employee
Russian Federation
This article presents research materials on the effect of mineral fertilizers on the yield and quality of spring wheat grain. It was found that in the conditions of the Pre-Kama region of the Republic of Tatarstan on gray–forest soils (on average for two years – 2019-2020), the dose of mineral fertilizers NPK is the most effective. Agrometeorological conditions during the years of research were favorable, GTK – 1,36 and 1,13. The object of research is spring soft wheat, Yoldyz variety.
spring wheat; fertilizers; yield; nutrition backgrounds; grain quality; vitreousness; grain nature; weight of 1000 seeds; yield
Введение. Яровая пшеница - одна из самых требовательных культур к условиям выращивания. Среди зерновых культур яровая пшеница является наиболее ценной продовольственной культурой. Когда его сеют на хороших, обработанных почвах, он дает высокие урожаи [1]. Для получения высоких урожаев пшеницы необходимы повышенные дозы удобрений. Основным средством обеспечения высокой урожайности зерновых культур при современном и качественном выполнении других агротехнических приемов является применение удобрений [2]. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что на удобрения приходится 30-50% дополнительного урожая. Многолетние эксперименты с удобрениями позволяют глубоко изучить закономерность их влияния на урожай и его качество [3].
Яровая пшеница обладает пониженной ассимиляционной способностью корневой системы, поэтому предъявляет высокие требования к почвам в начале вегетационного периода, поэтому внесение полноценных основных удобрений становится особенно важным. Существует прямая зависимость между уровнем внесения удобрений и урожайностью сельскохозяйственных культур. Удобрения являются важнейшим рычагом интенсификации сельского хозяйства [4].
Яровая пшеница - очень требовательная культура к условиям минерального питания. Накопление азота в растениях пшеницы напрямую зависит от концентрации доступных форм этого элемента в корневом слое почвы. При достаточной влажности почвы и низкой концентрации доступного азота его внесение в нитратной форме стимулирует развитие корневой системы в удобренном слое почвы [5].
Районированные в регионе сорта пшеницы на фоне хорошего азотного питания формируют зерно более высокого качества по содержанию белка. В начальный период жизни растения плохо реагируют на повышенные дозы азота. Потребность в нем возрастает во время кущения и выхода в трубку, когда образуются дополнительные стебли, корни, колоски и цветки. В будущем потребление азота сокращается. Однако максимальное количество
азота требуется ко времени молочной спелости [6].
Фосфор не менее важен для пшеницы, хотя он выводится растениями в гораздо меньших количествах. Он, как и азот, входит в состав белковых соединений – нуклеопротеидов, основного компонента клеточных ядер. Фосфор содержится в растениях и в других органических и минеральных соединениях. Это имеет большое значение в оплодотворении и других физиологических процессах и преобразованиях, происходящих в растениях [7].
Фосфор интенсивно расходуется в начале кущения перед поступлением в трубку. Это связано с тем, что он сильно влияет на рост и развитие корневой системы и колосков, в меньшей степени – на рост стебля и листьев. Фосфорные удобрения, как правило, вносят вместе с семенами во время посева [8].
Оптимальная температура для усвоения минеральных веществ яровой пшеницей составляет 20-25°C. При низких температурах поступление азота и фосфора резко уменьшается.
Калиевое питание также имеет большое значение для пшеницы. Калий в основном содержится в молодых растениях. Значительное количество его содержится в листьях и репродуктивных органах. Он влияет на развитие растений на протяжении всей жизни, способствуя образованию и перемещению в них углеводов [9].
Калий положительно влияет на процессы колошения и налива зерна. Это ускоряет перемещение углеводов из стеблей и листьев в зерно, уменьшает повреждение болезнями, увеличивает размер и полноту зерна.
Зерновые культуры остро нуждаются в питательных веществах. Макро- и микроэлементы усваиваются зерновыми культурами в течение всего роста и развития растений. На основе удаления урожая и запаса питательных веществ, доступных растениям в почве,
определяется потребность в зерновых удобрениях [10].
Правильное удобрение имеет решающее значение для получения высоких и стабильных урожаев зерна с высоким качеством зерна. Важно удобрять посевы правильными дозами и в оптимальное время [11].
На процесс производства яровой пшеницы
удобрения, особенно когда они применяются локально. Более того, они повышают не только урожайность, но и устойчивость растений к неблагоприятным условиям произрастания, в том числе к засухе [12].
Яровая пшеница является основным источником белка, несмотря на ее относительно низкое содержание (9-15%) в зерне. В связи с этим получение высоких урожаев зерна хорошего качества является главной задачей фермера. Минеральные удобрения оказывают значительное влияние на почву, в частности, внесение NPK повышает уровень основных элементов питания, обеспечивает повышение урожайности сельскохозяйственных культур [13].
Условия, материалы и методы. С целью изучения внесения минеральных удобрений под яровую пшеницу в 2019-2020 гг. в учебно-опытном хозяйстве казанского государственного аграрного университета мы провели опыт по следующей схеме:
Без удобрений (контроль);
N60Р45К60;
N90Р45К60;
N120Р70К100;
Учетная площадь делянок – 50 м2, повторность четырехкратная. В качестве туков использовали азофоску, аммиачную селитру, хлористый калий. Удобрения вносили перед посевом, под культивацию. Место в севообороте испытуемой культуры озимая пшеница после сидерального пара [9-10]. Технология возделывания общепринятая в регионе. Почва светло серая лесная. Содержание гумуса в пахотном горизонте – 3,1-3,3 % (по Тюрину). Обеспеченность почвы фосфором и калием во время посева высокая, Рнсолевой вытяжки – 5,8-6,1.
Уборку проводили в фазу полной спелости зерна напрямую комбайном САМПО-500. Урожайность зерна приведена к 14 % влажности и 100 % чистоте. Полученные данные по урожайности обработаны математическим методам дисперсионного анализа.
Наблюдения за водным режимом почвы показали, что в 2019 г. он был менее благоприятным для роста и развития пшеницы в фазу трубкования. В мае выпало 64 мм осадков, в июне 42 мм. Вегетационный период 2020 года характеризовался более благоприятным для объекта исследовании.
Пищевой режим почвы был благоприятным для растений, наибольшее содержание нитратов на всех вариантах – весной в фазу всходов, в последующие фазы развития оно снижается и минимальное (следы) отмечается при полной спелости. По вариантам опыта количество нитратов резко различается: от 18 мг в фазу всходов на контроле, 52 мг при внесении высоких доз удобрений (табл. 1). Содержание подвижного фосфора и обменного калия в почве при внесении различных доз удобрений увеличивается в два-три раза, чем на контроле.
Удобрения повлияли на величину урожая (табл. 2).
Урожайность на контроле в среднем за два года была 2,1 т с га, при внесении минеральных удобрений в дозе N60Р45К60 прибавка составила 0,35 т, а N90Р45К60 – 0,45 т и N120Р70К100 – 0,86 т с 1 гектара.
Прибавки получены за счет лучшей озерненности колоса. Так, масса зерна с одного колоса без внесения удобрений составила
0,66 г, продуктивная кустистость – 1,0, а при внесении удобрений – соответственно 1,0 г и 1,2 г.
Минеральные удобрения вызвали изменения качества зерна яровой пшеницы (табл. 3).
Так, содержание сырого протеина в зерне на контроле составило 12,4 % при внесении N60Р45К60 и N90Р45К60 увеличилось на 0,4-0,7 %, а высокие дозы N120Р70К100 способствовали увеличению на 1,3 процента.
Применение средних доз (2 и 3 вариантов) способствовало повышению выхода массовой доли клейковины на 2,3-3,7 % по сравнению с контролем, а более высокая доза (4 вариант) –
на 4,4 %. Группа качества массовой доли клейковины на всех вариантах опыта было II. Стекловидность зерна на вариантах опыта с удобрениями варьировал от 68,5 до 68,8 %, что на 2,1-2,4% больше, чем на контроле.
Натурная масса изменилась незначительно, а влажность зерна с применением удобрений несколько повысилась на 0,4-0,8 %.
Расчет экономической эффективности применения минеральных удобрений под яровую пшеницу показывает, что на контроле условно-чистый доход составит 1570 руб., при дозе удобрений N60Р45К60 он вырос до 1960 руб., а при N90Р45К60 – до 2640 руб. Более высокие дозы способствовали повышению этого показателя до 3450 руб. Следовательно, наиболее эффективной оказалась доза минеральных удобрений N120Р70К100.
Выводы. Применение минеральных удобрений под яровую пшеницу значительно повышает урожайность и качеств зерна.
По нашим данным, прибавка урожая от применения N60Р45К60 составила 0,35 т, N90Р45К60 – 0,45 т, а N120Р70К100 – 0,86 т с 1 га.
Минеральные удобрения способствуют улучшению качества зерна.
Наибольший экономический эффект получен при внесении удобрений в дозе N120Р70К100.
1. Akhmedzhanov D.V. Scientific foundations of the formation of a high-quality harvest of spring wheat grain in the northern part of the Volga forest-steppe / D.V. Akhmedzhanov, R.A. Nurtdinov, R.R. Salikhzyanov, I.M. Serzhanov, F.S. Shaykhutdinov, M.Y. Gilyazov // Modern achievements of agrarian science: Scientific works of the All-Russian (national) scientific and practical conference. Scientific publication. - Kazan: Publishing House of Kazan State Agrarian University, 2020. - pp. 309-316.
2. Gilyazov M.Yu. The role of fertilizers in increasing the sustainability of crop production / M.Yu. Gilyazov // Global challenges for food security: risks and opportunities. Scientific papers of the international scientific and practical conference. Kazan, 2021. pp. 133-140.
3. Serzhanov I.M. Productive properties and quality of spring wheat seeds depending on the nutrition background in the conditions of the Republic of Tatarstan / I.M. Serzhanov, F.Sh. Shaikhutdinov, A.R. Serzhanova, R.I. Garaev // Bulletin of the Kazan State Agrarian University. 2019. Vol. 14. No. 2 (53). pp. 52-57.
4. Zelenev A.V. Biologization of agriculture - the basis for increasing the content of nutrients in the soil and the yield of grain crops / A.V. Zelenev, E.V. Seminchenko // Scientific and Agronomic Journal. - 2019. - № 1(104). - Pp. 10-14
5. Romanov V.N. Yield and quality of spring wheat grain when using nitrogen fertilizers in agrocenoses of the Krasnoyarsk forest-steppe / V.N. Romanov, G.A. Demidenko // Bulletin of KrasGAU. 2020. No. 4 (157). pp. 31-36.
6. Afanas'ev R.A. Distancionnaya diagnostika azotnogo pitaniya rasteniy /R.A. Afanas'ev // Plodorodie. 2020. № 6 (117). S. 26-29
7. Nesterenko V.A. Influence of soil availability with mobile phosphorus and doses of nitrogen fertilizers on crop formation and quality of spring wheat / V.A. Nesterenko, V.M. Lapushkin // Agrochemical bulletin. 2021. No. 1. pp. 38-42.
8. Emel'yanov Yu.Ya. Priemy effektivnogo ispol'zovaniya fosfornogo udobreniya / Yu.A. Emel'yanov, A.N. Kopylov, O.V. Volynkina, E.V. Kirillova // Agrohimiya. 2014. № 7. S. 27-32.
9. Shayhutdinov F.Sh. Posevnye i urozhaynye kachestva semyan v zavisimosti ot fona pitaniya v usloviyah predkamskoy zony Respubliki Tatarstan / F. Sh. Shayhutdinov, I. M. Serzhanov, A. M. Ganiev [i dr.] // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2015. - T. 10. - № 3(37). - S. 111-114. - DOIhttps://doi.org/10.12737/14781. - EDN VJTLNV.
10. Amirov M.F. Influence of the level of mineral nutrition and trace elements on the formation of spring wheat harvest / M.F. Amirov, D.I. Toloknov // Achievements of science and technology of the agro-industrial complex. 2019. Vol. 33. No. 5. pp. 18-20.
11. Shaikhutdinov F.S. The influence of various doses of mineral fertilizers on the formation of the harvest of spring wheat of the Ulyanovsk 105 variety in the Pre-Kama zone of the Republic of Tatarstan / F.S. Shaikhutdinov, I.M. Serzhanov, A.R. Serzhanova, R.I. Garaev, A.R. Hafizov // Reproduction of soil fertility and food security in modern conditions. proceedings of the international scientific and practical conference dedicated to the 100th anniversary of the Department of Agrochemistry and Soil Science of Kazan State Agrarian University and the 80th anniversary of corresponding member of the Academy of Sciences of the Republic of Tatarstan, Doctor of Agricultural Sciences, Professor Ilshat Akhatovich Gaisin. Kazan, 2021. p. 187-192.
12. Gilyazov M.Yu. The role of fertilizers in increasing the sustainability of crop production / Gilyazov M.Yu. // Global challenges for food security: risks and opportunities. Scientific papers of the international scientific and practical conference. Kazan, 2021. pp. 133-140.
13. Minikaev R. V. The use of mineral fertilizers and the yield of spring wheat in the conditions of the Kama region of the Republic of Tatarstan / R.V. Minikaev, F.Sh. Faskhutdinov // The role of university science in the development of the agro-industrial complex: Materials of the international scientific and practical conference, Nizhny Novgorod, October 13-15, 2021. - Nizhny Novgorod: Nizhny Novgorod State Agricultural Academy, 2021. - pp. 88-91.
14. Afanasyev R.A. Remote diagnostics of nitrogen nutrition of plants /R.A. Afanasyev // Fertility. 2020. No. 6 (117). pp. 26-29
15. Yemelyanov Yu.Ya. Methods of effective use of phosphorus fertilizer / Yu.A. Emelyanov, A.N. Kopylov, O.V. Volynkina, E.V. Kirillova // Agrochemistry. 2014. No. 7. pp. 27-32.
16. Shaikhutdinov F.Sh. Sowing and yielding qualities of seeds depending on the background of nutrition in the conditions of the pre-Kama zone of the Republic of Tatarstan / F. Sh. Shaikhutdinov, I. M. Serzhanov, A.M. Ganiev [et al.] // Bulletin of the Kazan State Agrarian University. - 2015. - T. 10. - № 3(37). - Pp. 111-114. - DOIhttps://doi.org/10.12737/14781. - EDN VJTLNV.
