижного фосфора 101-200 мг/кг почвы. При неблагоприятных погодных условиях оптимальный уровень усвояемого фосфора в почве составляет не менее 250 мг/кг. Высокий фосфатный уровень позволяет снизить влияние экологических стрессов на культуру, в частности водного стресса. Положительное влияние доступного фосфора в почве на урожайность ячменя обусловлено увеличением количества продуктивных растений и продуктивностью колоса.

В среднем за 9 лет наиболее выгодным с энергетической точки зрения возделывать ячмень на дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почвах с содержанием подвижного фосфора 101-200 мг/кг.

28

ГЛАВА III.ЭФФЕКТИВНОСТЬ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ

НА ЯЧМЕНЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОДЕРЖАНИЯ ПОДВИЖНОГО ФОСФОРА В ПОЧВЕ

На почвах Нечерноземной зоны в первом минимуме находится азот, поэтому решающая роль в формировании урожайности ячменя здесь принадлежит азоту. Прибавки от использования данного элемента достигают от 5,1 до 17,0 ц/га, тогда как от фосфорно-калийных удобрений урожайность возрастает только на 1,0-4,7 ц/га (Масловский В.В. и др., 1977; Кореньков Д.А., 1977, 1990; Пискунов А.С. и др., 1989; Минеев В.Г. др., 1990; Ивойлов А.В. др., 1994; Завалин А.А. и др., 1998; Лапа В.В. и др., 1995; Ладонин В.Ф., 1996; Байрамов Л.Э.,

2000).

Азот является обязательной составной частью всех белков, нуклеиновых кислот, хлорофилла и других биологически активных соединений. При ограниченном азотном питании в самый ранний период от прорастания семян до появления 4-5 листа посевы слабо развиваются, особенно листовая поверхность, ослабевает энергия кущения. Происходит некомпенсируемое в дальнейшем укорачивание зачаточного колоса и уменьшение числа колосков; в последующие фазы онтогенеза дефицит азота ухудшает налив зерна и его качество (Пря-

нишников Д.Н., 1963; 1976; Ратнер Е.И., 1965; Минеев В.Г. и др., 1980).

Работами В.В. Церлинг (1950) с пшеницей и Н.Н. Нецветаевой (1952) с ячменем установлено, что при недостатке азотного питания в первый период развития (до начала выхода в трубку) число колосков в соцветии резко снижается в результате ускоренного развития (после начала его дифференциации), а во второй период уменьшается озерненность вторичных стеблей, что приводит

кснижению урожайности.

Внастоящее время имеется большое количество литературных источников доказывающих, что каждый килограмм азота в минеральных удобрениях возвращается с поля в виде 15 кг добавочного урожая зерна (Мошкин А.И., 1969; Иванова Т.И. и др., 1971; Петербургский А.В., 1973; Безносиков В.А., 1977; Королѐва Р.О., 1977; Кирякова Е.М., 1982, 1984, 1988).

Эффективность азотных удобрений находится в прямой зависимости от обеспеченности почвы другими элементами питания, в первую очередь подвижным фосфором (Попова С.И. и др., 1977; Аристархов А.Н. и др., 1979; Калинин А.И., 1979; Крылова О.П., 1981; Бабарина Э.А. и др., 1985, Чумаченко И.Н., 1995, Дербенѐва Л.В. и др., 1996, Дербенѐва Л.В., 2001; Зимин Д.А., 2001; Уразалиев Р.А. и др., 2003).

29

Работами В. Мосолова и В. Александровской (1960) выявлено, что при достаточном содержании фосфора в почве образовывается значительно больше корневых волосков и нужное количество фосфорной кислоты поглощается при меньшей общей массе корней.

Вопытах С.И. Поповой и др. (1977) при внесении N120 при содержании подвижного фосфора 110 мг/кг урожайность ячменя составила 39,9 ц/га, при

183 мг/кг – 47,4 ц/га.

ВКировской области на подзолистой суглинистой почве с повышенной кислотностью урожайность зерна ячменя на различных полях находилась в прямой зависимости от содержания подвижного фосфора в почве. На поле, где

впахотном слое содержание фосфора было низкое, урожайность ячменя в среднем за два года составила 4,8 ц/га, а на поле с повышенным содержанием фосфора 11,5 ц/га. При внесении (РК) 40 кг/га урожайность практически не повышалась и была на уровне контроля. Однако при внесении на этом фоне N40 прибавки урожая зерна возросли на 3,5-6,0 ц/га, а при внесении азота 60 кг/га на 4,5-8,7ц/га (Беляков И.И., 1990).

В.Д. Судаков и др. (1992) отмечают, что при уровнях содержания в пахотном горизонте фосфора и калия до 100 мг/кг с изменением величины рН от 5,4 до 6,3 доля действия удобрений составляла 35%. С повышением содержания подвижного фосфора до 200 мг/кг почвы отрицательное действие почвенной кислотности практически не проявлялось, зато доля действия удобрений и, прежде всего, азотных усиливалась до 78%.

М.И. Макеева и др.(1978), Л.А. Лебедева и др. (1985) в то же время считают, что резкое преобладание азота над фосфором в питательной среде приводит к усиленному синтезу белков и снижению накопления сахаров в растении. Повышение же уровня фосфорного питания способствует накоплению в листьях растений минерального фосфора, а, следовательно, и сахаров (за счѐт сахарозы) с одновременным снижением содержания белка. Поэтому одной из причин недостаточной эффективности фосфорных и азотных удобрений является несбалансированный состав питательных веществ в почве, ведущий к нарушению физиолого-биологических процессов в растении.

А.А. Прошляков, А.А. Бубнов (1971), Н.Г. Суров, Л.К. Юферева (1977) Т.Н. Кулаковская и др. (1980), Н.С. Алметов (1996), К.И. Саранин, В.И. Каничев (2000) рекомендуют под ячмень на дерново-подзолистых почвах хорошо обеспеченных фосфором вносить азот не более 90 кг/га, В.Д. Судаков и др. (1980) при нейтральной реакции – 30 кг/га.

30