УДК 631.8 Удобрения. Внесение удобрений. Стимуляция роста растений. Ростовые вещества
Цель исследований направлена на определение степени влияния агрономических и агрохимических факторов на продуктивность орошаемой гибридной кукурузы Росс 140 СВ в почвенно-климатических условиях Республики Татарстан. Стационарный полевой опыт проводился на орошаемых полях землепользования ООО «Кырлай» в Арском муниципальном районе в 2022 году. Этот опыт был направлен на изучение влияния различных факторов на урожайность и качество орошаемой культуры. После сдачи в эксплуатацию орошаемого участка в 2023 году, исследования были продолжены на базе ООО «Агробиотехнопарк» Казанского государственного аграрного университета. Схема полевого опыта: контроль (без удобрений); N74P40K74 на 30 т/га биомассы; N98P53K97 на 40 т/га биомассы;N123P66K121 на 50 т/га биомассы; N148P80K148 на 60 т/га биомассы. Объектом исследований служит сорт гибридной кукурузы Росс 140 СВ. Агрохимические показатели 2-х типичных серо – лесных почв были следующими: содержание гумуса по Тюрину составило от 3,2 до 3,6 % подвижного фосфора – от 148 до 150 и обменного калия – от 162 до 165 мг/кг почвы по Кирсанову. Реакция почвенной среды в солевой вытяжке была близка к нейтральной (pH 6,1- 6,5). Повторность опыта – трехкратная, размещение делянок систематическое, площадь каждой делянки 126 м2 (4,2 на 30 метров). Система основной и предпосевной подготовки почвы производилась (осенью) и включала в себя дискование стерни на 6-8 см и вспашку на 25-27 см. Предпосевная обработка состояла из боронования в 1-2 следа. Посев кукурузы осуществляли во второй декаде мая с шириной междурядий 70 см. Семена при норме высева 70 тыс. шт./га заделывали на глубину 6-8 см с прикатыванием. Минеральные удобрения вносились в дозах, рассчитанных на планируемую урожайность 30 т/га, 40 т/га, 50 т/га, 60 т/га биомассы. Оптимальной дозой удобрений для достижения максимальной продуктивности гибридной кукурузы Росс 140 СВ является N123P66K121 рассчитанной на планируемую урожайность 50 т/га биомассы, при которой урожайность зеленой массы составляет 50,7 т/га, а эффективность использования удобрений минеральных удобрений достигает 81,2 кг зеленой массы на 1 кг NPK.
кукуруза (frumentum), молочно-восковая спелость, эффективность использования удобрений, урожайность, биомасса, расчётные нормы доз удобрений, продуктивность.
В современном мире, где вопросы продовольственной безопасности и устойчивого развития сельского хозяйства занимают центральное место в повестке дня, изучение влияния различных факторов на продуктивность сельскохозяйственных культур приобретает особую актуальность [1,2,3]. Одной из таких культур, играющих важную роль в обеспечении продовольственной безопасности, является кукуруза. С другой стороны, в последние годы наблюдается значительный рост интереса к орошаемому земледелию, особенно в регионах, ограниченных влагообеспеченностью [4,5,6].
Гибридная кукуруза Росс 140 СВ, благодаря своим уникальным характеристикам и потенциалу адаптации к различным условиям, привлекает внимание исследователей и практиков в области сельского хозяйства [7,8,9]. Однако, для успешного ее возделывания этой культуры необходимо провести дополнительные исследования в почве изучив реакцию этой культуры на орошении и удобрение. [10,11,12].
Методы, методология и методика. Стационарный полевой опыт проводился на орошаемых полях землепользования ООО «Кырлай» в Арском муниципальном районе в 2022 году. Этот опыт был направлен на изучение влияния различных факторов на урожайность и качество орошаемой культуры [13,14,15]. После сдачи в эксплуатацию орошаемого участка в 2023 году, исследования были продолжены на базе ООО «Агробиотехнопарк» Казанского государственного аграрного университета, расположенного по координатам: широта – 55,5244865824 и долгота – 48,274901646. Это позволило расширить рамки исследования и привлечь дополнительные ресурсы для более глубокого изучения агроэкологических процессов. Все лабораторные анализы были выполнены в «Центре агроэкологических исследований» Казанского государственного аграрного университета, что обеспечило высокую точность и надежность полученных результатов.
Объектом исследований служил районированный в 7 регионе (Среднее Поволжье) гибрид Росс 140 СВ селекции Краснодарского НИИСХ им. П. П. Лукьяненко.
Полевой участок, который был подвергнут анализу, показал состав и свойства, характерные для серых лесных почв.
Агрохимические показатели 2-х типичных серо–лесных почв были следующими: содержание гумуса по Тюрину составило 3,2 - 3,6 % подвижного фосфора – 148 - 150 и обменного калия – 162 - 165 мг/кг почвы по Кирсанову. Реакция почвенной среды в солевой вытяжке была близка к нейтральной (pH. 6,1 – 6,5).
Эксперимент был трехкратной повторностью, а размещение делянок было систематическим. Каждая делянка имела площадь 126 квадратных метров (4,2 на 30 метров), обработка почвы производилась (осенью) с дискования стерни сои на 6-8 см и вспашки на 25-27 см, а предпосевная обработка состояла из боронования в 1-2 следа и завершающая стадия обработки почвы предпосевная культивация предусматривающая неглубокое рыхление без пластового оборота. на глубину сева, при этом производится крошение плодородной части грунта на мелкие комки размером не более 25 мм – в результате получено рыхлый мелкокомковатый слой почвы глубиной 4-5 см. Посев кукурузы осуществляли сеялкой «Весна 8» во второй декаде мая с шириной междурядий 70 см. Семена при норме высева 70 тыс. шт./га заделывали на глубину 6…8 см с прикатыванием.
Измерение, анализ и фенологические наблюдения проводились по методике Всероссийского научно-исследовательского института кормов имени В. Р. Вильямса.
Сроки и нормы полива определяли в зависимости от влажности активного слоя почвы (2 -3 полива с нормой расхода воды 300-350 м3/га с использованием дождевальной машины марки ZDM-Irrigation. Метод полива – дождевание. Ширина захвата дождевальной машины 32 м.
Погодные условия периода вегетации 2022-2024 гг. существенно отличались от средних значений (рис. 1, табл.1).
Таблица 1 – Среднесуточная температура воздуха и количество выпавших осадков в годы исследований
|
Годы |
Май |
Июнь |
Июль |
Август |
За май-август |
|
Среднесуточная температура воздуха, 0С |
|||||
|
Среднемноголетняя температура воздуха |
14,0 |
18,3 |
20,5 |
18,0 |
17,7 |
|
2022 г., 0С в % к среднемноголетним |
10,7 76,4 |
18,6 101,6 |
21,3 103,9 |
22,5 125 |
18,3 103,4 |
|
2023 г., 0С в % к среднемноголетним |
16,0 114,3 |
16,3 89,1 |
21,5 104,9 |
20,2 112,2 |
18,5 104,5 |
|
2024 г., 0С в % к среднемноголетним |
11,0 78,6 |
21,7 118,6 |
22,1 107,8 |
18,4 102,2 |
18,3 103,4 |
|
Осадки, мм |
|||||
|
Среднемноголетние осадки |
38 |
57 |
62 |
55 |
212 |
|
2022 г., мм в % к среднемноголетним |
78,4 206,3 |
19,3 33,9 |
61,61 99,4 |
0,0 0 |
159,31 75,1 |
|
2023 г., мм в % к среднемноголетним |
46,79 123,1 |
6,08 10,7 |
33,07 53,3 |
20,44 37,2 |
106,38 50,2 |
|
2024 г., мм в % к среднемноголетним |
52,91 139,2 |
15,81 27,7 |
56,17 90,6 |
28,71 52,2 |
153,6 72,5 |
Анализ метеоданных за вегетационный период 2022-2024 гг. показывает, что в эти годы наблюдались значительные колебания в осадках и температуре воздуха по сравнению с среднемноголетними значениями. Особенно интересными являются данные за 2022 год, которые демонстрируют заметные отклонения от нормы. В 2022 году количество осадков составило 159 мм, в мае 78,4, 19,3 мм в июне, 61,61 мм в июле и 0 мм в августе. Среднесуточная температура воздуха в этот период также показала значительные отклонения от среднемноголетних значений. В мае температура составила 10,7°C, что ниже на 23,6%. В июне среднесуточная температура достигла 18,6°C, что превышает среднемноголетнее значение на 1,6%. В июле температура составила 21,3°C, что выше среднемноголетнего значения на 3,9%. В августе среднесуточная температура достигла 22,5°C, что превышает среднемноголетнее значение на 25%.
В 2023 году количество осадков, выпавших в мае, составило 46,79 мм, что является хорошим показателем для этого месяца. В июне осадков было гораздо меньше, всего 6,08 мм, что существенно отличается от мая. В июле количество осадков увеличилось до 33,07 мм, а в августе их было 20,44 мм. Если сложить эти значения, то общее количество осадков за период с мая по август составит 106,38 мм. Однако, если сравнивать это значение с среднемноголетним показателем, то получается, что в 2023 году выпало лишь 50,2% от ожидаемого количества осадков.
Среднесуточная температура воздуха в мае составила 16,0°C, что является нормой для этого месяца. В июне температура воздуха была еще выше, достигая 16,3°C. В июле среднесуточная температура составила 21,5°C, что выше среднемноголетних значений всего на 4,9 %. В августе температура воздуха была на уровне 20,2°C, что также выше средних показателей.
В 2024 году количество осадков было в значении 52,91 мм в мае, 15,81 мм в июне, 56,17 мм в июле и 28,71 мм в августе, что в сумме 153,6 мм за май-август. Это составляет 72,5% от среднемноголетнего значения. Среднесуточная температура воздуха в этот период значилась 11,0°C в мае, 21,7°C в июне, 22,1°C в июле и 18,4°C в августе. Метеоданные за вегетационный период 2022-2024 гг. показывают значительные колебания в осадках и температуре воздуха, что может оказать влияние на урожайность гибридной кукурузы Росс 140 СВ. В этих условиях двухкратный полив из расчета 300-350 м³/га обеспечил оптимальные условия для развития растений этой культуры.
Результаты и обсуждение.
В ходе исследования было установлено, что норма высева для гибрида составила 85 тысяч всхожих семян на гектар. Это значение является важным показателем для оценки эффективности высева и последующего роста растений. Важно отметить, что данный показатель может варьироваться в зависимости от множества факторов, включая климатические условия, тип почвы и методы обработки земли.
Из полученных результатов следует, что из общего числа посеянных семян 86-87% полностью проросли в течение 10 дней. Это свидетельствует о хорошей всхожести семян и благоприятных условиях для роста растений. (табл. 2).
Таблица 2 – Влияние расчетных норм минеральных удобрений и орошения на полевую всхожесть и сохранность растений кукурузы
к уборке (2022‒2024 гг.).
|
Вариант |
Кол-во всходов, тыс. шт./га |
Полевая всхожесть,% |
Сохранность растений к уборке, в % к всходам |
|
Контроль (без удобрений) |
73,4 |
86,1 |
83,9 |
|
N74P40K74 на 30 т/га биомассы |
73,5 |
86,3 |
84,1 |
|
N98P53K97 на 40 т/га биомассы |
73,7 |
86,5 |
84,2 |
|
N123P66K121 на 50 т/га биомассы |
73,9 |
86,8 |
83,8 |
|
N148P80K148 на 60 т/га биомассы |
74,0 |
87,0 |
84,3 |
|
НСР05 |
2,98 |
|
|
Комбинация применения расчетных норм минеральных удобрений может значительно улучшить полевую всхожесть и сохранность кукурузы к уборке. Вариант с нормой N148P80K148 на 60 т/га биомассы показал наибольшее количество всходов, - 74,0 тыс. шт./га, полевая всхожесть составила 87,0%, а сохранность растений к уборке составила 84,3%. Это указывает на наибольшее улучшение показателей среди всех вариантов. В контрольном варианте без применения минеральных удобрений количество всходов составило 73,4 тыс. шт./га, полевая всхожесть составила 86,1%, сохранность растений 83,9%. Однако, необходимо учитывать, что увеличение норм минеральных удобрений может привести к увеличению затрат, что может повлиять на экономическую эффективность сельскохозяйственного производства.
Орошение кукурузы является одним из ключевых факторов, влияющих на экологические показатели. В условиях Республики Татарстан, где наблюдается высокая степень антропогенного воздействия на природные экосистемы, необходимо проводить орошение с учетом оптимизации водопотребления и минимизации негативного воздействия на водные ресурсы.
Урожайность кукурузы. Формирование плотных, высоких растений кукурузы с двумя большими початками молочно-восковой спелости кукурузы на растении в сочетании с благоприятными почвенно-климатическими условиями в течение вегетационного периода привело к высоким урожаям зеленой массы кукурузы в 2022-2024 годах. Это стало возможным благодаря оптимальному сочетанию факторов, таких как достаточное увлажнение почвы, умеренная температура и обильное солнечное освещение, что способствовало активному росту и развитию растений кукурузы. В результате, кукуруза достигла высоких показателей по урожайности, что позволило значительно увеличить объем зеленой массы, собранной в указанный период. (рис. 1, табл. 3).
Рис. 1. Початки перед уборкой гибридной кукурузы Росс 140 СВ на варианте опыта N123P66K121 на 50 т/га биомассы.
Таблица 3. Влияние расчетных норм минеральных удобрений на урожайность зеленой массы орошаемой кукурузы Росс 140 СВ.
|
Вариант |
Урожайность зеленой массы, т/га |
Прибавка
|
Эффективность использования удобрений 1 кг NPK зеленой массой, кг/кг |
|
|
т/га |
% |
|||
|
Контроль (без удобрений) |
25,5 |
- |
- |
|
|
N74P40K74 на 30 т/га биомассы |
30,4 |
4,9 |
10,5 |
26,1 |
|
N98P53K97 на 40 т/га биомассы |
43,8 |
18,3 |
59,2 |
73,8 |
|
N123P66K121 на 50 т/га биомассы |
50,7 |
25,2 |
84,3 |
81,3 |
|
N148P80K148 на 60 т/га биомассы |
56,2 |
30,7 |
104,3 |
81,6 |
|
НCP05 |
1,98 |
|
|
|
Наибольшая прибавка урожайности наблюдалась при использовании в варианте N148P80K148 на 60 т/га биомассы, составившая 30,7 т/га. Эффективность использования удобрений 1 кг NPK зеленой массой также была выше в этом варианте, составив 81,6 кг/кг.
Вариант N123P66K121 на 50 т/га биомассы продемонстрировал вторую по величине прибавку урожайности, составившую 25,2 т/га. При этом эффективность использования удобрений NPK зеленой массы составила 81,3 кг/кг. Этот результат свидетельствует о высокой эффективности данного варианта в условиях конкретного эксперимента. Вариант N98P53K97 на 40 т/га биомассы дал прибавку урожайности в 18,3 т/га. Эффективность использования удобрений 1 кг NPK зеленой массой в этом случае составила 73,8 кг/кг. Хотя этот результат и уступает показателю варианта N123P66K121, он все равно демонстрирует значительную эффективность в сравнении с другими вариантами. Наименьшая прибавка урожайности наблюдалась в варианте N74P40K74 на 30 т/га биомассы, прибавка урожайности составила всего 4,9%, а эффективность использования удобрений 1 кг NPK зеленой массой составила 26,1 кг/кг. Этот результат может быть связан с недостаточным количеством удобрений, использованным в данном эксперименте.
Исследование показало, что применение удобрений и орошения может значительно увеличить урожайность зеленой массы гибридной кукурузы Росс 140 СВ с початками в молочно-восковой спелости. Наиболее эффективным вариантом является N148P80K148 на 60 т/га биомассы, который обеспечивает максимальную прибавку урожайности и эффективность использования удобрений NPK зеленой массой.
Использование удобрений и увеличение уровня биомассы могут привести к увеличению стоимости валовой продукции, общих затрат, условно чистого дохода и рентабельности, а также к снижению себестоимости производства кукурузы на силос. Однако, необходимо учитывать, что наивысшие показатели дохода и рентабельности наблюдаются при использовании N123P66K121 на 50 т/га и N148P80K148 на 60 т/га биомассы.
Стоимость валовой продукции увеличивается с 70,1 до 143,3 тыс. руб./га при переходе от контрольного варианта (без удобрений) к варианту N148P80K148 на 60 т/га биомассы. Это указывает на увеличение продуктивности и, соответственно, дохода от продажи продукции.
Общие затраты также растут с 58,9 до 87,4 тыс. руб./га, что связано с увеличением расходов на удобрения и другие ресурсы, необходимые для достижения более высоких показателей биомассы.
Условно чистый доход показывает, что при увеличении дозировки удобрений и биомассы доходность производства кукурузы на силос также растет. Максимальный условно чистый доход достигается при варианте N148P80K148 на 60 т/га биомассы и составляет 55,8 тыс. руб./га.
Рентабельность также увеличивается с 19,0% до 64,0% при переходе от контрольного варианта к варианту N148P80K148 на 60 т/га биомассы. Это указывает на то, что увеличение затрат на удобрения и биомассу оправдано и приводит к значительному росту эффективности производства.
Себестоимость снижается с 12,6 до 9,1 тыс. руб./т корм. ед. при увеличении дозировки удобрений и биомассы. Это связано с увеличением продуктивности и, соответственно, снижением себестоимости единицы продукции (табл. 4.).
Таблица 4. Экономические показатели производства кукурузы на силос
|
Варианты опыта |
Стоимость вал. продукции. тыс. руб./га |
Общие затраты. тыс. руб./га |
Условно чистый доход. тыс. руб./га |
Рентабельность. % |
Себестоимость. тыс. руб./т корм. ед. |
|
Контроль (без удобрений) |
70,1 |
58,9 |
11,2 |
19,0 |
12,6
|
|
N74P40K74 на 30 т/га биомассы |
77,5 |
58,1 |
19,3 |
33,0 |
11,2 |
|
N98P53K97 на 40 т/га биомассы |
111,6 |
78,1 |
33,5 |
43,0 |
10,5 |
|
N123P66K121 на 50 т/га биомассы |
129,2 |
84,0 |
45,2 |
54,0 |
9,7 |
|
N148P80K148 на 60 т/га биомассы |
143,3 |
87,4 |
55,8 |
64,0 |
9,1 |
Примечание: коэффициент перевода в к. ед. зеленой массы кукурузы 0,17 (стоимость зерна кукурузы за 1 т. в 2024 г. 15 тыс. руб.).
Выводы. В результате проведенных исследований установлено, что агрономические и агрохимические факторы оказывают значительное влияние на продуктивность гибридной кукурузы Росс 140СВ в условиях Республики Татарстан. Экспериментальные данные подтвердили, что оптимальная дозировка удобрений N123P66K121 рассчитанная на планируемую урожайность 50 т/га обеспечивает высокий выход зеленой массы.
Результаты показали, что применение удобрений и орошения в рекомендуемых количествах позволяет значительно повысить урожайность, что является ключевым фактором эффективности производства и устойчивости агропромышленных систем.
1. Смирнов А. М., Тюрин В.Г., Семенов В.Г. Проблемы производства экологически безопасной продукции животноводства и пути их решения // Ветеринария и кормление. 2024. № 3. С. 12-18. https://doi.org/10.30917/ATT-VK-1814-9588-2024-3-1.
2. Воронкова О. Ю., Петрова Л.И. Производство органической продукции в регионах: экономический, социальный и бюджетный эффект // Экономика сельского хозяйства России. 2024. № 1. С. 38-43. https://doi.org/10.32651/241-38.
3. Организационно-экономические основы развития органического сельского хозяйства в условиях современности / С. Л. Алексеев, Н. М. Якушкин, С. А. Шарипов, Ю. С. Сергеева // Экономика сельского хозяйства России. 2024. № 2. С. 73-82. https://doi.org/10.32651/241-38.
4. Зависимость урожайности гибридов кукурузы от приемов обработки почвы при возделывании в зоне неустойчивого увлажнения / О. И. Власова, В. М. Передериева, О. Г. Шабалдас [и др.] // Земледелие. 2023. № 6. С. 33-36. https://doi.org/10.24412/0044-3913-2023-6-33-36.
5. Урожай и уборочная влажность зерна гибридов кукурузы в разных экологических условиях в зависимости от сроков посева / В. С. Сотченко, А. Г. Горбачева, А. Э. Панфилов [и др.] // Кормопроизводство. 2019. № 4. С. 26-31.
6. Тюрин А. В., Тойгильдин А.Л., Подсевалов М.И. Эффективность приемов возделывания кукурузы на зерно в условиях Среднего Поволжья // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2021. № 3(55). С. 55-65. https://doi.org/10.18286/1816-4501-2021-3-55-62.
7. Бжинаев Ф. Х. Влияние способов основной обработки почвы на урожай кукурузы при орошении // Аграрный вестник Урала. 2013. № 4(110). С. 4-5.
8. Монастырский В.А., Тищенко Я.С. Влияние оросительных мелиораций при выращивании кукурузы // Мелиорация и гидротехника. 2023. Т. 13, № 4. С. 281-294. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2023-13-4-281-294.
9. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на динамику влажности почвы, водопотребление и урожайность кукурузы при выращивании на силос / В. Н. Фомин, М. М. Нафиков, В. В. Медведев, Д. В. Якимов // Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31, № 12. С. 12-16.
10. Продуктивность кукурузы Росс 140 в зависимости от уровня химизации зональных почв республики Татарстан / Ф. Н. Сафиоллин, М. М. Хисматуллин, А. А. Лукманов [и др.] // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2023. № 115. С. 199-223. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2023-115-199-223.
11. Современные методы возделывания кукурузы / Л. Х. Азубеков А. З. Кушхабиев А. К. Урусов А. М. Кагермазов // Земледелие. 2014. № 5. С. 31-32.
12. Ефремова Е.Н., Тютюма Н.В. Влияние агротехнических приемов на урожайность сахарной кукурузы в условиях Нижнего Поволжья // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2018. № 1(49). С. 95-101. https://doi.orghttps://doi.org/10.32786/2071-9485-2018-02-95-101.
13. Особенности системы основной обработки почвы на орошении в почвенно-климатических условиях Республики Татарстан / И. И. Габбасов, С. Р. Сулейманов, Ф. Н. Сафиоллин [и др.] // Земледелие. 2023. № 7. С. 7-10. https://doi.org/10.24412/0044-3913-2023-7-7-10.
14. Таланов И. П., Михайлова М.Ю., Каримова Л.З. Отзывчивость гибридов кукурузы на внесения расчетных доз минеральных удобрений в условиях Предволжья РТ // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2015. Т. 10, № 2(36). С. 123-127. https://doi.org/10.12737/12516.
15. Роль и место орошаемого земледелия в производстве сельскохозяйственной продукции и его экономическая эффективность (опыт Республики Татарстан) / М. М. Хисматуллин, М. М. Хисматуллин, А. Р. Валиев [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2021. Т. 16, № 3(63). С. 160-166. https://doi.org/10.12737/2073-0462-2021-160-166.
16. Основные тренды роста регионального сельского хозяйства: от объемов к устойчивости / Ф. Н. Мухаметгалиев, А. Р. Валиев, Л. Ф. Ситдикова [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2024. Т. 19, № 1(73). С. 117-123. https://doi.org/10.12737/2073-0462-2024-117-123.
17. Светлов Н. М. Методика отбора регионов для исследования адаптации сельского хозяйства к изменению климата // Экономика региона. 2023. Т. 19, № 2. С. 480-493. https://doi.orghttps://doi.org/10.17059/ekon.reg.2023-2-14.
18. Волкова Е.А. Оценка экономической эффективности сельскохозяйственного производства Дальнего Востока России // Международный сельскохозяйственный журнал. 2022. № 5(389). С. 473-478. https://doi.orghttps://doi.org/10.55186/25876740_2022_65_5_473.
