Минеральные удобрения и их роль в повышении урожайности и посевных качеств пивоваренного ярового ячменя сорта Ратник

Созданный во ВНИИЗК им. И.Г. Ka-линенко новый сорт ярового ячменя Ратник в полной мере отвечает высоким требованиям, предъявляемым прежде всего к пивоваренным ячменям: имеет двурядный колос, крупное зерно, содержит белка 11,5%, крахмала - 61%, экстрактивность -79,8%. Энергия прорастания семян данного сорта при благоприятных условиях составляет 90-95%.

Сорт имеет среднюю высоту соломины и устойчив к полеганию.

За годы конкурсного сортоиспытания урожайность нового сорта в среднем составила 4,47 т/га, что выше, чем у пивоваренных сортов ячменя Зерноградский 584 и Приазовский 9 на 0,37-0,22 т/га. Максимальная урожайность 7,1 т/га была получена в благоприятном 2002 году [1].

По оценке учёных и специалистов сельского хозяйства, урожай и валовые сборы зерна можно увеличить на 20—25% за счёт улучшения посевных качеств и урожайных свойств семян и повышения устойчивости растений к абиотическим факторам внешней среды. Только при высоком качестве семян могут быть реализованы потенциальные возможности сорта, и, наоборот, самый высокопродуктивный сорт даст низкий урожай при посеве плохими семенами.

В настоящее время на полях сельхозпредприятий слабо используются возможности повышения урожайности зерна ярового ячменя за счет улучшения посевных качеств и урожайных свойств семян [2, 5].

Учитывая, что в отечественной литературе недостаточно сведений по реакции семян новых сортов ярового ячменя на применение минеральных удобрений, нами была поставлена задача: изучить влияние различных доз минеральных удобрений на онтогенез, урожайность и посевные качества семян.

Почва опытного участка ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко - чернозём обыкновенный мицеллярно-карбонатный легкоглинистый на лёссовидных глинах, в гори зонте Апах имеет близкое к нейтральной реакции (pH 7,1-7,2) содержание N-NO3 -11,5-13,5, Р2О5 - 18,5-20, К2О - 320-400 мг/кг почвы, гумуса 3,28%. По своему плодородию и физико-химическим свойствам почва благоприятна для выращивания ярового ячменя.

Важно отметить, что данные почвы способны накапливать в метровом слое значительные запасы продуктивной влаги (до 160 мм).

Погодные условия в годы проведения опытов сложились различно, что позволило более объективно оценить реакцию сортов ярового ячменя на различные фоны минерального питания.

Более благоприятным как по количеству осадков, так и по температурному режиму был 2011 год. Среднесуточная температура воздуха за данный год составила 10,7 С, превысив среднемноголетнюю на 1,1 С.

При среднемноголетнем количестве осадков зимой, весной выпало лишь 59,1% к норме, а летом 84,8%. Благодаря повышенному количеству осадков, выпавшему в июне — 90,5 мм при норме 71,3 мм, существенно улучшился водный режим почвы под культурой, что и способствовало получению высокого урожая.

2010 год отличался необычайно жарким летом с сильнейшей почвенной и воздушной засухами. Всего сумма осадков за лето составила 83,7 мм (48% к норме). Особенно сильный недобор осадков отмечался в период налива зерна ярового ячменя. Так, за июнь выпало всего 6,5 мм осадков при норме 71,3 мм. При этом среднесуточная температура в июне превысила норму на 3,8 С, а в июле - на 5,4 С.

Все эти факторы неблагоприятно отразились на наливе зерна, которое в этих условиях сформировалось с низкой массой 1000 семян.

Важным показателем обеспеченности растений влагой является количество продуктивной влаги в почве в течение вегетационного периода.

В 2010 году водный режим почвы под яровым ячменём характеризовался средними запасами продуктивной влаги в почве весной и резким дефицитом её по всему профилю почвы начиная с фазы колошения. Это обстоятельство объясняется повышенным температурным режимом почвы и воздуха за период май-июнь, а также отсутствием достаточного количества осадков в июне.

В условиях 2011 года увлажнение почвы в течение всей вегетации ярового ячменя было значительно лучше, чем в предыдущем году, что и послужило одной из главных причин более высокой урожайности культуры в данном году (табл. I).

Необходимо отметить, что в 20 Ю и 2011 годы исследований в удобренных ва риантах опыта запасы продуктивной влаги в течение всей вегетации растений были ниже, чем в контрольном варианте. Это объясняется большим расходом ее на формирование дополнительной урожайности на удобренных вариантах опыта.

Из данных К.Е. Овчарова [3] следует, что в том случае, когда посевы ярового ячменя нормально обеспечены водой, формируются семена со всхожестью 95-100%, при недостатке влаги до начала развития репродуктивных органов 56-94%, перед началом фазы цветения - 56-90% и в течение этой фазы - 68-90%. Пониженная положительная температура в период цветения снижает как урожайность, так и качество семян.

Таблица 1

Динамика продуктивной влаги под яровым ячменём в зависимости от удобрений, мм

Вариант опыта	Фазы развития растений
	Всходы	Кущение	Колошение	Полная спелость
2010 год 0-10 см
Контроль	13,2	10,3	2,3	0
N40 Р60К40	12,7	9,5	2,0	0
0-30 см
Контроль	41,7	30,5	10,3	0
N40 Р60К40	39.6	28,4	8,0	0
0-100 см
Контроль	126,2	70,6	32,2	0
N40 Р60К40	124,3	64,3	28,1	0
2011 год 0-10 см
Контроль	13,8	10,7	8,6	0
N40 Р60К40	13,6	9,7	7,2	0
0-30 см
Контроль	48,1	37,4	29,5	1,3
N40 Р60К40	46,6	34,6	26,8	0
0-100 см
Контроль	149,4	100,8	67,6	0
N40 Р60К40	145,2	94,8	60,0	0

Почвы Ростовской области, включая и южные районы, отличаются низким содержанием подвижных фосфатов, и поэтому яровой ячмень наиболее отзывчив на удобрения, содержащие фосфор. Фосфор не только улучшает питательный режим почвы, но и позволяет растениям более экономно использовать влагу, повышает устойчивость к вредителям и болезням.

Из многочисленных исследований [2], а также наших опытов следует, что наилучшие условия для роста и развития растений создаются при внесении полного минерального удобрения при преоблада- нии фосфора. Ведь фосфор является существенным компонентом генетического материала клеточного ядра, и если его будет недостаточно, то деление клеток приостановится [4]. Установлено, что большой запас фосфора в семенах благоприятствует интенсификации начального роста растений, а это тесно связано с их продуктивностью. Фосфор также регулирует все процессы жизнедеятельности семян, поступление элементов питания в них, усиливает стойкость растений к болезням, способствует лучшему развитию корневой системы, увеличивает продолжительность деятельности корней.

Недостаток фосфора в почве вызывает задержку в росте, запаздывание созревания (особенно на агрофоне, богатом азо том), морщинистость семян, а также метаболические процессы, например, превращение сахаров в крахмал и целлюлозу.

Хорошее обеспечение фосфорным питанием положительно влияет на формирование генеративных органов растения, улучшает озернённость колоса, а недостаток фосфора приводит к его череззёрнице И-

Результаты наших исследований убедительно свидетельствуют о том, что внесение удобрений существенно повышало содержание питательных веществ в почве. Так, в фазе всходов содержание N-NO3 повышалось в удобренном варианте по сравнению с контролем без удобрений на 4,4 мг, Р2О5 на 2,6 мг и К2О на 33 мг/кг почвы (табл. 2).

Таблица 2

Вариант опыта	Фазы развития растений
	Всходы	Кущение	Колошение	Полная спелость
2010 год N-NO3
Контроль	11,6	8,1	6,2	4,1
N40 Р6оК4О	16,2	10,3	6,6	4,0
Р2О5
Контроль	18,8	17,7	17,2	16,5
N40 Р60К40	21,3	19,4	18,0	16,3
к2о
Контроль	321	310	285	279
N40 Р60К40	352	327	290	269
2011 год N-NO3
Контроль	13,2	10,5	8,2	6,1
N40 Р60^40	17,5	12,4	8,9	5,8
Р2О5
Контроль	20,2	18,9	17,7	16,0
N40 Р60К40	23,0	21,1	18,3	15,4
к2о
Контроль	402	400	331	330
N40 Р60К40	436	430	356	350

Влияние удобрений на пищевой режим почвы (слой 0-30 см) под яровым ячменём, мг/кг почвы

Более благоприятный пищевой режим почвы на удобренных вариантах отмечался нами и в последующие фазы вегетации ярового ячменя, что и стало предпосылкой формирования здесь более высокой урожайности.

Применение минеральных удобрений способствовало также повышению темпов нарастания сухого вещества у растений сорта ярового ячменя Ратник. Причём это различие в нарастании отмечалось ещё с фазы кущения и продолжалось до конца вегетации растений. Так, в 2010 году в контрольном варианте в фазе кущения наземная масса сорта Ратник составила 69 г/м2, а в удобренном варианте она была выше - 87 г/м". Разница между этими вариантами опыта отмечалась нами и в фазе колошения: 385 и 484 г/м2, а также в фазе полной спелости: 589 и 807 г/м2.

В условиях более благоприятного по водному и пищевому режимам почвы 2011 года, темпы нарастания сухого вещества были значительно выше, чем в засушливом 2010 году. Если на контрольном варианте в

Влияние удобрений на урожайн

фазе кущения вес сухой надземной массы составил у сорта Ратник 84 г/м2, в фазе колошения - 405 г/м2 и в фазе полной спелости -721 г/м", то в удобренном варианте (N40P60K40) показатели возросли на 3,6-17,0% по всем изучаемым фазам развития растений, т.е. достигли в фазу кущения 87, в фазу колошения 501 и в фазу полной спелости 876 г/м2.

Результаты проведённых опытов показали, что удобрения существенно повлияли на уровень урожайности. Наибольшую урожайность яровой ячмень сформировал в благоприятном по увлажнению 2011 году, очень низкой она была в засушливых условиях 2010 года (табл. 3).

ь ярового ячменя сорта Ратник

Таблица 3

Вариант опыта	Урожайность, т/га			± к контролю	%
	2010 г.	2011 г.	Среднее
Контроль	1,77	3,61	2,69	—	100
РбО	2,32	4,24	3,28	0,59	122
Р60К40	2,46	4,41	3,44	0,75	128
N40P60	3,26	4,43	3,84	1,15	143
N40P60K40	3,59	4,51	4,09	1,40	152
N20P30K20	3,08	4,37	3,73	1,04	139
НСР05	0,22	0,21

Из данных таблицы 3 следует, что изучаемый сорт весьма отзывчив на применение минеральных удобрений. Так, в засушливом 2010 году урожайность сорта Ратник составила 1,77 т/га в условиях контрольного варианта без удобрений. Одностороннее применение фосфорных удобрений в дозе Рбо выражалось математически достоверной прибавкой урожая к контролю - 0,55 т/га, добавление к этой дозе калийных удобрений Р60К40 способствовало дальнейшему росту урожайности на 0,69 т/га. Парная комбинация минеральных удобрений с включением азота (N40P60) вызвала дальнейшее значительное увеличение прибавки урожая до 1,49 т/га.

Однако максимальную урожайность сорт сформировал при внесении N40P60K40 - 3,59 т/га, прибавка составила 1,82 т/га. Это доказывает, что даже в условиях засушливого 2010 года удобрения суще ственно повышали урожайность ярового ячменя в представленных вариантах опыта.

В более благоприятных условиях 2011 года общий уровень урожайности ярового ячменя был значительно выше. Если на контроле урожайность составила 3,61 т/га, то максимальный урожай -4,51 т/га был получен на фоне применения полного удобрения в дозах N4OP60K40.

В условиях года в вариантах N40^60, РбоК4о и N20P30K20 существенного отличия от оптимального варианта N4OP60K40 не наблюдалось, тогда как в засушливом 2010 году оно проявилось достаточно ярко.

Оценивая экономическую сторону, следует отметить, что наибольшая окупаемость зерна 1 кг д. в. удобрений была отмечена при внесении меньшей дозы удобрений N20P30K20, которая составила по изучаемому сорту 14,8 кг. Другие дозы удобрений уступали данному варианту.

Данные структурного анализа показали, что прирост урожайности при применении удобрений происходит преимущественно за счёт увеличения числа колосьев на 1 м", показатель в сравнении с контролем возрос на 34,5%. Применение NPK способствовало увеличению высоты растений, крупности зерна и не оказывало заметного влияния на озернённость колоса.

И наконец, каково же было влияние элементов питания на посевные качества посевного материала. Были проанализированы все варианты, в итоге оптимальным оказался за два года исследований -N40P60K40.

В исследованиях применялся рулонный метод (табл. 4).

Таблица 4

Вариант опыта	Масса 1000 семян, г	Энергия прорастания, %	Лабора-торная всхожесть, %	Показатели интенсивности начального роста
				Длина ростков, см	Длина корешков, см	Масса 100 ростков, г	Масса 100 корешков, г
2010 год
Контроль	46,82	56,75	96,75	7,83	12,17	35,35	36,36
N40P60K40	48,24	65,25	98,25	8,78	14,42	46,97	49,22
НСР05	0,22	—	0,57	0,34	0,41	0,38	0,65
2011 год
Контроль	50,56	92,50	96,75	12,06	12,89	16,67	8,84
N40P6OK40	52,30	93,75	96,75	14,13	14,41	18,20	10,60
НСР05	0,19	—	0,43	0,41	0.46	0,33	0,48
Средние 2010-2011 гг.
Контроль	48,69	74,62	96,75	9,94	12,53	26,01	22,60
N40P60K40	50,27	79,50	97,50	11,46	14,42	32,58	29,91

Влияние минеральных удобрений на посевные качества семян ярового ячменя сорта Ратник

Анализ данных таблиц 3 и 4 показывает, что применение оптимальных доз минеральных удобрений не только существенно повышает урожайность семян, но и улучшает их посевные качества.

Наши исследования показали, что полное минеральное удобрение положительно сказалось на массе 1000 семян. Так, данный показатель на контроле оказался в благоприятном 2011 году на 7,99% выше, чем в засушливом 2010 году, а в варианте с удобрениями на 8,40%.

Важнейшим показателем качества семян, характеризующим скорость и дружность их прорастания, является энергия прорастания.

Основным фактором, влияющим на данный показатель, являлись в опытах погодные условия: в засушливом 2010 году энергия прорастания была как на контроле, так и на удобренном фоне соответственно ниже на 63,0 и 43,7% по сравнению с 201 1 годом. Полное минеральное удобрение существенно повышало данный показатель, особенно ярко это проявилось в условиях засушливого 2010 года.

Показатель лабораторной всхожести семян в засушливых условиях под влиянием удобрений возрастал, при более благоприятных условиях вегетации 2011 года влияние удобрений на данный показатель было несущественным.

В лабораторных опытах проводилось и определение интенсивности начального роста семян. Исследования показали, что на этот показатель положительно влияет применение полного минерального удобрения (N40P60K4O).

Удобрение существенно повышало длину ростков в засушливом 2010 году на

• 12,1 %, длину корешков - на 18,5%, при этом масса 100 ростков удобренного варианта была выше контроля на 32,9%, а масса 100 корешков - на 35,9%.

Менее эффективным было действие минеральных удобрений в благоприятном по увлажнению 2011 году: если на удобренных делянках показатель длины ростков превышал контроль на 17,2%, длину корешков на 11,8%, то масса 100 ростков превышала контроль всего на 9,2%, а масса 100 корешков - на 19,9%.

Следовательно, применение минеральных удобрений под яровой ячмень на посевах семеноводства существенно улучшало пищевой режим почвы, способствовало рациональному расходу почвенной влаги и более высоким темпам нарастания сухого вещества, а в конечном итоге формированию более высокой урожайности. Следует подчеркнуть, что оптимальное минеральное удобрение (N40P60K40) существенно улучшало посевные качества семян в различные по увлажнению и температурному режиму годы.