Влияние способа внесения удобрений и посева на урожайность и качество зерна яровой пшеницы

Основной задачей производства продукции растениеводства является увеличение урожайности выращиваемых культур. Наиболее сложно данную задачу решать в районах с недостаточным количеством осадков и проявлением ветровой эрозии почв, к подобным районам относится и Омская область [1].

Увеличение урожайности выращиваемых сельскохозяйственных культур достигается внедрением новых технологий посева, основанных на использовании перспективных высокопродуктивных сортов, сбалансированном наличии в почве питательных веществ и обеспечении благоприятных условий корневого питания растений за счет минеральных удобрений.

Наиболее благоприятным способом внесения удобрений одновременно с посевом является раздельное внесение удобрений и семян. Данный способ в сравнении с разбросным позволяет наиболее оптимально разместить удобрения в корнеактивном слое почвы. Такое размещение позволяет корневой системе растений наиболее полно использовать питательные вещества, что, в свою очередь, усиливает отдачу от применения удобрений.

Наиболее актуальным является припосевное внесение, когда стартовая доза удобрений вносится одновременно с высевом семян, но на разную глубину.

Способ размещения семян и удобрений в разных горизонтах верхнего слоя почвы позволяет исключить риск токсичного воздействия удобрения на семена, а также усилить минеральное питание растений, особенно на начальном этапе развития корневой системы, что способствует повышению полевой всхожести семян и, как следствие, увеличению урожайности в сравнении с технологией посева, когда минеральные удобрения и семена высеваются непосредственно в один рядок.

Новизна исследований заключается в разработке комбинированного сошника, обеспечивающего высев семян зерновых культур и внесение стартовой дозы удобрения в разные горизонты почвы.

Цель работы – разработать комбинированный сошник, обеспечивающий высев семян и внесение удобрений в разные почвенные горизонты, и провести исследования по определению влияния способа внесения минеральных удобрений на качество и урожайность зерна яровой пшеницы.

Объекты и методы

Для исследования вопроса о влиянии способов внесения минеральных удобрений на качество зерна и урожайность яровой пшеницы в 2017–2018 гг. на опытном поле Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Омский аграрный научный центр» были заложены опыты. Сравнивались два посевных агрегата - серийная сеялка СКП-2.1 и переоборудованная комбинированными сошниками для разноуровневого внесения минеральных удобрений сеялка СКП-2.1М. Рассматривались разные варианты внесения удобрений с различной нормой. Каждый из вариантов закладывался в трехкратной повторности. Опыт был двухфакторный. Размер делянки - 2 х 30 м. Предшественник - яровая пшеница. Основная обработка почвы не проводилась. Удобрения (аммиачная селитра) вносились одновременно с посевом с нормой 100; 150 и 200 кг/га. Культура - пшеница яровая (Сигма 2) с массой 1000 зерен - 33 г, полевой всхожестью 92%. Норма высева по всем опытным делянкам была постоянная и составляла 5,5 млн всхожих зерен на гектар.

Результаты исследований

Отечественные посевные агрегаты и комплексы производят внесение удобрений и семян в один почвенный горизонт [2].

Технология высева в разные почвенные горизонты с созданием между семенами и удобрениями почвенной прослойки позволяет семенам на первоначальном этапе развития находиться на безопасном расстоянии от удобрений. Поглощение аммиака и аммония может серьезно навредить развитию растений. Высокая концентрация аммония токсична для растений и может привести к их гибели и резкому снижению полевой всхожести (рис. 1).

Рис. 1. Размещение семян и удобрений через четыре недели после посева: а - совместный высев; б - высев на разную глубину

Через четыре недели после посева ширина ленты азотных удобрений увеличивается до 20 см. Азот, находившийся в удобрениях, принимает форму полезного нитрата. Концентрация азота снижается, и воздействие солевого эффекта на растения ослабевает (рис. 1, а ).

Размещение семян и удобрений в разные почвенные горизонты способствует ускоренному развитию корневой системы растений. Внесенные таким способом удобрения обладают меньшей концентрацией и представляют меньший риск для растений. Корневая система развивается в направлении источника питания, образуя мощную, разветвленную корневую систему (рис. 1, б) [3; 4; 5].

Для получения высокого урожая зерновых культур необходимо, чтобы площадь питания для каждого растения была оптимальной [6]. Создание таких условий для произрастания растений (внесение удобрений ниже уровня семян, рациональная площадь питания, равномерная глубина заделки) зависит прежде всего от работы сошников, установленных на сеялке [7; 8].

На основании проведенных исследований разработан комбинированный сошник (рис. 2).

Предлагаемый сошник за один рабочий проход выполняет предпосевное рыхление почвы, подрезание сорной растительности, разноглубинное внесение удобрений и посев семян зерновых культур.

Рис. 2. Общий вид экспериментального комбинированного сошника

Технологический процесс высева семян и внесения удобрений разработанным сошником осуществляется следующим образом: при движении сошника носок стойки производит разрез почвы, образуя щель для прохода стойки. Стойка, перемещаясь по ней, раздвигает почву и образует бороздку. Одновременно стрелы, расположенные с двух сторон стойки, подрезают сорняки и рыхлят верхний слой почвы. По переднему каналу, расположенному за стойкой, в почву на дно борозды, проделанной долотом, поступают удобрения. При дальнейшем движении сошник засыпает удобрения слоем влажной уплотненной почвы, на которую через семяпровод поступают семена. Таким образом, удобрения оказываются глубже семян на 3–4 см [9].

В ходе полевого опыта определялись следующие показатели: полевая всхожесть, равномерность распределения семян по площади, урожайность и качество зерна по вариантам. Опыты были заложены и анализировались по общепринятым методикам [10; 11].

Для проведения исследований по определению качественных показателей зерна перед уборкой с площади в 1 м ² каждой делянки взяты снопы. К качественным показателям относятся: высота растений, кустистость, количество продуктивных стеблей на единицу площади (рис. 3). Результаты приведены в табл. 1.

Таблица 1

Влияние способа внесения азотных удобрений на элементы продуктивности яровой пшеницы Сигма 2 (2017–2018)

Тип сошника и способ внесения удобрения	Норма внесения удобрений, кг/га	Высота стеблей, см	Кустистость	Количество продуктивных стеблей, шт./м2
Стандартный, совместно с семенами (контроль)	0	85	1,38	397
	100	90	1,43	412
	150	102	1,56	436
	200	94	1,44	423
Экспериментальный, разноглубинное размещение	0	90	1,53	412
	100	86	1,70	447
	150	92	2,02	475
	200	89	1,91	458

Число продуктивных стеблей варьировало в зависимости от способа и количества внесения азотных удобрения при посеве серийной сеялкой СКП-2.1 от 397 шт./м ² на контроле, без удобрений до 475 шт./м ² на посеве сеялкой с экспериментальным сошником при внесении 150 кг/га удобрений. Кроме того, на контрольном варианте отмечалось снижение показателей высоты стеблей и кустистости.

• Стандартный   —•— Экспериментал ьн ый

Рис. 3. Количество продуктивных стеблей в зависимости от типа сошника, способа и нормы внесения удобрений

Основным показателем качества зерна является содержание белка (рис. 4) и сырой клейковины (рис. 5). Данные приведены в табл. 2.

Таблица 2

Качественные показатели зерна яровой пшеницы Сигма-2 в зависимости от типа сошника и нормы внесения азотных удобрений

Вариант	Сошник серийный (контроль)		Сошник экспериментальный
	Белок, %	Сырая клейковина, %	Белок, %	Сырая клейковина, %
Посев без удобрений (контроль)	12,06	24,3	12,77	25,6
Аммиачная селитра, 100 кг/га	13,99	28,3	13,97	27,8
Аммиачная селитра, 150 кг/га	14,37	28,6	14,25	29,1
Аммиачная селитра, 200 кг/га	13,97	27,8	13,65	28,3

Рис. 4. Содержание белка в зависимости от типа сошника, способа и нормы внесения удобрений

Минимальное содержание белка (12,06%) и сырой клейковины (24,3%) отмечалось на контроле. По всем вариантам с применением аммиачной селитры содержание белка и сырой клейковины увеличивалось.

Рис. 5. Содержание сырой клейковины в зависимости от типа сошника, способа и нормы внесения удобрений

Максимальные значения получены при посеве экспериментальным сошником, с внесением удобрений 150 кг на гектар.

Уборка делянок проводилась селекционным комбайном «Хеге-125». Урожайность (рис. 6) зерна была пересчитана на стандартную влажность 14%. Результаты за два года приведены в табл. 3.

Таблица 3

Средняя урожайность зерна (т/га) в зависимости от способа и нормы внесения удобрения (2017–2018)

Тип сошника и способ внесения удобрений	Норма внесения удобрений, кг/га	Урожай, т/га
		2017	2018	Средняя
Стандартный, совместно с семенами (контроль)	Без удобрений (контроль)	2,84	1,67	2,26
	100	3,48	1,84	2,66
	150	3,47	2,01	2,74
	200	2,75	1,72	2,24
Среднее по опыту		3,14	1,81	2,48
Экспериментальный, разноглубинное размещение	Без удобрений (контроль)	3,53	1,91	2,72
	100	3,67	2,05	2,86
	150	3,76	2,38	3,07
	200	3,42	2,01	2,72
Среднее по опыту		3,60	2,09	2,84

Рис. 6. Средняя урожайность зерна в зависимости от типа сошника, способа и нормы внесения удобрения

Урожайность зерна зависела от способа и нормы внесения азотных удобрений, она варьировала по годам от 1,67 т/га при посеве серийной сеялкой до 3,76 т/га при посеве экспериментальным сошником на варианте внесения 150 кг/га аммиачной селитры.

Заключение

Предлагаемая конструкция разработанного комбинированного сошника работоспособна и обеспечивает посев семян и внесение удобрений на разную глубину. Толщина почвенной прослойки при этом в среднем составляет 3 см.

При посеве по предлагаемой технологии в сравнении с контролем (посев семян и удобрений в один горизонт) наблюдается прибавка урожая до 20%, а содержание белка в зерне увеличилось на 10%.

M.S. Chekusov1, A.A. Kem1, E.V. Demchuk2, A.P. Shevchenko3

• ¹Omsk Agrarian Scientific Center, Omsk

• ²Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk

• ³Tara Branch of the Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Tara

Influence of the method of application of fertilizers and seeding on the yield and the quality of spring wheat grain