Формирование вегетативной массы растений яровой пшеницы в зависимости от минеральных удобрений в течение вегетации

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Яровая пшеница, распространение, биологические особенности

1.2 Условия минерального питания и влияние удобрений на урожай, и качество зерна яровой пшеницы

1.3 Использование азотных удобрений

1.4 Техника внесения минеральных удобрений

1.5 Почвенно - растительная диагностика, ее применение для оптимизации минерального питания яровой пшеницы

1.6 Пути повышения эффективности азотных удобрений

2. ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Объекты проведения исследований

2.2 Метеорологические условия

2.3 Почвенные условия

2.4 Методы проведения исследований

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Формирование вегетативной массы растений яровой пшеницы в зависимости от минеральных удобрений в течение вегетации

3.2 Влияние основного внесения минеральных удобрений и некорневых азотных подкормок на урожайность яровой пшеницы

3.3 Влияние некорневых азотных подкормок на качество зерна яровой пшеницы

3.4 Влияние применения минеральных удобрений на общий вынос и потребление элементов питания яровой пшеницы

4. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПОД ЯРОВУЮ ПШЕНИЦУ

ВЫВОДЫ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Производство зерна постоянно находится в центре аграрной политики. Современный уровень его не удовлетворяет потребности страны как в обеспечении фуражным зерном, что является одной из главных причин, сдерживающих рост производства мяса и других продуктов животноводства, так и в обеспечении высококачественным продовольственным зерном. Возможности для расширения площадей зерновых с каждым годом уменьшаются. Поэтому увеличение валового сбора зерна может главным образом идти за счет подъема урожайности. Данные науки и передовой опыт в различных зонах страны показывают, что на основе рационального использования земли и повышения плодородия почв урожайность зерновых культур может быть увеличена в 1,5 - 2 раза.

Интенсификация сельского хозяйства повысила требования к основным показателям сортов пшеницы - потенциалу урожайности, качеству зерна, способности противостоять неблагоприятным факторам среды и эффективно использовать почвенно-климатические условия. Важный резерв в увеличении урожайности пшеницы - посевы районированными сортами. Не менее важный резерв производства зерна заключается в посеве пшеницы семенами высоких посевных качеств.

Сложность в обеспечении хозяйств высококачественными семенами состоит в том, что хлеба во многих районах зоны скашиваются раньше, чем зерно достигнет полной спелости. При этом высока начальная влажность зерна, особенно при уборке в дождливую осень.

Необходимо разработать и усовершенствовать для каждой зоны страны высокоэффективные технологии и комплексы машин по возделыванию, уборке и послеуборочной обработке зерна, обеспечивающие при сохранении и повышении плодородия почвы получение высоких урожаев, сокращение потерь, улучшение качества продукции при снижении энергетических и трудовых затрат и отвечающие требованиям специализации и концентрации сельскохозяйственного производства.

Яровая пшеница в зерновом балансе страны занимает ведущее место, поэтому увеличение ее продуктивности - главная задача сельхозпроизводителей. Роль высококачественного пшеничного зерна как продукта питания значительно повышается с ростом уровня жизни людей, потребности которого становятся все более разносторонними.

Минеральное питание - одно из наиболее доступных факторов для регулирования жизнедеятельности растений. Рациональное использование минеральных удобрений неразрывно связано с разработкой наиболее эффективных доз, сроков и способов их внесения под сельскохозяйственные культуры. Внесение минеральных удобрений должно стабилизировать урожайность зерновых культур на высоком уровне, определять более эффективное использование влаги растениями в зонах недостаточного, неустойчивого увлажнения. Омская область разнообразна по почвенным и климатическим условиям и все это оказывает влияние на величину, устойчивость и качество урожаев яровой пшеницы, но при всех этих условиях необходимо стремится, к получению стабильных урожаев высокого качества /6/

Цель работы: изучить влияние некорневых подкормок на урожайность и качество яровой пшеницы сорта Дуэт.

Задачи исследований:

изучить влияние минеральных удобрений на продуктивность яровой пшеницы;

определить влияние некорневых подкормок на величину урожая и качество зерна яровой пшеницы;

установить нормативные количественные показатели выноса основных элементов питания урожаем, коэффициенты использования растениями питательных веществ из почвы (КИП) и удобрений (КИУ);

дать биоэнергетическое обоснование эффективности применения некорневых подкормок под яровую пшеницу в условиях лесостепи Омской области.

Актуальность темы обусловлена необходимостью четкого определения параметров оптимизации минерального питания яровой пшеницы на почвах черноземного ряда лесостепной зоны Омской области.

Научная новизна. Для условий лесостепной зоны Омской области будет получена новая информация по эффективности некорневых азотных подкормок в зависимости от обеспеченности почв основными элементами минерального питания.

Некорневые подкормки имеют некоторые преимущества перед обычными почвенными подкормками. Подкормки раствором позволяют удовлетворять потребности растений в азоте тогда, когда нельзя провести обычную подкормку или она неэффективна. Некорневая подкормка устраняет азотный дефицит в самом растении, а не в почве /26/.

Иногда подкормку используют как вынужденный прием из-за отсутствия удобрений в допосевной период. В практической действительности часто бывают случаи, когда хозяйство из-за отсутствия или недостатка удобрений не может внести их своевременно и в надлежащих дозах. Подкормки в таких случаях могут оказать положительное действие на урожай и качество зерна /3/.

Многочисленные изучения некорневых азотных подкормок на посевах пшеницы свидетельствуют о достаточно высокой эффективности этого приема повышения качества зерна /6,7,10,30/. Наиболее высокое положительное действие некорневые азотные подкормки оказывают на белковость зерна на посевах пшеницы по непаровым предшественникам при обработке в фазу молочной спелости. Содержание белка в зерне при опрыскивании пшеницы в эту фазу растворами мочевины в дозе 30 кг. д.в./га азота повышается на 1,1-1,34 %. При размещении пшеницы по паровому предшественнику влияние некорневых подкормок на белковость зерна неустойчиво по годам и при уровне урожайности в 2,5-3,0 т/га применение их для повышения качества зерна нецелесообразно /27/.

В работах ряда исследователей выявлено, что азотные удобрения в виде подкормок в поздние фазы роста растений яровой пшеницы оказывают особо заметное влияние на повышение белковости зерна пшеницы. Лучшие результаты получены при подкормке в фазе колошения или молочной спелости /24/. Можно считать достоверно установленным, что поздние азотные подкормки яровой пшеницы (в фазы колошения и молочной спелости) следует рассматривать лишь как средство повышение белковости зерна, но не увеличения урожайности /26/.

При определенных условиях поздняя некорневая подкормка 20-30 % раствором мочевины яровой пшеницы в фазе колошения - молочной спелости (по результатам растительной диагностики) может быть эффективной для повышения качества зерна (увеличение содержания белка и сырой клейковины). Урожайность зерна от этой подкормки не повышается /3, 34/.

В увлажненных районах страны - Нечерноземной зоне, а также в полесских и лесостепных районах Украины, где преобладают дерново-подзолистые, серые лесные и лесостепные почвы, некорневые азотные подкормки в период колошения в большей степени влияют на повышение содержания белка в зерне (по яровой пшенице в среднем на 0,9 %) и улучшение физико-химических и хлебопекарных качеств зерна, чем в более засушливых степных районах страны с черноземными почвами /26/.

Апробация работы. Основные результаты двухлетних исследований и положения работы были опубликованы в статье «Эффективность применения некорневых азотных подкормок под яровую пшеницу Дуэт на лугово-черноземной почве» в сборнике «Экологическая безопасность живых систем» и представлены в докладе с обсуждением на научной студенческой конференции ОмГАУ факультета агрохимии, почвоведения и экологии в 2012 году.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Яровая пшеница, распространение и биологические особенности

На беспредельных просторах Сибири, от Урала до Тихого океана, яровая пшеница является главной культурой полевого хозяйства. Как по размерам посевных площадей, так и по производству зерна яровой пшеницы главное место в этом массиве принадлежит Западной Сибири /40/.

Род пшеница (Triticum L.) включает около 30 видов, из которых лишь пять, представлены исключительно озимыми формами и в яровой культуре не встречаются. Для всех видов пшеницы характерен: двурядный колос с одиночно сидящими многоцветковыми колосками, ясно выраженный киль на колосковых чешуях, свободная (не сросшаяся с цветковыми чешуями) зерновка с глубокой бороздкой, число хромосом, кратное семи.

В основных зонах России возделывают только два вида пшеницы: гексаплоидную (42 хромосомы в соматических клетках) мягкую (Т. Aestivum L.) и тетраплоидную (28 хромосом) твердую пшеницу (Т. Durum Desf.), представленные большим разнообразием сортов.

Самый распространенный на земном шаре вид пшеницы - мягкая пшеница (Triticum aestivum). Общемировые посевы пшеницы рода Triticum достигают -215-230 млн. га, в России 23-25 млн. га. Ее широкое распространение обусловлено высокой пластичностью, урожайностью, а также высокими питательными свойствами продуктов переработки зерна и хорошей усвояемостью /23/. В зерне содержится в среднем 13-18 % белка, 60% крахмала, 2-2,5 % жира, 2,5 % клетчатки, 2 % золы и 13-14 % воды /24/.

Яровая пшеница была известна давно. Она появилась в конце II тысячелетия до н.э. в Средней Азии: здесь возделывали два вида голозерных пшениц-мягкую и карликовую /24/. Первичными ареалами (центрами формообразования) пшениц принято считать Переднеазиатский, Средиземноморский и Абиссинский. Из этих центров и происходило распространение видов пшеницы по всему земному шару. Пшеница в процессе эволюции при содействии человека получила огромное разнообразие в своем видовом и сортовом составе. Образование специфичных экологических групп происходило в различных экологических нишах под давлением стрессовых факторов. В результате полиморфизма мировой генофонд пшеницы огромен и многообразен /23/. Основная зона возделывания яровой пшеницы в нашей стране - Поволжье, Урал, Западная и Восточная Сибирь /9/.

На территории Западной Сибири и Северного Казахстана среди памятников Андроновской эпохи (1700-1200гг. до нашей эры) были найдены остатки пережженных зерен и стеблей пшеницы. Зерна эти, по определению В. Е. Писарева, относятся к виду мягкой пшеницы. На первых этапах степного земледелия, вследствие частой гибели озимой ржи, все большее внимание начинают уделять яровым культурам, но яровой пшеницы не было. Данные за 1746-1747гг. о количестве посевов и урожаях в прииртышских крепостях - Усть-Каменогорской, Омской, Ялуторовской - показывают, что в районе этих крепостей яровую пшеницу не сеяли. Лишь в 1761г. небольшие площади в районе Омска были заняты пшеницей. Особенно сильно увеличились площади под яровой пшеницей после проведения Сибирской железной дороги /40/.

Корневая система - мочковатая, располагается в верхнем пахотном слое почвы, но проникает на глубину 120 - 200см. Она состоит из первичных «зародышевых» корней (развивается из зародыша семени) и вторичных «узловых» (образуются из узлов стебля).

Стебель яровой пшеницы - соломина, округлой формы, полый и по всей длине разделен узлами (кольцеобразные утолщения) на 5-6 участков (междоузлия).

Типы листьев яровой пшеницы:

прикорневые - образуются из подземных узлов

стеблевые - образуются из надземной части стебля.

Лист состоит из 2 частей: влагалище и лепесток. Листья злаков ланцетовидные, с параллельным жилкованием. У основания они свернуты в трубочки, прикрепленные к стеблевым узлам и охватывающие часть стебля. Листья являются основными фотосинтезирующими органами; поэтому их число, размеры и состояние оказывают существенное влияние на урожайность. Из каждого узла стебля отходит один лист. В листьях происходит фотосинтез - образование органического вещества из воды и углекислого газа, при помощи солнечного света. Размер и число листьев зависит от биологических особенностей, сорта и почвенных условий /57/.

Соцветие пшеницы - колос, состоящий из:

колосовой стержень

отдельные колоски, содержащие 1-5 цветков, из которых зерно дают 2-3.

Плод пшеницы - голая зерновка (зерно), в котором различают спинную брюшную стороны. В нижней части зерна на спинной стороне расположен зародыш /13/.

Биология культуры является основой построения ее технологии возделывания - комплекс агротехнических приемов, выполняемых в определенной последовательности, направленный на удовлетворение требований биологии культуры и получения высокого урожая заданного качества. С учетом этого необходимо знать биологические особенности возделываемой культуры, т.е. отношение ее к факторам жизни (свет, тепло, влажность, пища, воздух).

Яровая пшеница - самоопыляющееся растение длинного дня, в процессе роста и развития она проходит те же фазы и этапы органогенеза, что и озимая пшеница. Основные периоды вегетации:

· Всходы - кущение (продолжительность 15-22 дней, нарастание биомассы 10-15%)

· Кущение - выход в трубку (продолжительность 11-25 дней, нарастание биомассы 11-20%)

· Выход в трубку - колошение (продолжительность 15-20 дней, нарастание биомассы 35-45%)

После всходов яровая пшеница развивается медленно и сильнее угнетается сорняками, чем озимая. Корневая система характеризуется более слабым развитием (особенно у твердой пшеницы) и пониженной усваивающей способностью. Средняя продуктивная кустистость колеблется в пределах 1,22-2. Зерно сравнительно крупное. Масса 1000 зерен у мягкой пшеницы - 35-45 г, у твердой - 40-45 г /58/.

Отношение к теплу

Яровая пшеница не предъявляет высоких требований к температуре. Мягкая яровая пшеница более устойчива к низким температурам, чем твердая. Семена прорастают при 1-2°С, а всходы появляются при 4-5°С, наиболее благоприятная температура для прорастания - 12-15°С. При температуре почвы на глубине заделки семян 5°С, всходы появляются на 20 день, при 8°С - на 10, а при 15°С - на 7. Яровая пшеница переносит непродолжительные заморозки (в период прорастания зерна -13°С, а в фазу кущения -8…-9°С). Однако, во время цветения и налива зерна растения яровой пшеницы могут повредить заморозки -1…-2°С. Кущение проходит хорошо при 10-12°С, а в фазе колошения и молочно - восковой спелости при 16-23°С.

К высоким температурам яровая пшеница довольно устойчива, особенно при наличии влаги в почве. Температура - 35-40°С и сухие ветры неблагоприятно сказываются на растениях и ведут к снижению урожайности и качества зерна. Сумма активных температур за период всходы - созревание составляет - 1500-1750°С.

Продолжительность от всходов до кущения - 15-22 дня, к этому времени первичные (зародышевые) корни углубляются на 50-55см. Вторичные (узловые) корни появляются в фазе 3-4 листьев только при наличии влаги в почве в зоне узла кущения (3-4 этапы органогенеза). В зависимости от условий, продолжительность периода от кущения до выхода до выхода в трубку составляет - 11-25 дней, от выхода в трубку до колошения - 15-20дней.

Вегетационный период яровой пшеницы, в зависимости от сорта, районов возделывания и погодных условий, колеблется в пределах - 85-115 дней.

Отношение к влаге

Для прорастания семян яровой мягкой пшеницы нужно воды 60-70% от массы сухого зерна. Семена яровой твердой пшеницы требуют воды на 5-7% больше, т.к. они содержат больше белка. Транспирационный коэффициент яровой мягкой пшеницы = 415ед, яровой твердой пшеницы = 406 ед. Наиболее благоприятная влажность почвы для яровой пшеницы - 70-75% НВ.

Потребление воды яровой пшеницей в течение вегетационного периода неравномерно и распределяется следующим образом:

- в период всходов - 5-7% общего потребления вод за вегетационный период,

- в фазе кущения - 15-20%,

- в фазах выхода в трубку и колошения - 50-60%,

- молочного состояния зерна - 20-30

- восковой спелости - 3-5%.

Критическим периодом в потреблении воды считается фаза выхода в трубку и колошения, т.е. период образования репродуктивных органов. В этот период растениями употребляется 50-60 % всей необходимой воды. Из-за недостатка влаги в этот период увеличивается бесплодность колосков, а при формировании и наливе зерна - снижается выполненность и крупность зерна, что приводит к значительному снижению урожайности. При весенних запасах влаги в метровом слое почвы менее 100 мм, создаются неблагоприятные условия для роста и развития яровой пшеницы, а при наличии влаги менее 60 мм - невозможно получить даже удовлетворительный урожай зерна. Последующие обильные осадки не могут исправить положение. В таких условиях растения пшеницы ускорено переходят от одной фазы развития к другой и урожай резко снижается /58, 61/.

При наличии достаточного количества влаги на глубине узла кущения хорошо развиваются зародышевые и узловые корни. В основных районах возделывания яровой пшеницы, ранневесенние засухи иссушают верхний слой почвы, в результате слабо развиваются не только узловые, но и зародышевые корни, что ведет к резкому снижению урожайности.

Отношение к почвам

К почвам яровая пшеница предъявляет высокие требования, особенно в начале вегетации к минеральному составу. Для производства 1 ц зерна яровая пшеница требует в среднем 4,5--6,0 кг азота. 1,0--1,6 кг Р2О5 и 2,5--3,0кг K2O. Элементы минерального питания на всех типах почв Нечерноземной зоны определяют уровень урожайности сельскохозяйственных культур. У яровой пшеницы короткий вегетационный период и пониженная усваивающая способность корневой системы, поэтому наиболее благоприятными почвами для нее являются: черноземы, каштановые. А для мягкой яровой пшеницы - все виды черноземов, каштановых почв и серых слабооподзоленных темноцветных суглинков. На тяжелых глинистых и легких песчаных почвах без внесения высоких норм удобрений яровая пшеница растет плохо. На оподзоленных почвах необходимо вносить известь, органические и минеральные удобрения. Благоприятная pH = 6-7,5.

Требования к влаге у разных сортов пшеницы далеко не одинаковы. В степных и лесостепных районах Западной Сибири хорошо себя зарекомендовали среднеспелые и позднеспелые сорта пшеницы; отличающиеся медленным темпом роста в начальный период вегетации и медленным формированием колоса. Они лучше переносят обычную здесь засушливость первой половины лета и хорошо используют осадки, которые, как правило, совпадают с периодом их наиболее интенсивного роста /34/.

Из особенностей биологии яровой пшеницы следует отметить недружность и изреженность ее всходов. Причинами этих явлений в южных и юго-восточных районах могут быть недостаточная влажность и быстрое высыхание верхнего слоя почвы, повреждение проростков и всходов вредителями (проволочником, блошками, шведской и гессенской мухами), а в северных районах - повышенная кислотность почвы и поражение болезнями (фузариозом и др.). Яровая пшеница, особенно твердая, в первый период (в фазе всходов) развивается медленно, поэтому ее посевы часто угнетают сорняки.

Пшеница является растением, требовательным к почве. По длине корневой системы и ее массе пшеница среди хлебов занимает последнее место. Корневая система пшеницы отличается от корневых систем других хлебов и распределением по горизонтам почвы. У пшеницы в пахотном слое находится только 30% корней, остальная часть их выходит за его пределы. Этот характер корневой системы и определяет требовательность пшеницы к почве, не только к ее пахотному слою, но и к качеству подпахотных горизонтов /33, 34, 40/.

Яровая пшеница относится к культурам, требующим высокого плодородия почв, нуждается в достаточном количестве ЭМП, высокие урожаи дает на почвах с нейтральной или близкой к ней реакцией среды. Культура требовательна к гранулометрическому составу почвы, что объясняется пониженной усвояющей способностью корневой системы. Тяжелые, плохо прогреваемые почвы, как и легкие песчаные с малым запасом питательных элементов и влаги, мало пригодны для пшеницы. Лучшими для пшеницы являются черноземные, каштановые и другие плодородные почвы /15, 36/.

Яровая пшеница требовательна к условиям произрастания, поэтому следует заботиться о размещении ее по лучшим предшественникам. Яровая пшеница может быть размещена по пласту и обороту пласта многолетних трав, по парам и второй культурой после пара, по пропашным и зернобобовым культурам. В южной лесостепи и степи, особенно в засушливые годы, высокие урожаи пшеницы возможны лишь при посеве ее по чистому пару /34/.

Условия питания оказывают решающее влияние на развитие растений и в конечном счете, на количество и качество урожая. К.А. Тимирязев писал: «Все задачи агрономии, если вникнуть в их сущность, сводятся к определению и возможно точному осуществлению условий правильного питания растений». Это положение хорошо отражает общее значение условий питания в жизни растений /36/.

Минеральные удобрения увеличивают урожай яровой пшеницы на всех почвах. Яровая пшеница в первую очередь запасается фосфором, потом калием и, наконец, азотом. Максимальное потребление питательных веществ приходится на период от кущения до цветения. При этом в период колошения особенно необходим азот /12, 32, 38/. Фосфор наиболее интенсивно используется в первые 30-50 дней в фазу всходов - кущения /35, 37/. Максимальное потребление калия приходится на начало выхода в трубку - цветение /23/. Удобрения существенно влияют не только на величину урожая, но и на его качество.

1.2 Условия минерального питания и влияние удобрений на урожай и качество зерна яровой пшеницы

Формирование урожая и интенсивность биохимических процессов в созревающем зерне яровой пшеницы зависят от обеспеченности растений элементами питания, и, прежде всего азотом, фосфором и калием /37/.

Высокий урожай зерна яровой пшеницы с хорошим качеством можно получить только при сбалансированном питании яровой пшеницы. Закономерность накопления белков в зерне яровой пшеницы тесно связана с динамикой поступления азота в растение /17, 25/.

Физиологическая роль азота изучена довольно детально. Азот является составной частью ядерных белков, входит в состав витаминов и хлорофилла. Азотные удобрения оказывают большое влияние на урожай и качество зерна почти на всех почвах. В азотном питании пшеница нуждается до фазы молочной спелости зерна. Если в это время растению не хватает азотного питания, то образуется недостаточная листовая поверхность, что отражается на размерах урожая. Однако в ранние фазы роста дозы азотного питания должны быть умеренными. Избыточное количество азота ведет к мощному вегетативному росту пшеницы, к сильной кустистости и полеганию. В результате ухудшается качество зерна, оно становится щуплым, и урожай его снижается. Большую роль в формировании качественного зерна играют и другие элементы питания: фосфор, калий и микроэлементы /24,26,33/.

Из общего количества фосфора, поступившего в растение, примерно половина его находится в органической форме, остальная часть в минеральной. Высокое содержание фосфора в растении в минеральной форме является необходимым условием для нормального течения физиологических процессов/26/.

Основная роль в улучшении белковости зерна принадлежит азотным удобрениям. Основным источником азотного питания яровой пшеницы является почва. Внесение азотных удобрений, доза которых зависит, главным образом, от сортовых особенностей культуры, повышает количество минерального азота в почве и оказывает влияние на содержание белка в зерне. В южной лесостепной зоне Омской области азотные удобрения эффективны только на почвах с относительно высоким содержанием подвижного фосфора; при фосфорной недостаточности их внесение не обеспечивает прибавки урожая /17,28/. Влияние азотных удобрений на качество зерна, в частности на его белковость, зависит, прежде всего, от их действия на повышение урожая. Между урожаем пшеницы и содержанием белка в зерне существует закон обратной связи. Но его действие зависит от количества поступающего в растение азота. В случае, когда поступление азота в растение недостаточно для одновременного повышения урожая и качества зерна, тогда с ростом урожая содержание азота в вегетативных органах растения снижается и зерно формируется с пониженным содержанием белка. Если за счёт удобрений или агротехнических приёмов в почве накапливаются высокие запасы азота и в пшеницу его поступает значительно больше, чем необходимо для формирования урожая, то с увеличением урожая наблюдается значительный рост содержания азота в листьях и вегетативных органах, что и определяет благоприятные условия для накопления белка в зерне /26/.

В условиях интенсивного земледелия для получения высокой урожайности зерна хорошего качества и соблюдения экологических требований необходимо дробное внесение азота в соответствии с потребностями растений. Так как в получении высокого урожая большую роль играет уровень питания в различные периоды жизни растения. В сельскохозяйственной литературе рекомендуется до появления второго листа у пшеницы поддерживать низкий уровень азотного питания; с появлением второго листа, и особенно в фазах кущения и трубкования, уровень азотного питания должен быть усилен /24, 17, 26/.

Влияние удобрений на рост и развитие пшеницы тем сильнее, чем лучше условия увлажнения в период кущения - выхода в трубку. Замедление или ускорение созревания под влиянием удобрений имеет серьезное практическое значение в Западной Сибири.

Применение жидких азотных удобрений при посеве позднеспелых сортов по пару также может не дать желаемой эффективности. Фосфорно-калийные удобрения ускоряют созревание, уменьшают опасность полегания растений и повреждения зерна.

На Камалинской опытной станции предпосевное прикатывание кольчатым катком и внесение фосфорно-калийных удобрений ускорило созревание пшеницы на 10-11 дней и обеспечило прибавку урожая в 4,8 ц зерна на 1 га.

В качестве примера влияния удобрений на рост и развитие яровой пшеницы можно привести данные опыта А.Н. Угарова, проведенного в 1937 году на серой лесной почве под Иркутском /79/.

Пшеницу сеяли после пропашной культуры (свекла), удобрения вносились под предпосевную обработку (Р80, К80, N60). На сроках выколашивания пшеницы действие удобрений почти не сказалось. К периоду же молочной спелости выявились резкие различия. Калий ускорил наступление этой фазы на 7 дней, азот замедлил ее начало на 9 дней. Восковая спелость зерна на делянках с калийным удобрением наступила на 8 дней раньше, а с фосфорным на 3 дня раньше; азот задержал созревание пшеницы на 6 дней, полное минеральное удобрение - на 1 день. По мощности развития растений на первом месте стоят делянки с полным минеральным удобрением, на втором - с азотным и на третьем - с фосфорным. По калийному удобрению мощность растений была ниже, чем на контроле без удобрений. Наибольшее число колосьев на единицу площади получено по азотным, наименьшее - по калийным удобрениям. Полное удобрение повысило урожай пшеницы почти на 10 ц с 1 га, немногим меньше была прибавка урожая по азоту.

Данный опыт показывает, что при умелом применении минеральных удобрений можно активно управлять длиной вегетационного периода в желаемую сторону. Следует подчеркнуть большие возможности сокращения вегетационного периода на серых лесных почвах под влиянием калийных удобрений.

О влиянии удобрений на содержание белка в зерне яровой пшеницы можно судить по данным Н.Ф. Тюменцева /70/, которые приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Влияние удобрений на содержание белка в зерне яровой пшеницы на темно-серой лесной почве

Вариант опыта	Урожай зерна (в ц с 1 га)	Содержание протеина ( в %)	Урожай белка (в кг с 1 га)
Без удобрения	15,46	13,85	214
NP	16,80	14,48	243
NK	20,83	16,53	344
PK	20,07	14,25	286
NPK	23,93	16,19	387

Как видно из таблицы 1, при внесении удобрений увеличивается содержание белка в зерне пшеницы. Наиболее сильно влияли на урожай белка комбинации удобрений, где участвовал калий.

Таким образом, удобрения оказывают положительное действие на содержание протеина, а также на улучшение посевных качеств.

Работы сибирских сельскохозяйственных научно-исследовательских, опытных учреждений показали высокую эффективность минеральных удобрений при внесении их под яровую пшеницу.

На черноземных почвах наибольшее значение для подъема урожаев яровой пшеницы имеют фосфорные гранулированные удобрения. Рядковое внесение небольших доз суперфосфата (50-70 кг на 1 га) вместе с семенами пшеницы увеличивает урожаи на 4-5 ц зерна с 1 га /6/.

На серых лесных почвах Сибири наиболее эффективны азотные удобрения (водный аммиак, аммиачная селитра), повышающие урожай яровой пшеницы на 7-8 ц с 1 га /6/.

Положительная роль калийных удобрений в основных пшеничных районах Сибири не установлена. Опыты в Восточной Сибири показали большое значение калия для ускорения созревания яровой пшеницы на серых лесных почвах.

Минеральные удобрения оказывают положительное влияние на качество зерна: увеличивают содержание протеина, улучшают посевные и хлебопекарные качества.

В период вегетации сельскохозяйственных культур ряд факторов внешней среды оказывают влияние на поступление питательных элементов в растения, в конечном итоге - на формирование величины и качества урожая. Возникает ситуация несоответствия фактически сложившегося баланса элементов питания в листьях и целых растениях тому оптимальному уровню, при котором формируется высокий, биологически полноценный урожай. В этом случае по ходу процесса вегетации включается система растительной диагностики для оценки и корректировки с помощью некорневой подкормки условий питания /11/. Наукой и практикой доказано, что одним из эффективных средств повышения белковости и технологических качеств зерна является некорневая азотная подкормка.

Некорневые подкормки имеют некоторые преимущества перед обычными почвенными подкормками. Подкормки раствором позволяют удовлетворять потребности растений в азоте тогда, когда нельзя провести обычную подкормку или она неэффективна. Некорневая подкормка устраняет азотный дефицит в самом растении, а не в почве /26/.

Иногда подкормку используют как вынужденный прием из-за отсутствия удобрений в допосевной период. В практической действительности часто бывают случаи, когда хозяйство из-за отсутствия или недостатка удобрений не может внести их своевременно и в надлежащих дозах. Подкормки в таких случаях могут оказать положительное действие на урожай и качество зерна /3/.

Многочисленные изучения некорневых азотных подкормок на посевах пшеницы свидетельствуют о достаточно высокой эффективности этого приема повышения качества зерна /6,7,10,30/. Наиболее высокое положительное действие некорневые азотные подкормки оказывают на белковость зерна на посевах пшеницы по непаровым предшественникам при обработке в фазу молочной спелости. Содержание белка в зерне при опрыскивании пшеницы в эту фазу растворами мочевины в дозе 30 кг.д.в./га азота повышается на 1,1-1,34 %. При размещение пшеницы по паровому предшественнику влияние некорневых подкормок на белковость зерна неустойчиво по годам и при уровне урожайности в 2,5-3,0 т/га применение их для повышения качества зерна нецелесообразно /27/.

В работах ряда исследователей выявлено, что азотные удобрения в виде подкормок в поздние фазы роста растений яровой пшеницы оказывают особо заметное влияние на повышение белковости зерна пшеницы. Лучшие результаты получены при подкормке в фазе колошения или молочной спелости /24/. Можно считать достоверно установленным, что поздние азотные подкормки яровой пшеницы (в фазы колошения и молочной спелости) следует рассматривать лишь как средство повышение белковости зерна, но не увеличения урожайности /26/.

При определенных условиях поздняя некорневая подкормка 20-30 % раствором мочевины яровой пшеницы в фазе колошения - молочной спелости (по результатам растительной диагностики) может быть эффективной для повышения качества зерна (увеличение содержания белка и сырой клейковины). Урожайность зерна от этой подкормки не повышается /3/.

В увлажненных районах страны - Нечерноземной зоне, а также в полесских и лесостепных районах Украины, где преобладают дерново-подзолистые, серые лесные и лесостепные почвы, некорневые азотные подкормки в период колошения в большей степени влияют на повышение содержания белка в зерне (по яровой пшенице в среднем на 0,9 %) и улучшение физико-химических и хлебопекарных качеств зерна, чем в более засушливых степных районах страны с черноземными почвами /26/.

1.3 Использование азотных удобрений

На черноземных почвах Сибири азотные удобрения, внесенные в пару под пшеницу, не оказывают положительного действия на урожай. В период парования на черноземах в результате биологической деятельности микроорганизмов в почве накапливается большое количество легкодоступных растениям форм азотной пищи. Пшеница, посеянная после пропашных культур или по ранней зяби, достаточно хорошо бывает обеспечена азотом. Иначе обстоит дело, когда пшеница сеется по поздно вспаханной зяби, особенно в тех случаях, когда поздно осенью распахивается пласт многолетних трав /9, 14, 17/.

В 1954 году при посеве пшеницы по целине, распаханной в год посева, нередко наблюдались явные признаки недостатка азотного питания. В совхозе «Сибиряк» Омской области в 1954 году по целине, обработанной весной, яровая пшеница увеличила урожай на 4 ц от внесения 1 ц на 1 га аммиачной селитры и почти не повысила урожай при внесении суперфосфата.

Осенью на черноземах Прииртышья в пахотном слое накапливается около 4 ц селитры на 1 га, а в отдельные годы более 10 - 12 ц. Накопленные в пару или в ранней зяби, нитраты обычно не вымываются, так как осень и весна редко бывают дождливыми, а снеговая вода сбегает по поверхности глубоко промерзшей почвы. Большое количество азота вымывается главным образом на супесчаных почвах Кулунды. Следовательно, на черноземных почвах Сибири азотное питание яровой пшеницы должно регулироваться не внесением азотных удобрений, а приемами обработки почвы /10, 14/.

Иначе обстоит дело на серых лесных и подзолистых почвах Сибири. Опыты Тулунской, Томской, Нарымской станций, Иркутского СХИ показали, что на этих почвах азотные удобрения часто имеют первостепенное значение. Однако их эффективность и здесь зависит от предшественника, сорта пшеницы, метеорологических условий года (сезона).

Пшеница на участках, удобренных азотом, нередко запаздывает с созреванием (до 5-6 дней), неустойчивые сорта сильно полегают. У скороспелых и устойчивых к полеганию сортов эти явления не наблюдаются. Если же высевается сорт, сравнительно поздний и склонный к полеганию, то азотные удобрения могут и на серых лесных почвах не дать положительных результатов.

На Тулунской селекционной станции в 1961 году минеральные удобрения испытывались на склонном к полеганию сорте Балаганка. Яровая пшеница сеялась по пару и по зяби. Данные приводятся в таблице 2.

Таблица 2 - Действие минеральных удобрений на урожайность яровой пшеницы

Вариант опыта	По пару	По зяби
	Урожай-ность, ц с 1 га	Урожайность, в %	Вес 1000 зерен, г.	Урожайность, ц с 1 га	Урожайность, в %	Вес 1000 зерен, г.
Контроль	27,8	100	21,5	17,1	100	23,6
Азот	24,6	88	20,3	22,6	132	23,0
Азот+фосфор+калий	28,1	101	20,8	24,5	143	23,8
Фосфор+калий	28,8	104	23,3	16,9	99	23,6

1961 год характеризовался коротким безморозным периодом и обильными августовскими дождями. Азотные удобрения, внесенные из расчета 90 кг азота на 1 га, сильно снизили урожай пшеницы, посеянной по пару, и повысили на 5,5 ц с 1 га урожай там, где она сеялась по зяби.

Удобренная азотом пшеница по пару хуже вызрела и сильно полегла. Фосфорно-калийные удобрения без азота почти не сказались на урожае. Полное минеральное удобрение хотя не снизило урожай по пару, но и не дало положительного эффекта. На зяби полное минеральное удобрение дало небольшую прибавку урожая, по сравнению с одним азотом.

Данные этого опыта, проводившегося агрономом Н.В. Барнаковым, очень поучительны. Подобные результаты получались и в некоторых других опытах СХИ и в Баяндаевской сельскохозяйственной опытной станции. Эти материалы следует иметь в виду и теперь, когда открылись практические возможности широкого применения жидких азотных удобрений.

А.Н. Угаров, долгое время изучавший применение удобрений на серых лесных почвах, писал: «на почвах плодородных в паровых полях под пшеницу аммиачную воду, нам кажется, вносить не следует, ибо это может привести к полеганию посевов». Им же приводятся интересные данные о высокой эффективности водного аммиака в условиях 1957 года. Водный аммиак (50-60 кг азота на 1 га) вносился под предпосевную обработку почвы. Самые высокие прибавки урожая - до 10 ц на 1 га - получены в колхозах подтаежной зоны Иркутской области. В лесостепных районах эффективность удобрений несколько снижалась в связи с засухой и резким понижением температуры в первой половине июля. Здесь прибавка урожая пшеницы от жидких азотных удобрений составила 2-7 ц на 1 га. Почти во всех опытах отмечалось увеличение крупности зерна, содержания сухой клейковины и сырого протеина в зерне /80/.

Районы Сибири с серыми лесными почвами, по-видимому, и впредь будут первоочередными потребителями азотных удобрений. Хорошие результаты дают азотные удобрения и на дерново-подзолистых и подзолистых почвах. Однако здесь нет значительного производства товарной пшеницы. На этих почвах вопросы улучшения азотного питания должны решаться более широким использованием местных органических удобрений и посевами бобовых культур.

1.4 Техника внесения минеральных удобрений

Долгое время лучшим приемом считали внесение всей дозы минеральных удобрений под основную обработку. Рядковое внесение было известно давно, но более широкое применение оно получило только в свекловичных хозяйствах.

Дробно-послойное внесение удобрений (часть удобрений - при вспашке под плуг, часть - перед посевом под культивацию) под зерновые культуры начали изучать позднее.

Поэтому вопросы техники внесения удобрений под яровую пшеницу, с учетом почвенно-климатических особенностей отдельных регионов разработаны недостаточно. Между тем анализ условий питания растений показывает, что от времени внесения удобрений, количества, соотношения питательных веществ будет зависеть их использование, темпы роста и развития растений, структура, количество и качество урожая. Доказано, что приемами внесения удобрений можно изменить направление биохимических процессов.

Существенным моментом в технике внесения удобрений являются сроки внесения, глубина заделки и характер размещения удобрений в пахотном слое.

Эффективность удобрений определяется рядом условий, но среди них важнейшими будут влажность того слоя, куда попадают удобрения, связь их распределения с развитием корневой системы растений и степень биологического закрепления удобрений почвой /40, 51/.

Усвоение питательных веществ идет более интенсивно при достаточном увлажнении почвы. Поэтому внесенные удобрения будут более полно использованы, когда они попадут в слой почвы с устойчивой влажностью. При неглубокой заделке вследствие быстрого просыхания поверхностного слоя степень использования удобрений будет понижаться, и они могут быть в той или иной мере использованы лишь при условии выпадения дождей.

На черноземных и каштановых почвах Юго-Востока больше и устойчивее увлажнена нижняя часть пахотного слоя. Анализ динамики влажности на различных его глубинах под яровой пшеницей в среднем за 20 лет на Куйбышевской опытной станции показывает, что в течение всего вегетационного периода влажность на глубине 10-20 см несколько выше, чем на глубине 0-10 см. Поверхностные слои почвы имеют достаточное увлажнение только в районах с часто выпадающими дождями. Поэтому на большей части территории возделывания яровой пшеницы заделка удобрений должна быть глубокой. Следует, однако, учитывать, что такая заделка отдаляет момент встречи корней растений с питательными веществами, что может иметь отрицательные последствия. К этому надо добавить, что пшеница, как показали опыты Научно-исследовательского института сельского хозяйства Юго-Востока. Может использовать частично удобрения и из сухой почвы, если в нижних слоях есть влага. Кроме того, нужно учитывать, что небольшие летние осадки, промачивающие почву на глубину 5-8 см, будут продуктивнее использованы при наличие в этом слое удобрений /35, 24, 26/.

Следовательно, наряду с заделкой основной дозы на полную глубину пахотного слоя часть удобрений необходимо вносить в поверхностные слои. Это отвечает и особенностям развития корневой системы пшеницы. Наряду с первичными корнями, которые сравнительно быстро уходят вглубь почвы, у пшеницы развиваются вторичные корни, располагающиеся более поверхностно. Их рост, особенно в засушливые годы, определяется выпадающими осадками. Наличие питательных веществ в верхнем слое также стимулирует рост этих корней.

Срок внесения удобрений связан с характером закрепления их почвой. Установлено, что калийные удобрения закрепляются там, где они внесены. Так как калийные удобрения имеют значительное количество балласта в виде хлора, их необходимо полнее перемешивать с почвой.

Фосфорные удобрения передвигаются от места внесения незначительно. Однако усвояемость легкодоступных фосфатов при длительном соприкосновении с почвой вследствие ретроградации понижается.

Азотные удобрения не закрепляются почвой, они легко растворимы и подвижны, поэтому во влажных районах и при орошении значительную часть их целесообразно вносить перед посевом и во время вегетации в виде подкормок. В засушливых районах без орошения азотные удобрения в большинстве случаев целесообразно вносить под основную вспашку осенью.

Сроки внесения и глубина заделки удобрений под пшеницу взаимно связаны. При внесении осенью под плуг обеспечивается более глубокая их заделка, при внесении на зяби весной заделка осуществляется бороной или культиватором - в этом случае удобрения распределяются в самом верхнем слое почвы.

Большинство исследователей подтверждают преимущество заделки удобрений под плуг по сравнению с внесением их под культиватор. Однако сочетание основного внесения удобрений осенью под плуг с добавочным внесением весной под культиватор будет более полно отвечать любым условиям погоды.

Результаты многочисленных опытов научных учреждений подтверждают более высокую эффективность рядкового внесения удобрений перед разбросным. Вполне целесообразно вносить в рядки прежде всего суперфосфат, а в увлажненных районах вместе с ним азот и в некоторых случаях калий.

Преимущества рядкового внесения перед разбросным (особенно фосфора) указывают, что очаговое размещений удобрений обеспечивает более эффективное их использование.

В среднем по 159 опытам за 1958-1967 гг. прибавка урожая пшеницы от внесения суперфосфата в рядки составила 1,9 ц с 1 га при урожае без удобрений 16,3 ц с 1 га, в том числе на подзолистых и дерново-подзолистых почвах 3,1 ц (урожай бкз удобрений 17,0); на серых лесных, черноземных и каштановых почвах - 1,7 ц (урожай без удобрений 16,2). В первом случае учтено 23, во втором - 136 опытов. Средняя прибавка урожая на 1 кг P2O5 составила 14,7 кг зерна /10,25/.

Учет широкого производственного опыта колхозов Омской области, проведенный в СибНИИСХоз, показал, что средняя прибавка урожая яровой пшеницы от гранулированного суперфосфата составила 3,6 ц с 1 га /31/.

По обобщенным данным опытных учреждений Северного Казахстана, при внесении P2O5 в рядки в дозе 10 кг на 1 га урожай пшеницы повышался на 1.67 ц с 1 га, при этом на 1 ц тука дополнительно получено 3,34ц зерна /56/.

Высокий эффект обеспечивает и основное внесение суперфосфата под вспашку. В опытах Всесоюзного научно-исследовательского института зернового хозяйства в среднем за 11 лет (1958-1969 гг.) урожай пшеницы повысился на 2,8 ц с 1 га. При этом отмечено длительное положительное последействие: при разовом внесении Р40 урожай в течение пяти лет с учетом последействия повысился на 7,1 ц с 1 га, а при ежегодном в той же дозе - на 8,8; в первом случае на 1 ц тука получено дополнительно 3,55 ц зерна, во втором - только 0,88.

Учитывая длительное последействие, суперфосфат рекомендуется вносить один раз в течение 4-5 лет. Нецелесообразно также на одном поле одновременно применять основное и рядковое удобрение.

Рядковое внесение фосфорных удобрений (10-15 кг действующего вещества) особенно необходимо в степных и лесостепных районах Сибири и Северного Казахстана, где почвы содержат достаточное количество доступного азота и очень мало доступного фосфора. Нуждаются в рядковом фосфорном удобрении также области и республики Поволжья. В районах нечерноземной зоны при возделывании яровой пшеницы необходимо применять полное минеральное удобрение.

В Иркутской области проводились широкие производственные опыты с использованием аммиачной воды. В 1958 году на площади 13483 га от применения аммиачной воды урожай яровой пшеницы в среднем повышался на 3,6-3,8 ц с 1 га. Установлено, что лучшее время ее внесения - вспашка зяби. На черноземных почвах рекомендуется 200 литров аммиачной воды на 1 га, на подзолистых и светло-серых лесных почвах - 300 литров /5/.

Высокий эффект азотных удобрений отмечен на каштановых почвах Кулунды: в среднем за 1965-1967 гг. внесение N60 в виде водного аммиака повышало урожай на 6,1 ц с 1 га (урожай без удобрений составлял 12,5 ц), аммиачной селитры - на 7,3 ц с 1 га, сульфата аммония - на 4,0 и мочевины - на 4,7 ц с 1 га. Лучший эффект получен от аммиачной селитры и водного аммиака /15/.

На подзолистых почвах перед посевом рекомендуется вносить порошковидный суперфосфат в смеси с органическими удобрениями (такими как перегной, компосты, навоз) из расчета 2-3 ц. суперфосфата и 2-5 т. Органических удобрений на 1 га. На кислых почвах, кроме того, вносят 3-5 ц извести. Такое сочетание ликвидирует кислую реакцию в верхнем слое почвы, обеспечивает благоприятные условия жизнедеятельности микроорганизмов и повышает эффективность внесенных удобрений.

Известкование и само по себе - важное средство повышения урожаев яровой пшеницы, так как она особенно чувствительна к кислой реакции почвы.

Широко поставленные опыты научно-исследовательских учреждений показывают, что прибавка урожая яровой пшеницы от известкования составляет от 3 до 7 ц с 1 га. Поэтому одно из важнейших условий повышения урожайности яровой пшеницы в нечерноземной зоне - широкое применение известкования. На основе обобщенных данных за 1963-1968 года географической сети опытов с удобрениями ВИУА рекомендует следующие оптимальные дозы удобрений: в европейской части на дерново-подзолистых почвах N60P40K40, на выщелоченных черноземах N40-60 P40K40, на обыкновенных черноземах Поволжья N40P40K40, на выщелоченных черноземах Зауралья N40P60K20, в Северном Казахстане и засушливых районах Западной Сибири Р40-60, на обыкновенных и выщелоченных черноземах Восточной Сибири N40P40K20-40, на серых лесных почвах Восточной Сибири N60P60K40. /6/.

Следует особо остановиться на значении некорневых подкормок. Обобщая многочисленные исследования сортоучастков, работники Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур отмечают, что подкормка мочевиной в период колошения увеличивает содержание белка, сырой клейковины в зерне, улучшает хлебопекарные качества муки, урожай же, как правило, не повышается. Наиболее эффективна азотная подкормка в увлажненных районах на дерново-подзолистых, серых лесных землях; выпадение осадков в период колошения благоприятно влияет на эффективность подкормок. Использование авиации для проведения подкормок открывает большие перспективы для этого приема.

1.5 Почвенно-растительная диагностика, ее применение для оптимизации минерального питания яровой пшеницы

В современных условиях только при удовлетворении потребности сельскохозяйственных культур в питательных веществах и обеспечении сбалансированного минерального питания растений можно добиться высокой продуктивности и устойчивости земледелия, хорошего качества растениеводческой продукции, в том числе и по минеральному составу. Об этом свидетельствует отечественный и зарубежный производственный опыт и многочисленные исследования /5/.

Чтобы успешно решить главную проблему - определение потребности растений в удобрениях - необходимо, прежде всего, найти зависимость между содержанием питательных веществ в почве и отзывчивостью растений на соответствующее удобрение /11/.

Сейчас приобретает все более важное значение определение потребности растений в удобрениях при резкой их относительной недостаточности или избыточности и несбалансированности в почве, правильное установление доз и оптимальных соотношений питательных веществ в них, сроков и способов применения под конкретную культуру в конкретных почвенно-климатических условиях /11/.

Многочисленными исследованиями установлено, что получить максимальный, генетически обусловленный уровень урожайности даже на высоко окультуренных почвах можно только при направленном регулировании питания растений с учетом закона формирования урожая, требований культуры, особенностей сорта /21, 29/.

При недостатке фосфора или калия и высоком уровне азотного питания формируется низкий урожай зерна с повышенным накоплением белков. Если на таком фоне внести фосфорные или калийные удобрения (в зависимости от того, что находится в минимуме), то урожайность злаковых культур повышается, а содержание белков будет зависеть от обеспеченности растений азотом.

С другой стороны, при хорошей обеспеченности растений фосфором и калием недостаток азота снижает как урожайность, так и белковость зерна злаковых культур. При внесении на этом фоне невысоких доз азота наблюдаются усиление ростовых процессов и увеличение урожайности, однако белковость зерна чаще всего не повышается или даже снижается. Последующее увеличение дозы азота будет повышать как урожайность культур, так и накопление в зерне белков, пока хотя бы один из двух других элементов (фосфор или калий) не окажется в минимуме или не будет достигнут потенциальный уровень урожайности, характерный для данного сорта /37, 39/.

В работах профессора А.Е. Кочергина и его школы были обоснованы в качестве диагностического показателя необходимости азотных удобрений принципы определения количества нитратного азота в слое почвы 0-40см поздно осенью или рано весной /69/. Была изучена эффективность доз азотных удобрений до 60кг д. в./га. Разработана шкала обеспеченности почв нитратным азотом /28/.