г. Казань, Республика Татарстан, Россия
г. Казань, Республика Татарстан, Россия
г. Казань, Республика Татарстан, Россия
г. Казань, Республика Татарстан, Россия
УДК 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
ББК 40 Естественнонаучные и технические основы сельского хозяйства
В 2014–2016 гг. в Закамье Республики Татарстан проведено исследование с целью повышения продуктивности кукурузы (гибрид Машук 250) на силос с применением различных систем удобрений (без удобрений – контроль, NРK на 40 т/га зеленой массы, РK – фон, фон + N40, фон + N60, фон + N80, фон + N100, фон + N120) и способов обработки почвы (вспашка – контроль, безотвальная обработка). Обеспеченность почвы опытного участка фосфором была достаточной для формирования планируемой урожайности, поэтому фосфорные удобрения не вносили. Содержание азота в зеленой массе кукурузы по вспашке составляло 3,03…3,85 %, фосфора – 0,45…0,71 %, калия – 1,71…1,98 %, по безотвальной обработке соответственно – 3,01…3,83; 0,43…0,69 и 1,69…1,97 %. На неудобренном фоне содержание азота в зеленой массе кукурузы по вспашке было равно 3,03 %, при внесении NK под урожайность 40 т/га – 3,41 %, К – 3,14 %. В варианте с использованием безводного аммиака в дозе 40 кг д.в./га на фоне калийных удобрений количество азота в зеленой массе составляло 3,34 %, 60 кг – 3,41 %, 80 кг – 3,43 %, 100 кг – 3,76 % и 120 кг – 3,85 % (на 0,82 % выше неудобренного фона). Максимальный в опыте вынос NPK наблюдали по вспашке в варианте фон + N120 (соответственно 1183; 218; 608 кг/га), фон + N100 (1114; 207; 584 кг/га) и при внесении удобрений под урожайность 40 т/га зеленой массы (1051; 206; 598 кг/га). При безотвальной обработке вынос уменьшался, но распределение первых по величине этого показателя вариантов оставалось таким же, как и после вспашки. С увеличением доз безводного аммиака – вынос элементов питания возрастал
удобрения, обработка почвы, чернозём, свойства почвы, безводный аммиак
Введение. Кормопроизводство в Республике Татарстан с высокоорганизованным и развитым животноводством, в особенности молочным – один из главных секторов агропромышленного комплекса [1, 2].
Современные рационы крупного рогатого скота в хозяйствах республики основаны на силосе и концентрированных кормах. Корнеплоды в их составе практически отсутствуют. Один из главных источников сырья для заготовки сочных кормов – кукуруза. Успехи селекции, обеспечивающие сокращение периода вегетации и повышение кормовых достоинств культуры, способствуют расширению площади её посевов [3, 4, 5]. Немаловажную роль в реализации потенциала урожайности кукурузы в условиях Татарстана играет использование ресурсов солнечной энергии, которое можно повысить благодаря ранним срокам высева культуры [6, 7]. Основными причинами расширения посевов кукурузы в Поволжье стали высокие урожаи зеленой массы и початков, более высокая силосуемость, по сравнению с другими распространенными в зоне кормовыми культурами, а также интенсификация сельского хозяйства, в частности, животноводства [8, 9, 10].
Цель исследований – повысить продуктивность кукурузы на силос в условиях изменения климата с помощью применения различных схем удобрений и способов обработки почвы.
Условия, материалы и методы исследований. Полевые опыты проводили в 2014–2016 гг. в Западном Закамье Республики Татарстан. Почва – чернозем выщелоченный. Содержание гумуса (по Тюрину) в ее пахотном слое в годы проведения эксперимента составляло 5,8…6,2 %, щелочно-гидролизуемого азота (по Корнфилду) – 85…90 мг/кг, подвижного фосфора и калия (по Чирикову) – 162…165 и 185…190 мг/кг почвы соответственно, рНсол. – 5,7…5,9.
Объектом исследований служил гибрид кукурузы Машук 250. Схема опыта предусматривала изучение следующих вариантов:
способ обработки почвы (фактор А) – вспашка (контроль), безотвальная обработка
фон минерального питания (фактор В) – без удобрений (контроль), NPK в расчете на 40 т/га зеленой массы, PK – фон, фон + N40 (безводный аммиак), фон + N60, фон + N80, фон + N100, фон + N120. Расположение делянок систематическое. Повторность опыта трехкратная. Общая площадь делянки – 263 м2, учетная – 200 м2. Предшественник – однолетние травы.
Дозу минеральных удобрений под урожай 40 т/га зеленой массы определяли расчетно-балансовым методом. В 2014 г. она составила N82K62; в 2015 г. – N88K68; в 2016 г. – N92K67. Содержание P2O5 в почве опытного участка было достаточным для формирования планируемой урожайности, поэтому фосфорные удобрения не вносили. По этой же причине в варианте PK – фон использовали только калий в дозах 37, 41 и 40 кг д.в./га.
В опыте, за исключением изучаемых агроприемов, соблюдали общепринятую технологию. Безводный аммиак вносили после уборки предшественника, осенью. Посев проводили на глубину 6…7 см. Уход состоял из двух междурядных рыхлений. Расчет выноса элементов питания осуществляли с учетом сухой биомассы урожая и ее химического состава по М. К. Каюмову. Образцы растений на определение содержания азота, фосфора и калия отбирали перед уборкой.
В мае 2014 г. погода была теплой. Среднесуточная температура воздуха превышала среднемноголетнюю на 3,1 °С. При норме осадков 36 мм выпало всего 12 мм (33 %). Июнь характеризовался неравномерным температурным режимом и большим количеством осадков. Первая декада месяца была на 5,1 °С теплее многолетних значений, средняя температура составила 20,9 °С. Вторая декада выдалась более прохладной (на 2 °С ниже нормы). Сумма осадков за месяц превысила среднемноголетнюю (56 мм) почти в 3 раза. Июль, по сравнению с многолетними значениями, был значительно прохладнее. За месяц выпало 46 мм осадков, что составило 75 % от нормы. Наибольшее их количество пришлось на третью декаду. Август был дождливым, особенно вторая и третья декады. Осадков выпало 176 мм, при норме 61 мм. Среднесуточная температура воздуха за месяц превышала среднемноголетнюю на 3,2 °С. При этом в целом вегетационный период 2014 г. можно оценить как благоприятный для роста и развития кукурузы.
Весна 2015 г. наступила в обычные сроки. Май был теплым. Среднемесячная температура воздуха составила 15,9 °С, что на 2,6 °С выше нормы. Осадки в течение месяца выпадали не равномерно, больше всего их было во вторую декаду (29 мм при норме 13 мм), а общая их сумма за мая составила 30 мм. Июнь выдался жарким, при норме 56 мм за месяц выпало 23 мм осадков. Среднемесячная температура июля была на 1,5 °С ниже среднемноголетней. За месяц выпало 99 мм осадков при норме 61 мм. Август выдался прохладным и сухим, сумма осадков составили 49 % от нормы, а температура во все декады была ниже среднемноголетней.
В 2016 г. май характеризовался теплой погодой со среднемесячной температурой 14,6 ºС, что на 4,2 ºС выше нормы. Осадков выпало 17 % от нормы, за исключением второй декады мая (18 мм, или 150 %). Среднесуточная температура июня находилась на уровне 17,6 ºС (на 1 ºС выше среднемноголетней). Осадков за месяц выпало 50 мм, или 91 % от нормы. Июль выдался теплым и сухим со среднесуточной температурой воздуха на 2,2 ºС выше среднемноголетней. Осадков выпало 24 мм, или 39 % от нормы. Среднесуточная температура воздуха в августе составила 22,9 ºС, что на 6,2 ºС выше среднемноголетней. Осадков выпало всего 13 % от нормы (7,6 мм).
Математическую обработку результатов исследований выполняли по Б. А. Доспехову [11].
Анализ и обсуждение результатов исследований. В наших исследованиях плотность сложения пахотного слоя почвы в период вегетации кукурузы в большей степени зависела от способов основной обработки почвы и в меньшей – от уровня питания. Величина этого показателя перед посевом и уборкой после безотвальной обработкой была выше по всем слоям пахотного слоя почвы, однако она оставалась в пределах оптимального уровня, необходимого для роста и развития кукурузы. Так, перед посевом плотность почвы в слое 0…10 см при безотвальной обработке на не удобренном фоне была равна 1,07 г/см3, в слое 10…20 см – 1,15 г/см3, в слое 20…30 см – 1,20 г/см3, что больше, чем по вспашке, соответственно на 0,01, 0,04 и 0,03 г/см3. Перед уборкой кукурузы разница составляла 0,02; 0,03 и 0,03 г/см3. С увеличением глубины обработки почвы плотность почвы возрастала при всех способах обработки. Так, при вспашке в слое 0…10 см она была равна 1,06 г/см3, в слое 10…20 см – 1, 11 г/см3, 20…30 см – 1,17 г/см3.
В прямой зависимости от плотности почвы находилась и ее твердость. В среднем за 3 года на неудобренном фоне на глубине 0…10 см по вспашке величина этого показателя в фазе всходов составляла 8,6 кг/см2, по безотвальной обработке – 12,4 кг/см2. По мере увеличения глубины отбора она возрастала: в слое 10…20 см – соответственно на 13,8 и 11,9 кг/см2, 20…30 см – еще на 3,9 и 4,0 кг/см2 (до 26,3 и 28,3 кг/см2).
К уборке урожая по всем слоям пахотного слоя во все годы исследований твердость почвы увеличивалась. По вспашке на не удобренном фоне в слое 0…10 см она в этот период составляла 15,1 кг/см2, 10…20 см – 24,9 кг/см2, 20…30 см – 36,7 кг/см2, в вариантах с безотвальной обработкой величина этого показателя была выше соответственно на 2,2, 3,4 и 2,60 кг/см2.
На химический состав зеленой массы кукурузы (табл. 1) большее влияние оказали удобрения, меньшее – способы обработки почвы. В среднем за 3 года исследований содержание азота в зеленой массе кукурузы по вспашке находилось в пределах 3,03…3,85 %, фосфора – 0,45…0,71 %, калия – 1,71…1,98 %, по безотвальной обработке – соответственно 3,01…3,83; 0,43…0,69 и 1,69…1,97 %.
С улучшением условий питания содержание минеральных элементов в зеленой массе кукурузы возрастало. Так, концентрация азота в среднем за 3 года на фоне естественного плодородия почвы по вспашке составляла 3,03 %, при внесении удобрений в расчете на урожайность 40 т/га – 3,41 %, в варианте с РК-фоном – 3,14 %. При внесении безводного аммиака в дозе 40 кг д.в./га на фоне фосфорных и калийных удобрений его содержание достигало 3,34 %, при 60 кг оно увеличивалось на 0,07 %, при 80 кг – еще на 0,02, при 100 – на 0,33 (до 3,76 %) и при 120 кг д.в./га – на 0,09 % (до 3,85 %). В целом превышение при наибольшей дозе безводного аммиака превышение, относительно неудобренного фона, составило 0,82 %. В вариантах с безотвальной обработкой содержание азота было несколько ниже, чем по вспашке.
Содержание фосфора и калия в зеленой массе кукурузы изменялось с аналогичными закономерностями.
Лучше всего условия питания складывались в варианте с расчетными нормами минеральных удобрений (NPK на 40 т/га зеленой массы) и внесении, наряду с фосфором и калием, различных доз безводного аммиака. Это способствовало росту накопления биомассы и, как следствие, выноса NPK (табл. 2). Максимальная в опыте величина этого показателя отмечена по вспашке в варианте фон + N120, далее следовал фон + N100 и затем NPK на 40 т/га зеленой массы. С повышением доз внесения безводного аммиака с 40 до 120 кг д.в./га вынос элементов питания также возрастал, а в вариантах с безотвальной обработкой он был меньше, чем после вспашки. Наименьший вынос (азота – 302 кг/га, фосфора – 41 кг/га и калия – 169 кг/га) отмечен по безотвальной обработке почвы на фоне естественного плодородия почвы.
Вынос элементов питания на единицу продукции оказался довольно стабильным (табл. 3). Наибольшее влияние на него оказывали удобрения, меньшее – способы обработки почвы. С увеличением фона питания он возрастал, например, по вспашке с 2,33 кг/ц азота, 0,34 кг/ц фосфора и 1,31 кг/ц калия в контроле до соответственно 2,91, 0,54 и 1,50 кг/ц в варианте фон + N120. С увеличением доз внесения аммиака с 40 до120 кг д.в./га вынос NPK единицей урожая также повышался.
Решающее влияние на накопление сухой биомассы оказали удобрения и метеорологические условия, меньшее – способы обработки почвы. С увеличением уровня питания урожайность сухого вещества возрастала. В среднем за три года исследований на фоне естественного плодородия почвы по вспашке она составляла 3,23 т/га, при внесении удобрений, рассчитанных на 40 т/га зеленой массы, – 8,12 т/га, в варианте РК (фон) – 5,12 т/га (табл. 4). При внесении безводного аммиака в дозе 40 кг д.в./га на фоне фосфорных и калийных удобрений сбор сухой биомассы составил 6,62 т/га, 60 кг – 7,89 т/га, 80 кг – 9,03 т/га, 100 кг – 9,51 т/га и 120 кг д.в./га – 9,91 т/га. В вариантах с безотвальной обработкой он была ниже, чем по вспашке соответственно на 0,26; 0,12; 0,56; 0,50; 0,57; 0,61; 0,58 и 0,56 т/га.
Наибольшая урожайность сухой биомассы кукурузы в опыте отмечена при вспашке в варианте фон+N120 – 9,91 т/га, наименьшая (2,97 т/га) в контроле (без удобрений) при безотвальной обработке. Внесение расчетных норм минеральных удобрений и увеличение доз внесения безводного аммиака с 40 до 120 кг д.в./га повышало сбор сухой биомассы не зависимо от способа обработки почвы.
Выводы. Физические свойства почвы в большей степени зависели от способа обработки почвы, в меньшей – от удобрений. Перед посевом плотность ее сложения в слое 0…10 см при безотвальной обработке на не удобренном фоне составила 1,07 г/см3, в слое 10…20 см – 1,15 г/см3, 20…30 см – 1,20 г/см3. После вспашки величина этого показателя по слоям была соответственно на 0,01; 0,04 и 0,03 г/см3 ниже. Перед уборкой в вариантах с безотвальной обработкой она варьировала от 1,18 до 1,32 г/см3 и была выше, чем в контроле, на 0,02…0,03 г/см3. Твердость почвы менялась аналогичным образом.
На химический состав зеленой массы кукурузы большее влияние оказали удобрения, меньшее – способы обработки почвы. С улучшением условий питания концентрация минеральных элементов в зеленой массе возрастала. Например, содержание азота на фоне естественного плодородия после вспашки составляло 3,03 %, при внесении калийных удобрений (РК – фон) – 3,14 %, в варианте с применением доз, рассчитанных на урожайность 40 т/га зеленой массы, – 3,41 %. Увеличение дозы безводного аммиака с 40 до 120 кг д.в./га повышало величину этого показателя на 0,51 % (с 3,34 до 3,85 %).
Наибольшая в опыте урожайность сухой биомассы отмечена по вспашке в вариантах фон + N120 и фон + N100 – 9,91 и 9,51 т/га соответственно. При использовании безотвальной обработки она была ниже на 0,56 и 0,58 т/га.
1. Влияние приемов обработки почвы и удобрений на урожайность и засоренность посевов кукурузы / В. Н. Фомин, М. М. Нафиков, В. В. Медведев // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2017. Т. 12. № 4–2. С. 75–79.
2. Медведев, В.В. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на динамику влажности почвы, водопотребление и урожайность кукурузы при выращивании на силос / В. Н. Фомин, М. М. Нафиков, В. В. Медведев и др. // Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31. № 12. С. 12–16.
3. Жужукин В. И., Гудова Л. А., Зайцев С. А. Биохимическая оценка сортообразцов кукурузы // Кукуруза и сорго. 2012. № 3. С. 3–8.
4. Пындак В. И., Борисенко И. Б., Новиков А. Е. Совершенствование системы основной обработки почвы в засушливых условиях // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2013. № 2. C. 199–204.
5. Руководство по возделыванию кукурузы на зерно / Сост. В. В. Мелихов, И. П. Кружилин, Н. В. Кузнецова и др.; Под ред. В.В. Мелихова. Волгоград: Государственное учреждение «Издатель», 2003. 88 с.
6. Семина С. А. Кормовая ценность кукурузы в зависимости от приемов возделывания // Нива Поволжья. 2014. № 2(31). С. 39–44.
7. Сотченко В. С. Кукуруза. Современная технология возделывания. М.: Изд-во ООО НПО «РосАгроХим, 2012. 152 С.
8. Энергетическая эффективность полевых агрофитоценозов в Среднем Поволжье: учебное пособие / В. Г. Васин, А. А. Толпекин, С. Н. Зудилин и др. Самара: изд. СГСХА, 2005. 124 с.
9. Немцев Н. С. Разработка и освоение систем ландшафтного земледелия в Ульяновкой области // Земледелие. 2002. № 4. С. 4–5.
10. Отзывчивость сельскохозяйственных культур на минеральные удобрения в различных гидротермических условиях степного Поволжья / В. В. Пронько, М. П. Чуб, Т. М. Ярошенко и др. // Аграрный научный журнал. 2017. № 9. С. 27–32.
11. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1985. 351с.
12. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta s osnovami statisticheskoy obrabotki rezultatov issledovaniy. 5-e izd., pererab. i dop. [Methods of field experience with the basics of statistical processing of research results]. M.: Agropromizdat, 1985. P. 351.
