Формирование фотосинтетического аппарата и урожайности яровой пшеницы при внесении различных туковых смесей на темно-серой лесной почве в Северном Зауралье

Введение. Серые лесные почвы в Тюменской области – одни из самых распространенных в пашне, их доля составляет 34 % [1, 2].

Характерными их особенностями являются острый дефицит в содержании доступного азота, обеспеченность которым в весенний период обычно не превышает в пахотном слое 5 мг/кг почвы; низкая обеспеченность подвижным фосфором; средняя и высокая обеспеченность калием [3].

Почвы малогумусны, особенностью их является также низкая обеспеченность таким микроэлементом, как сера, которая входит в состав растительных белков метионина, цистеина, и, участвуя в окислительно-восстановительных процессах, увеличивает коэффициент использования культурами соединений азота, фосфора, калия [4–6].

Поэтому для получения устойчивых высоких урожаев на данных почвах существует острая необходимость в применении удобрений. В настоящее время уровень применения минеральных удобрений в Тюменской области явно недостаточен. В связи с этим удобрения вносятся под наиболее требовательные к условиям питания культуры, в основном под пшеницу. В этом случае уровень внесения туков в среднем составляет 230–250 кг/га.

Наряду с необходимостью применения удобрений существует также проблема качества внесения удобрений в плане сбалансированности питательных элементов и равномерности их распределения по площади внесения, поскольку в условиях производства не всегда соблюдаются условия для качественного приготовления смесей. Использование комплексных минеральных удобрений, а также приготовленных в заводских условиях тукосмесей в значительной степени позволяет улучшить распределение питательных элементов.

Актуальной задачей при этом является повышение эффективности применения удобрений за счет подбора наиболее оптимальных соотношений питательных элементов в туковых смесях.

Цель исследований. Определить влияние применения разновидностей туковых смесей на формирование фотосинтетического аппарата, урожайность яровой пшеницы, энергетическую эффективность ее возделывания.

Методы и результаты исследований. Исследования проведены в 2015–2016 гг. на опытном поле ФГБНУ «НИИСХ Северного Зауралья» в четвертом поле (пшеница) зернопарового севооборота (чистый пар, озимая рожь, яровая пшеница, ячмень), развернутого во времени и пространстве. Почва темно-серая лесная тяжелосуглинистая. Глубина гумусного горизонта 25–27 см, содержание гумуса 3,8–4,5 %, рН сол 6,0–6,4, сумма поглощенных оснований 29,4 мг экв. на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями 85 %. Содержание нитратного азота в слое 0–20 см – 2,43–3,50 мг/кг почвы, подвижного фосфора – 5,4–8,8 мг/100 г почвы, что соответствует очень низкой их обеспеченности, высокое содержание К 2 О – 17,9–19,5 мг/100 г почвы.

Изучены варианты туковых смесей по схеме (табл. 1). Опыт проведен в 3-кратной повторности, размещение вариантов систематическое, учетная площадь 100 м2. По зяби, после закрытия влаги, готовые тукосмеси вносились нормой 250 кг/га методом врезания зерновой сеялкой СЗП-3,6. Предпосевная обработка проведена культиватором Смарагд-6, посев яровой пшеницы с последующим прикатыванием нормой 6,5 млн всхожих семян сеялкой СЗП-3,6. Общим фоном в фазу кущения проводилась обработка гербицидами. Площадь листьев определялась по методу, описанному Г.С. Посыпановым (1991) [7], фотосинтетический потенциал растений (ФСП) (сумма ежедневных показателей площади листьев за вегетационный период), выражаемый в м2 дней/га, определялся по С.И. Лебедеву (1988) [8], энергетическая эффективность – по А.Ф. Неклюдову [9], урожайность и статистическая обработка – по Б.А. До-спехову [10].

Данные наблюдений за формированием листового аппарата растений пшеницы показали, что на данном типе почв внесение приготовленных в заводских условиях тукосмесей с более высоким содержанием доступного азота, N 29 P 10 , N 23 P 20 , а также с включением в смеси серы N 17 P 20 +S 12 , способствовало интенсивному его развитию, особенно на раннем сроке вегетации. Так, в период начала выхода в трубку пшеницы площадь листьев составляла на этих вариантах 21,8–25,4 тыс. м²/га, тогда как на фоне без удобрений – 11,4 тыс. м²/га (табл. 2). Площадь листьев на указанных вариантах применения тукосмесей превышала контрольный вариант на 10,5–14,1 тыс. м²/га, или на 92–124 %. К периоду полной спелости отмеченная тенденция по перечисленным вариантам в основном сохранялась, площадь листьев на них превышала контрольный вариант на 5,5–15,2 тыс. м²/га, или на 50,8–141,3 %.

К периоду уборки хорошие показатели по формированию листового аппарата обеспечивали также варианты тукосмеси азофоски N 16 P 16 К 16 (200 кг/га) с аммиачной селитрой N 34 (50 кг/га) и диамофоски N 10 P 25 К 25 (150 кг/га) с аммиачной селитрой N 34 (100 кг/га).

Формирование листового аппарата растений пшеницы в зависимости от внесения в почву туковых смесей

Таблица 1

Туковая смесь		Площадь листьев, тыс. м2/га		Среднедневная площадь листьев		Фотосинтетический потенциал (ФСП), тыс. м2/га дней
Соотношение элементов питания, %	Содержание д.в. кг/га при норме внесения удобрения 250 кг/га	Начало выхода в трубку	Полная спелость	1-го растения, см2	на 1 га, тыс. м2/га
1	2	3	4	5	6	7
Без удобрений (контроль)		11,36	10,76	28,40	11,06	553
N 29 P 10	N 72 P 25	25,44	25,96	65,90	25,70	1285
N 23 P 20	N 58 P 50	22,85	19,22	53,90	21,04	1052
N 17 P 20 S 12	N 42 P 50 S 30	21,84	16,23	48,80	19,04	952
N 11 P 20 К 14	N 28 P 50 К 35	20,10	14,94	44,90	17,52	876

Окончание табл. 1

1	2	3	4	5	6	7
N 16 P 16 К 16 (200 кг/га) + N 34 – (50 кг/га)	N 49 P 32 К 32	14,15	26,82	52,50	20,48	1024
N 10 P 25 К 25 (150 кг/га) + N 34 (100 кг/га)	N 49 P 38 К 38	13,73	18,55	41,40	16,14	807
N 16 P 16 К 16	N 40 P 40 К 40	15,04	12,05	34,70	13,54	677
N 10 P 25 К 25	N 25 P 62 К 62	18,20	13,61	40,80	15,90	795
НСР 05		0,45	2,5	8,04	1,53	53,8

Площадь листьев пшеницы по этим вариантам составляла соответственно 26,8 и 18,6 тыс. м²/га, что на 72–149 % выше, чем на контрольном варианте. Показатель среднедневной площади листьев за вегетацию, объединяющий данные по площади листьев в период начала выхода в трубку и в период полной спелости, также свидетельствует, что наилучшие показатели формирования листового аппарата обеспечивали варианты внесения тукосмесей N 29 P 10 , N 23 P 20 , N 16 P 16 К 16 (200 кг) + N 34 (50 кг/га) и N 17 P 20 +S 12 с величиной среднедневной площади листьев 19,04–25,70 тыс. м²/га, превышающей контроль на 72–132 %.

При этом самые высокие показатели среднедневной площади листьев, а также фото- синтетического потенциала (ФСП), который выражает фотосинтетическую мощность посева, продолжительности содержания его в активном состоянии в порядке убывания были по вариантам N29P10 – 25,70, N23P20 – 21,04 и N16P16К16 (200 кг) + N34 (50 кг/га) – 20,48 тыс. м2/га с соответственно фотосинтетическим потенциалом – 1285, 1052, 1024 тыс. м2/га дней. Способствуя лучшему росту и развитию пшеницы, внесение данных тукосмесей обеспечивало получение более высокой урожайности пшеницы, которая была выше на перечисленных вариантах, чем на контроле без удобрений, на 0,93–1,53 т/га, или на 50,3–82,7 % (табл. 2).

Таблица 2

Биоэнергетическая эффективность возделывания яровой пшеницы в зависимости от применения тукосмесей

Показатель	Вариант тукосмесей
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Затраты совокупной энергии, ГДж/га	14,86	22,06	21,08	21,73	18,66	20,30	20,39	19,67	18,82
Урожайность, т/га	1,85	3,38	2,78	2,76	2,22	2,94	2,42	2,46	2,18
Выход валовой энергии в урожае с 1 га, ГДж	30,17	55,12	45,34	45,01	36,20	47,95	39,47	40,12	35,55
Энергетический коэффициент, ед.	2,03	2,50	2,15	2,07	1,94	2,36	1,94	2,04	1,89
Приращение валовой энергии, ГДж/га	15,30	33,06	24,25	23,27	17,54	27,65	19,07	20,45	16,72
Затраты совокупной энергии на 1 т зерна, МДж	80,36	65,27	75,84	78,76	84,08	69,05	84,28	79,97	86,37

Полученная при внесении этих тукосмесей  удобрения, которые в общей структуре затрат урожайность, несмотря на затраты энергии на  на возделывание пшеницы составляли здесь

33–44 %, обеспечивала наиболее высокие показатели приращения валовой энергии в урожае – 23,3–33,1 ГДж/га, или на 58–116 % выше, чем на контроле, энергетического коэффициента – 2,07–2,50.

Заключение. Применение тукосмесей с нормой внесения 250 кг/га с соотношением питательных элементов N 29 P 10 , N 23 P 20 , N 17 P 20 +S 12 , а также N 16 P 16 К 16 (200 кг) + N 34 (50 кг/га), способствовало наиболее интенсивному формированию фотосинтетического аппарата яровой пшеницы со среднедневной площадью листьев 19,04–25,70 тыс. м²/га, что на 72–132 % выше, чем на фоне без применения удобрений. Обеспечивало получение наиболее высокой урожайности пшеницы – 2,94–3,38 т/га, что на 0,93– 1,53 т/га, или на 50,3–82,7 %, выше, чем на фоне без удобрений, а также показателей эффективности возделывания яровой пшеницы по приращению валовой энергии –  23,3–

33,1 ГДж/га, что на 58–116 % выше, чем на фоне без удобрений.