Влияние минеральных удобрений на формирование сухого вещества и урожайность ярового рапса в условиях Северного Казахстана
Яровой рапс, несмотря на резкое падение цен в 2018–2019 гг., остается высокорентабельной экспортной культурой, способной резко повысить эффективность сельскохозяйственного производства. Мировое производство по возделыванию рапса за последние 20 лет сильно возросло. Эта культура является важным источником возобновляемой энергии, создаются новые условия и технологии для использования масличного рапса. Посевные площади ярового рапса в Республике Казахстан в 2022 г. составили 141 854,1 га, при этом большая часть, или 57,3%, посевных площадей приходится на Северо-Казахстанскую область.
Несмотря на достаточную распространенность культуры и изученность ее технологии эффективного возделывания, средняя урожайность ярового рапса не превышает 11 ц/га, тогда как передовые хозяйства получают 24–25 ц/га.Основным фактором, с помощью которого возможно резко повысить продуктивность рапса, являются минеральные удобрения. Как и все капустные (крестоцветные) культуры, рапс имеет большую потребность в элементах питания. Интенсивное поглощение питательных веществ рапсом происходит от начала развития стебля до окончания цветения и довольно тесно коррелирует с динамикой нарастания (прироста) сухой фитомассы. Соотношение по выносу элементов питания (N:Р:К = 1:0,45:0,85) подчеркивает высокую потребность рапса в азоте. Применение минеральных удобрений в дозе (NРК) 60 кг д. в. / га обеспечивает получение урожайности семян рапса на уровне 2,0 т/га, на контроле (РК) — 60–1,58 т/га. Доля использованных азотных удобрений в приросте урожая рапса составляет 24–34% от суммарного действия полного минерального удобрения (NPK). Окупаемость 1 кг действующего вещества азота прибавками урожая семян по вариантам опыта — 6,3–9,0 кг семян.
Эффективность удобрений зависит от требований культуры и исходного содержания элементов в почве. Для формирования урожая семян яровой рапс выносит значительно больше азота, фосфора, калия, и особенно серы, по сравнению с зерновыми злаковыми культурами. С увеличением норм внесения минеральных удобрений у растений ярового рапса повышается вероятность формирования фактической урожайности семян к планируемой, при этом в производственных условиях из-за внешних факторов планируемый уровень урожайности семян не формируется. Повышение уровня минерального питания за счет минеральных удобрений позволяет значительно повысить урожайность и масличность семян ярового рапса.
Обеспечение рапса минеральным питанием с целью получения высокой урожайности семян — один из важнейших элементов технологии возделывания этой культуры, при этом за годы исследований внесение минеральных удобрений способствовало повышению урожайности семян на 0,9 т/га.
Однако несмотря на способность рапса интенсивно поглощать питательные элементы в период роста, его часто описывают как культуру с низкой способностью насыщения почвы азотом и низкой продуктивностью семян на единицу внесенного азота, что составляет примерно половину для зерновых. При этом воздействие удобрений улучшает рост растений в высоту, увеличивает накопление сырой и сухой биомассы, что также отражается практически на всех элементах структуры урожая, вследствие чего повышается и сама урожайность семян, достигая уровня 3,0–3,3 т/га при показателе неудобренного контроля 1,5 т/га. Экспериментальными исследованиями также установлено увеличение количества стручков на растениях, массы семян с одного растения и массы 1000 семян при применении минеральных удобрений, которое в итоге также выражается в значительной прибавке урожайности на удобренных вариантах. Поэтому улучшение эффективности использования азота и других элементов рапса имеет решающее значение для обеспечения конкурентоспособности этой культуры на агрономическом, экологическом и экономическом уровне.
Цель исследования — изучение влияния норм внесения минеральных удобрений в действующем веществе, широко представленных на рынке РФ и азиатских стран, с влиянием на урожайность и элементы структуры ярового рапса.
Материалы и методы исследований
Полевые опыты закладывались на экспериментальном стационаре Северо-Казахстанской СХОС в 2018–2020 гг. в степной зоне Северо-Казахстанской области. Климат зоны — засушливый, среднеобеспеченный теплом. Среднегодовое количество осадков — 240–330 мм. Период вегетации колеблется в диапазоне 136-137 дней, среднемноголетняя сумма положительных температур — 2400–2500 ºС, ГТК (гидротермический коэффициент) — 0,8–0,7. Рельеф — равнинный с большим количеством неглубоких впадин, занятых озерами. Ландшафты характеризуются отсутствием лесов.
Почва опытного участка — карбонатный тяжелосуглинистый чернозем с нейтральной и слабощелочной реакцией, рН водной вытяжки — 7,8–8,1. Содержание гумуса — 4,5–5,0%.
Объект исследования — гибрид ярового рапса САЛЬСА CL F1 (00-тип, среднеранний), районированный в Северо-Казахстанской области и ежегодно занимающий более 5000–6000 га. Данный гибрид в большей степени раскрывает почвенно-климатический потенциал зоны обыкновенных черноземов и обеспечивает стабильную урожайность.
Схема опыта
1. Контроль (без удобрений)
2. Р120 фосфоритная мука: N60 аммиачная селитра
3. Р80 фосфоритная мука: N40 аммиачная селитра
4. Р80 N80 нитроаммофос
5. Р80 аммофос: N60 аммиачная селитра
6. Р60 аммофос: N40 аммиачная селитра
Внесение доз Р120, Р80, Р60 минеральных удобрений (коэффициент обозначает норму внесенного удобрения в действующем веществе на 1 га): фосфоритная мука (ф. м.) P2O5 — 17%, нитроаммофос (наф.) — N 23%, P2O5 23%, аммофос (амм) — N 10%, P2O5 45% (под осеннюю культивацию на глубину 10–12 см с последующим прикатыванием), аммиачная селитра (аа) — N 34% (весной, перед посевом).
Учеты и наблюдения проведены по государственным стандартам, а также методике проведения государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур: определение нитратного азота — ионометрическим методом (ГОСТ 26951-86), подвижного фосфора — по методу Мачигина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26205-91); методы определения содержания сухого вещества в зеленой массе (корма) — по ГОСТ 31640-2012; урожайность и структура урожая — по Методике проведения государственного сортоиспытания сельскохозяйственных растений.
Результаты и обсуждение
Применение минеральных удобрений оказывает существенное регулирующее воздействие на рост и урожайность рапса. Кроме того, научными исследованиями доказано, что внесение соответствующего количества минеральных удобрений (азотных, фосфорных) увеличивает содержание сухого вещества (СВ) растений, хлорофилла, скорость фотосинтеза и урожайность рапса.
Образование оптимальной вегетативной массы в большей степени обусловлено внесением удобрений. Прирост сухой биомассы на протяжении всего вегетационного периода идет неравномерно, изменяясь в зависимости от применяемых видов и норм минеральных удобрений.
Как показывают исследования в среднем за три года, интенсивный прирост сухой массы начинает проявляться на посевах рапса в фазе стеблевания (0,83–1,23 т/га). Согласно наблюдениям, отмечены слабый рост рапса до фазы образования боковых побегов и фазы стеблевания и начало интенсивного роста и развития в период «цветение – созревание». От цветения до созревания увеличение сухой массы происходило не только за счет роста вегетативной массы, но и за счет образования репродуктивных органов. Растения, получившие фосфор в смеси с азотом, имели темно-зеленую окраску листьев и большую листовую пластинку. По данным рисунка 1 видно, что более интенсивное накопление воздушно-сухой массы было на удобренных вариантах.
По результатам учета можно сказать, что наибольший эффект на накопление СВ оказал вариант Р120ф.мN60аа с фосфоритной мукой и аммиачной селитрой. Превышение контроля в фазу цветения составило 54%, в фазу созревания — 80%. Незначительное отклонение от лучшего варианта обеспечил нитроаммофос Р80N80наф, превышение стандарта — на 52,5–68,7% соответственно.
Снижение нормы внесения удобрений в варианте Р80ф.мN40аа незначительно отразилось в период цветения, однако к периоду созревания отмечено значительное снижение биомассы на 13,0% от лучшего варианта.
Наиболее интенсивное накопление СВ на рапсе наблюдается на вариантах с внесением фосфоритной муки + аммиачная селитра, нитроаммофоса и аммофоса + аммиачная селитра.
По результатам дисперсионного анализа групповые средние различаются значимо (НСР0,05 (fкр.) — 3,68), следовательно, результаты учета достоверны.
Биологической особенностью рапса является высокая потребность во влаге и элементах питания. В исследуемых годах внесение минеральных удобрений заметно повышало урожайность рапса (1,46–1,72 т/га) при урожае на контроле 1,04 т/га (табл. 1). При подсчете урожайности получены достоверные прибавки по всем удобренным вариантам при НСР 0,08–0,31 т/га.
Наибольшая прибавка получена по варианту Р80N80наф (0,68 т/га) при урожайности 1,72 т/га. Данный вариант также обеспечил самые высокие показатели структуры урожая и высокую выживаемость растений к уборке — 80,2%. Анализ морфометрических показателей урожая растений рапса показал, что прибавки урожая на удобренных вариантах получены в основном за счет увеличения: числа плодов на одном растении — на 13,5–20,8 шт/раст при контроле 36,1 шт/раст, числа семян в плоде — на 2,2–6,2 шт. Масса 1000 семян на удобренных вариантах — 3,2–3,5 г при контроле 3,0 г. Результаты учетов говорят о высоком влиянии видов и норм внесения минеральных удобрений на морфологические и биологические показатели вегетативных органов растений рапса.
Посредством проведения корреляционного анализа в исследовании ставилась цель выявления зависимости урожайности по вариантам опыта от параметров независимых переменных (в нашем случае показателей структуры урожая), а также динамики нарастания сухой биомассы.
По результатам анализа выявлена высокая корреляционная зависимость показателей структуры на урожайность семян рапса: числа растений перед уборкой — на уровне 0,83–0,98 по вариантам опыта, что соответствует высокой степени тесноты связи (по шкале Чеддока), количества плодов на растении — 0,50–0,78 (заметная и высокая степень), числа семян в одном плоде — 0,86–0,95 (высокая степень), массы 1000 семян — 0,86 (высокая степень корреляции).
Динамика накопления СВ в зеленой массе растений рапса также обеспечила большую тесноту корреляционных связей с урожайностью. Уровень связи урожайности с содержанием СВ в фазу стеблевания составляет 0,93–0,95, к фазам цветения и созревания снижается до 0,86–0,96 (высокая и очень высокая степень связи).
В результате анализа воздействия каждого фактора на продуктивность ярового рапса выявлена высокая зависимость влияния динамики нарастания СВ в зеленой массе растений по вариантам опыта и показателей структуры урожая.
Выводы
Согласно полученным результатам эксперимента выявлено, что применение различных видов и норм минеральных удобрений обеспечивало прибавку урожайности ярового рапса — 0,42–0,68 т/га. Наибольший эффект получен по варианту Р80N80 нитроаммофос с урожайностью 1,72 т/га. Данные факты подтверждаются анализом морфометрических показателей полученного урожая, а также наблюдениями за динамикой нарастания сухой массы.
Математическая обработка взаимосвязи урожайности по вариантам опыта с показателями структуры урожая и динамики накопления сухой массы говорит о высокой положительной корреляции данных факторов на уровне высокой и очень высокой степени связи (по шкале Чеддока).
Об авторах
Олег Юрьевич Соловьев, аспирант, научный сотрудник, Северо-Казахстанская сельскохозяйственная опытная станция, ул. Центральная, 19, с. Шагалалы, Аккайынский р-н, Северо-Казахстанская обл., 150311, Казахстан
solovyev_1990@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-7341-5851
Владимир Корнеевич Швидченко, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент,
Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина, пр-т Женис, 62, Астана, Акмолинская обл., 010011, Казахстан
shvidchenko50@mail.ru; https://orcid.org/0000-0001-7426-9115
Инна Андреевна Евсеенко,аспирант, научный сотрудник, Северо-Казахстанская сельскохозяйственная опытная станция, ул. Центральная, 19, с. Шагалалы, Аккайынский р-н, Северо-Казахстанская обл., 150311, Казахстан
Inna_evseenko@mail.ru; https://orcid.org/0000-0003-3366-9037
УДК 631.828; 633.853.494 DOI: 10.32634/0869-8155-2023-373-8-93-97
Сельское хозяйство, ветеринария, зоотехния, агрономия, агроинженерия, пищевые технологии
