Вариабельность урожайности пшеницы яровой в зависимости от погодных условий
Автор: Макаров М.Р.
Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki
Рубрика: Сельскохозяйственные науки
Статья в выпуске: 9 т.11, 2025 года.
Бесплатный доступ
Представлены результаты исследований проводимых на протяжении трех лет в полевом стационарном опыте расположенном на полях отдела земледелия Тамбовского НИИСХ - филиала ФГБНУ «ФНЦ им.И.В.Мичурина». Речь идет о влиянии погодных условий на вариабельность урожая яровой пшеницы сорта Дарья, а также на прибавки урожая в зависимости от минеральных удобрений. Проведен расчет гидротермического коэффициента, а также с помощью математических формул выведена корреляция между гидротермическим коэффициентом и урожайностью, а также прибавками урожая.
Яровая пшеница, минеральные удобрения, гидротермический коэффициент
Короткий адрес: https://sciup.org/14133790
IDR: 14133790 | УДК: 633.11 | DOI: 10.33619/2414-2948/118/41
Текст научной статьи Вариабельность урожайности пшеницы яровой в зависимости от погодных условий
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice
УДК 633.11
На основании данных, опубликованных в различных источниках, сезонные изменения погоды чаще всего ограничивают рост урожайности сельскохозяйственных культур и эффективность удобрений [1]. Сами же удобрения существенно влияют на водообеспечение растений. Они уменьшают колебания урожайности, обусловленное не благоприятными метеорологическими условиями [2]. В засушливые годы фосфор действует на урожайность растений положительно, а азот отрицательно [3]. Обобщая обширный материал о сроках наибольшей потребности растений в воде, и о критических периодах, у различных сельскохозяйственных культур, был замечен период максимальной эффективности удобрений, во время которого питательные вещества дают наибольший положительный эффект и критический период, когда отсутствие элементов питания или избыток их сильнее всего сказывает отрицательное действие на рост и развитие растений [4].
Однако, как отмечают ученые, критический период не является чем-то постоянным, присущим данному растению, и в зависимости от срока и почвенно-климатических условий продолжительность и резкость реакции растений на недостаток воды могут изменяться [5].
Результаты проведенных опытов показывают, что для зоны не достаточного увлажнения из метеорологических факторов важнейшим является количество осадков. Новейшие исследования показали четкую зависимость урожаев пшеницы от количества осадков и запаса продуктивной влаги в метровом слое почвы. На типином черноземе эффективность минеральных удобрений под яровую пшеницу находилась в тесной связи с количеством осадков [6]. Цель работы – выявить влияние лимитирующих факторов, возникших под влиянием погодных условий, в частности выпавших осадков и температуры окружающей среды, на вариабельность продолжительности вегетации и показателей продуктивности яровой пшеницы сорта Дарья.
Методика исследований
Исследования проводились в период с 2022 г. по 2024 г., на опытных полях отдела земледелия Тамбовского НИИСХ-филиала ФГБНУ «ФНЦ им.И.В.Мичурина».
Объектом исследования был взят сорт мягкой яровой пшеницы Дарья, средняя урожайность в Центрально-Черноземном регионе составила 3-3,5 т\га.
Подготовка опытных участков: 1. Основная обработка почвы состояла из зяблевой вспашки ПЛН-5-35, на глубину 20-22 см с предварительным дискованием после предшественника БДН-3. 2. Предпосевная обработка почвы состояла из ранневесеннее боронование зяби и предпосевную культивацию КПС-4, на глубину заделки семян. Семена перед посевом обрабатывали протравителем против болезней и вредителей. Посев проводили сеялкой СЗ- 5,4 на глубину 4-5 см. После посева проводили прикатывание. Уход за посевами состоял из обработки химическими препаратами против сорной растительности, а также вредителей и болезней при наступлении риска превышения порога экономической вредоносности. Уборку проводили в фазе хозяйственной спелости. Учет урожая – сплошной поделяночный.
Схема опыта и методика проведения исследований. Закладка опыта и необходимые наблюдения проводились по соответствующим методикам [7]. Для решения поставленных задач был заложен опыт по следующей схеме:
-
1. Контроль (без удобрений).
-
2. N 40 P 40 K 40*
-
3. N 30с
-
4. N 30м
-
5. N 40 P 40 K 40 + N 30с
-
6. N 40 P 40 K 40 + N 30с + М
-
7. N 40 P 40 K 40 +М
-
* П римечание : N 40 P 40 K 40 – азофоска; N 30с -селитра аммиачная под предпосевную культивацию; N 30м -водный раствор мочевины в фазу кущения; М – некорневая подкормка в фазу весеннего кущения жидким минеральным удобрением «мегамикс-профи».
Посевная площадь делянки — 207,2 м 2 . Учетная площадь — 140 м 2 . Повторность в опыте — трехкратная. Используемые удобрения: азофоска (N 16 P 16 K 16 ), аммиачная селитра (N-34,4%), карбамид (N — 46%), жидкое минеральное удобрение для внекорневой обработки
«Мегамикс-профи» в составе: B – 1,7; Cu – 7,0; Zn – 14,0; Mn – 3,5; Fe – 3,0; Mo – 4,6; Co – 1,0; Cr – 0,3; Se – 0,1; Ni – 0,1; N – 6,0; S – 29,0; Mg – 15,0). Внекорневая подкормка 1л/га.
Для решения поставленных задач были проведены следующие работы:
-
1. Перед закладкой опыта осуществляли отбор почвенных образцов с различной глубины. В образцах определяли: гумус по Тюрину (ГОСТ 26213-91), pH (KCl) солевой вытяжки потенциометрически по методу ЦИНАО (ГОСТ 26483-85), гидролитическую кислотность — по Каппену (ГОСТ 26212-91), P 2 O 5 — подвижный по Чирикову (ГОСТ 26204-91), К 2 О — обменный по Масловой, нитратный азот — по Грандваль-Ляжу, аммиачный — колориметрическим методом с реактивом Несслера.
-
2. Фенологические наблюдения и отбор растительных проб проводили согласно методическим указаниям по Географической сети опытов с удобрениями. По этой же методике определяли массу 1000 семян и натуру [8].
-
3. Математическая обработка урожайных данных проведена компьютерной программой AgCStat, надстройка к Exсel.
Условия проведения исследований. Опытные поля расположены в безлесной местности на водоразделе рек Цны и Савалы. Это самое возвышенное плато в южной части области — 191,7 м над у м . Почва на опытном участке является чернозёмом типичным, со свойственным ему содержанием в пахотном слое гумуса 6,7-7,1% отмечается в пахотном горизонте со снижением его до 5,9-5,6% в подпахатном, подвижного фосфора — 12,5-14,5 мг/100 г, обменного калия — 16,0-17,3 мг/100 г почвы. Кислотность почвы (pH KCl)
составляет 5,5-5,8 [9]. Метеорологические условия во время проведения исследований в разные годы отличались от среднемноголетних данных (Таблица 1).
Таблица 1
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В ГОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
|
Месяц |
Декада |
Среднесуточная температура воздуха |
|||||||
|
2022 |
2023 |
2024 |
Средние многолетние |
||||||
|
Апрель |
1 |
6,2 |
32,6 |
8,5 |
1 |
12,2 |
0,8 |
- |
- |
|
2 |
9,0 |
10,3 |
9,2 |
0 |
14,2 |
9,4 |
- |
- |
|
|
3 |
11,0 |
8,0 |
12,3 |
15,6 |
15,2 |
8,5 |
- |
- |
|
|
Месяц |
8,7 |
50,9 |
10 |
16,6 |
13,9 |
18,7 |
7,7 |
29 |
|
|
Май |
1 |
8,7 |
5,0 |
9,3 |
9,3 |
8,3 |
14,1 |
- |
- |
|
2 |
11,2 |
18,9 |
15,2 |
0,8 |
9,7 |
1,8 |
- |
- |
|
|
3 |
12,2 |
11,5 |
17,6 |
18,4 |
18,1 |
0,9 |
- |
- |
|
|
Месяц |
10,7 |
35,4 |
14,0 |
28,5 |
12,0 |
16,8 |
15 |
43 |
|
|
Июнь |
1 |
17,9 |
11,3 |
16,6 |
4,0 |
21,3 |
8,5 |
- |
- |
|
2 |
19,5 |
7,1 |
16,4 |
4,3 |
22,7 |
10,7 |
- |
- |
|
|
3 |
20,6 |
5,0 |
16,6 |
51,3 |
18,5 |
7,0 |
- |
- |
|
|
Месяц |
19,3 |
23,4 |
16,5 |
59,6 |
20,8 |
26,2 |
18,5 |
66 |
|
|
Июль |
1 |
21,5 |
1,3 |
21,5 |
47,7 |
23,9 |
34,9 |
- |
- |
|
2 |
20,2 |
49,8 |
17,7 |
15,3 |
23,7 |
5,0 |
- |
- |
|
|
3 |
20,1 |
47,1 |
20,9 |
79,7 |
19,6 |
14,6 |
- |
- |
|
|
Месяц |
20,6 |
98,2 |
20,0 |
142,7 |
22,4 |
54,5 |
20,4 |
55 |
|
|
Август |
1 |
22,5 |
0 |
23,5 |
0,8 |
18,7 |
13,2 |
- |
- |
|
2 |
22,0 |
22 |
22,8 |
2,0 |
18,4 |
7,9 |
- |
- |
|
|
3 |
23,2 |
0 |
15,9 |
15,7 |
22,0 |
5,0 |
- |
- |
|
|
Месяц |
22,6 |
22 |
20,7 |
18,5 |
19,7 |
26,1 |
18,7 |
43 |
|
В годы проведения исследований, температура отличалась от средних многолетних, т.е. от нормы. Колебания осадков в виде дождя имели место по годам, хотя и не помешали нам провести нужные исследования. Урожайность меняла свой числовой показатель по годам (Таблица 2).
Таблица 2
УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ 2022-24 ГГ.
|
Варианты |
2022 |
2023 |
2024 |
|
Без удобрений |
3,22 |
3,45 |
2,00 |
|
N 40 P 40 K 40 |
3,49 |
3,72 |
2,21 |
|
N 30с |
3,40 |
3,64 |
2,11 |
|
N 30м |
3,29 |
3,96 |
2,04 |
|
N 40 P 40 K 40 + N 30с |
3,81 |
4,09 |
2,49 |
|
N 40 P 40 K 40 +N 30с +М |
3,91 |
4,18 |
2,60 |
|
N 40 P 40 K 40 +М |
3,68 |
3,94 |
2,38 |
|
НСР 05 |
0,22 |
0,1 |
0,26 |
|
Максимальную урожайность за весь период исследований показал вариант с внесением основного удобрения N 40 P 40 K 40 , аммиачной селитры в предпосевную культивацию, и некорневой подкормкой в фазу кущения. Все варианты с применением минеральных удобрений, дали прибавку к урожайности, относительно контроля (Таблица 3). Таблица 3 ПРИБАВКА К УРОЖАЙНОСТИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ 2022-24 гг. |
|||
|
Варианты |
2022 |
2023 |
2024 |
|
N 40 P 40 K 40 |
0,27 |
0,27 |
0,21 |
|
N 30с |
0,18 |
0,19 |
0,11 |
|
N 30м |
0,07 |
0,51 |
0,04 |
|
N 40 P 40 K 40 + N 30с |
0,59 |
0,64 |
0,49 |
|
N 40 P 40 K 40 +N 30с +М |
0,69 |
0,73 |
0,60 |
|
N 40 P 40 K 40 +М |
0,46 |
0,49 |
0,38 |
Максимальную прибавку показал вариант с внесением основного удобрения N 40 P 40 K 40 , аммиачной селитры в предпосевную культивацию, и некорневой подкормкой в фазу кущения. В 2022 г прибавка составила 0,69 т\га, в 2023 г прибавка составила 0,73 т\га, в 2024 г прибавка составила 0,6 т\га. В исследованиях пронаблюдали течение метеорологических условий по фазам развития яровой пшеницы (Таблица 4).
Таблица 4 ПОГОДНЫЕ УСЛОВИЯ ЗА ВЕГЕТАЦИЮ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
Из данных, приведенных в Таблице 4 видно, что метеорологические условия были различными, как по фазам развития, так и по годам проведения научных исследований. Для получения нужных данных был просчитан гидротермический коэффициент Селянинова [10] (Таблица 5).
Таблица 5 ГИДРОТЕРМИЧЕСКИЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ ПО ПЕРИОДАМ РАЗВИТИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
|
Годы |
Посев-всходы |
Всходы-кущение |
Кущение-выход в трубку |
Выход в трубку-колошение |
Колошение-спелость |
Вегетация |
|
2022 |
0,8 |
1,3 |
0,5 |
0,5 |
1,3 |
1 |
|
2023 |
0,6 |
0,3 |
0,6 |
0,4 |
1,7 |
1,1 |
|
2024 |
0,2 |
1,1 |
0,1 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
Гидротермический коэффициент (ГТК) Селянинова, как и следовало ожидать, был различным как по фазам вегетации, так и по годам проведенных исследований. Используя данные приведенные в Таблице 5 — выявили и проанализировали связь урожая с гидротермическим коэффициентом [11, 12] (Таблица 6).
Таблица 6
КОРРЕЛЯЦИЯ МЕЖДУ УРОЖАЕМ И ГТК У ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
|
(X)Урожайность |
(Y)ГТК |
XY |
X2 |
Y2 |
|
|
2022 |
3,22 |
1 |
3,22 |
10,4 |
1 |
|
2023 |
3,45 |
1,1 |
3,8 |
11,9 |
1,2 |
|
2024 |
2 |
0,5 |
1 |
4 |
0,3 |
|
∑8,67 |
∑2,6 |
∑8 |
∑26,3 |
∑2,5 |
R=[3x8-(8,67х2,6)]\√[(3x26,3-8,67 2 )x(3x2,5-2,6 2 )
R=1,46 \√8,51
R=1,46 \2,92
R=0,5
По результатам математических вычислений, была выявлена умеренно положительная корреляция (R), между урожайностью яровой пшеницы и гидротермическим коэффициентом за вегетацию. Далее — просчитали корреляцию между гидротермическим коэффициентом и прибавкой к урожайности (Таблица 7).
Таблица 7
КОРРЕЛЯЦИЯ МЕЖДУ ГТК И ПРИБАВКАМИ
К УРОЖАЮ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ У ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ.
|
(X) Прибавка к урожайности |
(Y)ГТК |
XY |
X2 |
Y2 |
|
|
2022 |
0,69 |
1 |
0,69 |
0,48 |
1 |
|
2023 |
0,73 |
1,1 |
0,8 |
0,53 |
1,2 |
|
2024 |
0,60 |
0,5 |
0,3 |
0,36 |
0,3 |
|
∑2,02 |
∑2,6 |
∑1,79 |
∑1,37 |
∑2,5 |
R=[3x1,79-(2,02x2,6)]\ √[(3x1,37-2,02 2 )x(3x2,5-2,6 2 )
R=0,12\√0,03x0,74
R=0,12\0,15
R=0,8
При расчете числовых данных, выявлено сильную положительную корреляцию (R), между гидротермическим коэффициентом за вегетацию и прибавкой урожайности яровой пшеницы.
Вывод
На основании проведенных исследований и полученных путем математических вычислений исходящих из числовых данных, можно с уверенностью, утверждать что урожайность вариабельна в зависимости от метеорологических условий и непосредственно связана с показателем гидротермического коэффициента.
