626

рений, несбалансированных по отдельным элементам питания, приводит к понижению эффективности их использования и загрязнению окружающей среды.

Для выявления оптимального соотношения элементов питания в удобрении для ячменя в 2004-2006 гг. был заложен однофакторный полевой опыт на учебнонаучном опытном поле Пермской государственной сельскохозяйственной академии по следующей схеме (опыт 6):

5.N60 P30 К90;

Вотличие от общепринятого метода, заключающегося в прямом опреде-

лении наилучших доз отдельных питательных элементов, в частности NРК, для растений Д.Б. Вахмистровым (1982) предложен другой подход, имеющий ряд существенных отличий.

Сущность этого метода состоит в том, что вместо определения доз отдельных элементов питания предлагается определить два интегральных оптимума. Первый из них – оптимальная суммарная доза N+P+K в удобрении, второй – оптимальное соотношение N:Р:К внутри этой дозы.

Нами в опыте в качестве суммарной дозы взята доза 180 кг/га, так как ранее в Предуралье Н.А. Корляковым (1959), В.Н. Прокошевым (1968) под яровые зерновые рекомендована доза удобрений N60Р60К60. Предшественником в опыте была озимая рожь.

Объект исследований – сорт ячменя Сонет. Удобрения в опытах вносили вручную весной разбросным способом под предпосевную культивацию. Из удобрений использовали аммонийную селитру, двойной суперфосфат и калий хлористый. Повторность вариантов шестикратная, расположение вариантов систематическое. Общая площадь делянки в опыте составила – 7,2 м2, учетная – 2 м2

Почва опытного участка дерново-мелкоподзолистая тяжелосуглинистая. Агрохимическая характеристика пахотного слоя по годам исследований приведена в таблице 85.

Пахотный слой, характеризуется высокой степенью насыщенности основаниями, среднекислой реакцией почвенного раствора. Обеспеченность подвижным фосфором средняя, обменным калием – повышенная и высокая.

121

Таблица 85

Агрохимическая характеристика пахотного слоя дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы по годам исследований

7.1 Урожайность

Несоблюдение требуемых соотношений элементов питания приводит к нарушению роста и развития растений, которое отрицательно сказывается на уровне урожайности зерна, подтверждается и нашими исследованиями. Результаты проведенных опытов показали, что на урожайность зерна ячменя значительное влияние оказывает не столько абсолютное содержание азота, фосфора и калия, сколько их соотношение в питательной среде (табл. 86).

Таблица 86

Влияние соотношений элементов питания на урожайность ячменя сорта Сонет, кг/10 м2

В условиях 2004 г. наибольшая урожайность получена в варианте с соотношением N: P: К – 1:1:1. В 2005 году выделились сразу два варианта с соотношением элементов питания 1:1:1 и 1,5:0,5:1, а в 2006 г. лучшим соотношением было 1,5:1:0,5. Вегетационный период двух последних лет характеризовался неравномерными условиями увлажнения.

Увеличение или снижение атмосферных осадков снижает активность почвенных микроорганизмов и соответственно нитрифицирующую способность почвы. Это приводит к повышению эффективности более высоких доз азотных удобрений.

Исходя из этого, можно сказать, что основным фактором, оказывающим существенное влияние на урожайность ячменя, является внесение азотных удобрений. Это полностью подтверждается для нечерноземной зоны многочисленными литературными данными (Кореньков Д.А., 1990; 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).

Анализируя урожайные данные в среднем за 2004-2006 гг. можно отметить, что при суммарной дозе N+P+K в удобрении 180 кг/га наилучшим соотношением элементов является 1:1:1. Урожайность в этом варианте в среднем за три года была наибольшей и составила 4,57 кг/10 м2. Такие же данные были получены И.Т. Першак (1976).

Для изучения влияния соотношения N:Р:К в удобрении на урожай удобно пользоваться триангулярной матрицей, которая позволяет графически выразить тройное соотношение одной точки с тремя координатами (Вахмистров Д.Б., 1982). Если из точек на триангулярной диаграмме, соответствующих используемым в опыте соотношениям N:Р:К в среде, восстановить к еѐ плоскостям перпендикуляры, эквивалентные полученным урожаям, то вершины перпендикуляров образуют поверхность отклика соотношение – урожай. Такая поверхность имеет вид купола, вершина которого соответствует максимально возможному в этих условиях урожаю. А проекция вершины на основание – оптимальному соотношению N:Р:К в среде (рис. 14). В связи с этим расчетным путѐм мы установили, что оптимальным соотношением N:Р:К внутри суммарной дозы 180 кг/га в среднем за три года является соотношение 1,5:0,7:0,8 (N90:Р40:К50).

123

Рис. 14. Триангулярная матрица влияния соотношений элементов питания в удобрении при суммарной дозе 180 кг д.в./га на урожайность зерна ячменя, (среднее за 2004-2006 гг.)

7.2 Структура урожайности

Величина биологического урожая зависит от степени развития и количественного выражения всех элементов структуры урожая. Между элементами урожая существует взаимосвязь и взаимозаменяемость. Недостаточная величина одного элемента структуры урожайности может перекрываться более сильным развитием другого, что можно регулировать в частности соотношениями элементов питания в удобрении.

Полевая всхожесть семян была низкой и варьировала по годам (табл. 87).

124

Таблица 87

Влияние соотношения элементов питания на полевую всхожесть и выживаемость растений ячменя

Примечание: фактически высеянных всхожих зерен 2004 г. – 471 шт./м2, 2006 г. – 479 шт./м2

Более благоприятные условия для полевой всхожести складывались в 2006 г. Выживаемость растений за вегетацию была большей в вариантах применения удобрений, но определѐнной закономерности еѐ изменения в зависимости от соотношений элементов питания не выявлено.

В среднем за три года исследований выявлено, что в вариантах с внесением минеральных удобрений к уборке сохранилось больше растений, чем на контроле (табл. 88), но четкой зависимости изменения количества продуктивных растений на единице площади в вариантах с внесением удобрений не выявлено. Колебания по вариантам опыта составили от 206 до 236 шт./м2, и на количество растений соотношения элементов питания в удобрении не повлияли.

Важным элементом структуры урожайности является продуктивная кустистость. Как известно из многочисленных источников азот в фазу кущения способствует увеличению кустистости, а калий отвечает за закладку продуктивного колоса (Карманенко Н.М., 1967,1969; Коданев И.М., 1984). В среднем за 3 года более благоприятные условия для развития данного показателя сложились при соотношении элементов питания 1:1:1, в остальных вариантах этот показатель существенно не изменялся. При этом соотношении сформировалось наибольшее число продуктивных стеблей (405 шт./м2).

125

Таблица 88

Влияние соотношения элементов питания на формирование продуктивного стеблестоя ячменя, (среднее за 2004-2006 гг.)

Урожайность ячменя находится в прямой зависимости от продуктивности колоса, элементами которой являются озернѐнность колоса и масса 1000 зѐрен (табл. 89).

Таблица 89

Влияние соотношения элементов питания на формирование продуктивности колоса ячменя, (среднее за 2004-2006 гг.)

126

Различные соотношения элементов питания по разному влияли на элементы продуктивности колоса. Наибольшая масса зерна с колоса получена в вариантах с соотношением элементов питания 1:1:1 и 2:0,5:0,5 и составила соответственно 1,13 и 1,14 (при НСР05 = 0,03 г). В первом случае она получена за счет большего количества зерен в колосе в связи с тем, что длина соцветия была больше, а во втором – за счет более крупных зерен. Масса 1000 зѐрен в варианте с соотношением элементов питания 2:0,5:0,5 составила 56,8 г, а в варианте с соотношением элементов питания 1:1:1 оказалась несколько меньше

– 53,8 г.

Это снижение можно объяснить тем, что в этом варианте кустистость была выше, а продуктивность у стеблей разного порядка (главных и побегов кущения) различается. Как правило, продуктивность выше у главных побегов (стеблей). Наибольшая биологическая урожайность 4,56 кг/10 м2 в варианте с соотношением элементов питания 1:1:1 получена за счет большего количества продуктивных стеблей (см. табл. 88).

Таким образом, при оптимальном соотношении элементов питания в удобрении увеличивалась продуктивность колоса, повышалась густота продуктивного стеблестоя, которые позволили получить наибольшую урожайность зерна ячменя сорта Сонет.

7.3. Динамика элементов питания в почве

Одним из основных факторов внешней среды, оказывающих воздействие на рост, развитие и продуктивность ячменя являются условия питания. Данные по содержанию элементов питания в почве представлены в таблице 90. От внесения минеральных удобрений увеличилось содержание питательных веществ в почве.

Как показали результаты математической обработки, урожайность ячменя зависела от содержания минерального азота (r = 0,76±0,25; r = 0,83±0,21) и обменного калия (r = 0,64±0,29; r = 0,65±0,29) в фазу кущения и цветения. Содержание фосфора в почве не оказало существенного влияния. По данным Е.В. Покровской и М.В. Шулегиной (1995) для зерновых культур достаточно иметь в почве 50-80 мг/кг фосфора. Почва опытного участка характеризуется повышенной обеспеченностью данным элементом, чем и объясняется слабая отзывчивость ячменя на изменение содержания фосфора в почве по вариантам опыта.

127

Таблица 90

Влияние соотношения элементов питания на содержание подвижных элементов питания в почве, мг/кг почвы, среднее за 2004-2006 гг.

По результатам статистического анализа урожайность ячменя определялась содержанием элементов питания в фазу кущения (r = 0,81±0,22), которая выражается в виде следующего уравнения:

У=-3,17+0,046N-0,009Р+0,027К (15),

где У – урожайность, ц/га;

N, Р, К – содержание подвижных форм азота, фосфора и калия в почве, мг/кг.

7.4 Химический состав зерна и соломы

Полную характеристику действия удобрений можно получить в том случае, если помимо конечного урожая учитываются показатели качества. Повышенное снабжение ячменя азотом способствует увеличению количества этого элемента в зерне ячменя и повышает его белковость. Наибольшее содержание общего азота было при соотношении 1,0:1,5:0,5 и составило 2,11% (табл. 91).

Содержание белкового азота определяется уровнем азотных удобрений, максимальное количество 1,93% получено при внесении азота в дозе 120 кг/га. Увеличение доли азота в соотношении элементов питания приводит к повышению содержания небелкового азота в зерне ячменя с 0,07% (в варианте с долей азота 0,5) до 0,26% (в варианте с долей азота 1,5).

Нужно отметить, что в варианте с равным соотношением элементов питания содержание небелкового азота было 0,06%, что позволяет нам говорить о более благоприятных условиях перехода азота удобрения в азот белка. Повы-

128

шение калия в соотношении во все годы проведения опытов снижало содержание, как общего, так и белкового азота.

Таблица 91

Влияние соотношения элементов питания на содержание азота в зерне ячменя, % в воздушно-сухом веществе, (среднее за 2004-2006 гг.)

Содержание зольных элементов в зерне ячменя во многом зависело от соотношения элементов питания (табл. 92).

Таблица 92

Влияние соотношения элементов питания на химический состав зерна ячменя, % в воздушно-сухом веществе, (среднее за 2004-2006 гг.)

Наибольшее содержание фосфора и калия было в вариантах с 1,5 долей этих элементов и составило 0,75% и 0,51% соответственно. При снижении доли фосфора в соотношении до 0,5 идѐт снижение содержания фосфора в зерне до 0,58-0,63%. Такая же закономерность наблюдается и по калию.

129

Применяемые удобрения оказали влияние на элементный состав соломы ячменя (табл. 93). Увеличение доли азота и калия в соотношении повышает содержание данных элементов в соломе ячменя. На содержание фосфора в соломе ячменя соотношение элементов в составе используемых удобрений влияния не оказали.

Таблица 93

Влияние соотношения элементов питания на химический состав соломы, % в воздушно-сухом веществе, (среднее за 2004-2006 гг.)

7.5 Кормовая ценность зерна

Важными показателями качества фуражного зерна является содержание в нѐм белка и сырого протеина. Полученный нами экспериментальный материал показывает, что процесс образования белка замедляется в условиях недостаточного снабжения растений азотом и при повышенном уровне фосфорного и калийного питания (табл. 94). И.В. Мосолов (1968) объясняет это тем, что при повышенном уровне фосфора интенсивность его включения во фракции фосфорорганических соединений снижается из-за недостаточного питания азотом. Особенно на этот показатель влияет калий. Увеличение в соотношении доли калия ведѐт к снижению содержания белка в зерне ячменя. Содержание сырого протеина в зерне и соломе ячменя в основном зависело от доз азотных удобрений. Сбор белка и сырого протеина с 10 м2 в большей степени определялся урожайностью, наибольшими они были в варианте с соотношением элементов питания 1:1:1.

130