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
Variability of Spring Wheat Yield Depending on Weather Conditions
The article publishes the results of research conducted over a three-year period in a field stationary experiment located in the fields of the Department of Agriculture at the Tambov Research Institute of Agriculture, a branch of the Federal Research Center named after I.V. Michurin. The article discusses the impact of weather conditions on the variability of the yield of the Daria spring wheat variety, as well as on the yield increases depending on the use of mineral fertilizers. The article calculates the hydrothermal coefficient and uses mathematical formulas to determine the correlation between the hydrothermal coefficient and the yield, as well as the yield increases.
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.
