Статья: Роль весенней азотной подкормки в производстве озимой пшеницы

До 10кг д.в. азота высвобождает простое, безобидное казалось бы, боронование. Таким образом, ничего не внося, мы очень серьезно понизили уровень естественного плодородия. Такие последствия могут закончиться серьезными экологическими проблемами. Но в сегодняшнее время применение минеральных удобрений все более дорожает, а без них идет истощение запасов питательных веществ в почве. Фиксация же свободно живущими в почве микроорганизмами составляет всего 10-15кг д.в. на 1га. Поэтому общепризнанно, что одним из основных источников получения самого доступного и дешевого азота является расширение посевов бобовых культур. Очень высоко ценил клевера основоположник отечественной агрохимии Д.Н. Прянишников, утверждая, что каждый центнер убранного клеверного сена в корневых остатках содержит 1кг биологического высокоусваиваемого экологически чистого азота, который не так сильно вымывается почвенными и грунтовыми водами, не загрязняя природу. Еще в 1936 г он говорил, что ничего нет лучше одного гектара, хорошо удобренного фосфором и калием клеверного поля, 200 тыс. которого работают за 32 тыс.т д.в. хорошо работающего азотно-тукового комбината. Кроме того, высокая экономическая эффективность использования биологического азота заключается в практически полном его усвоении сельскохозяйственными растениями, в то время как коэффициент использования технического азота с минеральных удобрений на практике не превышает 60%. При использовании минеральных удобрений это может привести к тому, что высвобождаемые в результате нарушения метаболизма вредные питательные элементы и токсичные соединения становятся загрязнителями природы. Избежать подобных негативных явлений можно лишь путем моделирования в землепользовании естественного круговорота важнейших биогенных элементов. В связи с этим бобовые травы не только основной источник биологического азота, обеспечивающего сохранение плодородия почв, но существенный фактор в борьбе с загрязнением биосферы. В практической деятельности нельзя сегодня исключать и ассоциативную азотофиксацию отдельными не бобовыми растениями, к которым относятся пшеница, овес, просо, ряд лекарственных, болотных растений. Уровень азотофиксации этих культур обуславливается не только наличием микроорганизмов - возбудителей, но и агрохимическими и агрофизическими параметрами фотосинтеза, хорошей обеспеченностью элементами минерального питания, низким давлением кислорода. В то же время в условиях полного анаэробиозиса продуктивность ее сильно падает. В общем же объеме закрепления азота в почвенно-поглощающем комплексе ассоциативная фиксация очень существенно уступает симбиотической, что свидетельствует о необходимости расширения доли бобовых трав в севооборотах.

В настоящее время во всем мире одним из главных научных направлений является селекция растений, способных вступить в более эффективный симбиоз с азотфиксирующими микроорганизмами и селекция все более эффективных штаммов азотфиксирующих микроорганизмов-симбионтов для таких растений.

У нас же в условиях системного кризиса в сельском хозяйстве пока роста внесения органики не предвидится. Поэтому единственный способ стабилизировать, а затем и повысить уровень почвенного плодородия - увеличение посевов бобовых многолетних трав и других бобовых культур, являющихся источником пополнения запасов гумуса.

Одной из характерных особенностей возделывания бобовых трав является то, что они образуют большое количество растительных остатков, насыщенных азотом. Если в растительных и корневых остатках гороха содержится всего 4% от общего количества азота, имеющегося в наземной части растений гороха, люпина - 8%, то у люцерны - 20%, клевера розового и белого 20-30%, а у клевера красного - 45%.

Все же более действенным способом поднятия почвенного плодородия является возделывание бобовых трав на зеленое удобрение в виде самостоятельных и промежуточных посевов, как это практикуется во многих коллективных хозяйствах Кировской области, используя клевер красный как одногодичную сидеральную культуру. При запашке его в цветущем состоянии на 1 гектаре остается до 150 кг биологического азота, что равноценно внесению 40 тонн на 1 гектар хорошего навоза. Запаханная свежая масса бобовых трав играет роль своеобразного катализатора биологического процесса гумусообразования, которая в 1,5-2 раза разлагается быстрее, чем солома, пожнивные и корневые остатки. Дополнительно она позволяет создать мульчирующий, влагозащитный слой почвы в самом верхнем слое почвы, откуда происходит старт любого растения и семян. Без мульчирующего слоя влага почвы напрямую испаряется в атмосферу и ее теряется до 70%. Поэтому в нашей зоне только летние осадки, не беря в расчет зимние, могут обеспечить до 40 ц/га урожай зерновых, то 30% от 40 ц/га и составляют наши традиционные 12-13 ц/га по продуктивной влаге. Утверждая первостепенность азота, безусловно, нельзя игнорировать значимость содержания в почве фосфора, калия и ее кислотности.

Все элементы питания работают на урожай в совокупности и сочетании согласно закона минимума и максимума. Однозначно и то, что вместе с азотом при использовании в севооборотах многолетних трав поступают и фосфор, и калий, но намного в меньших количествах. Фосфор, который негласно зовут основным стражем почвенного плодородия, обладает низким коэффициентом использования из почвы - до 7%. Поэтому, фосфор в основном можно восполнить только за счет фосфорсодержащих минеральных удобрений. Хотя калий и обладает такой способностью, как «позиционная неподвижность», но коэффициент использования его из почвы выше, чем у фосфора, но составляет всего 15% от обменного наличия его в почве. Одним из источников калийных удобрений служит навоз, сидераты и пожнивные послеуборочные остатки. Учеными доказано, что каждая тонна растительных остатков многолетних бобовых трав и соломы по сухому веществу равнозначна внесению 3,5 т навоза, а это значит возврат до 0,5 % к абсолютно сухой массе остатков биологического азота, 30% фосфора, до 72% калия и 75% кальция - и это за 1 год. Если взять эту технологию на вооружение и ввести ее в систему, то это ничто иное, как поддерживающее известкование. В практике чаще используется комбинированное использование бобовых многолетних трав, когда первый укос используется на корм, а второй или отаву скашивают на сидеральное удобрение, которое является самым дешевым органическим удобрением. Окупаемость затрат на возделывание бобовых сидератов в 4-10 раз выше, чем по внесению эквивалентных по гумусу норм навоза. Если для повышения содержания гумуса в почве на 0,2% в зерно-травяном севообороте требуется около 18 тонн навоза, имеющих определенную стоимость, которые необходимо перевезти и внести, то для сидератов основные затраты - это стоимость семян, и они, давая дорогостоящий азот, обеспечивают отдачу капитальных вложений до 20 рублей на 1 рубль затрат.

Благодаря мощной корневой системе бобовые травы производят одно из основных агротехнических приемов - это биологическое рыхление и оструктуривание почвы, что обеспечивает окультуривание не только самой почвы, но и подпочвы с помощью глубоко укоренившихся растений и дождевых червей. Кроме того, являясь высокоэффективным средством для борьбы с водной и ветровой эрозией, они значительно улучшают экологическую обстановку прилегающей местности. Без использования химических средств защиты растений бобовые травы, используемые как сидераты, позволяют успешно вести борьбу с вредителями, болезнями и сорняками в посевах сельскохозяйственных культур. Они стимулируют рост специфических паразитных грибов, уничтожающих нематоды, личинки жуков, предотвращают откладку яиц озимой мухи, совки, летающих жуков. Споры возбудителей многих болезней прорастают до высева основных культур. Резко снижается пораженность зерновых культур корневыми гнилями. Их использование позволяет подавлять все сорняки, размножающиеся семенами.

К сожалению, несмотря на это роль бобовых трав недооценивается. Другим сдерживающим фактором широкого внедрения бобовых трав в производство является недостаток семян. Следовательно, необходима организация семеноводства бобовых трав. На травяное бобовое поле в полевом севообороте мы должны смотреть, как на абсолютную необходимость. Учитывая, что наиболее эффективное использование накопленного биологического азота происходит в первые годы, наиболее оптимальным будет наличие двух четырехпольных севооборотов как введение типичного плодосмена. Переход к внедрению в полеводстве севооборотов с короткой ротацией и с одногодичным использованием, к примеру, клевера красного, предусматривает заделку его, когда в первый год использования клевера произойдет разложение 60%, во-второй год - 30%, в третий год - 10%.

Четырехпольный севооборот с одногодичным или двухгодичным использованием бобовых трав выполнит именно ту роль, что отводится на возобновление цикла последействия. Это позволит пропустить в течение 5 лет всю пашню сельхозпредприятий через бобовые многолетние травы, что будет гарантировать сохранение плодородия почв, иметь в структуре пашни 40-45% многолетних трав, в том числе до 90% бобовых и бобово-злаковых трав (клевер, люцерна, козлятник восточный, лядвенец рогатый и их смеси со злаковыми многолетними травами).

В настоящее время, как и раньше с изменением условий жизни, пастбищное ведение полевого хозяйства сменилось переложным, а переложное - трехпольным, трехпольное - многопольным, а затем и с внедрением интенсивных технологий, так и теперь настало время подумать о введении взамен какого-либо другого, нового способа полевого хозяйства, более приспособленного к сегодняшним условиям и требованиям, так как копирование предыдущего полеводства становится не только не выгодным, а порой даже разорительным, что особенно характерно для условий нечерноземной зоны с их беднейшими почвами.

Зерно пшеницы является кладовой, где содержится множество питательных веществ необходимых для развития организма человека, животных. Созревшее зерно состоит, главным образом, из углеводов (48%-75%) и белков (9,6-25,8%), зольных элементов (1,3-2,8%), жира (1,4-3,2%), витаминов, ферментов (Носатовский, 1965; Суднов, 1965; Павлов, 1975).

Среди факторов, влияющих на химический состав зерна, на содержание белка и клейковины имеют огромное значение почвенно-климатические условия. По результатам исследований Минеева В.Г. (2005) химический состав зерна озимой пшеницы зависит от факторов внешней среды: климата, плодородие почвы, агротехники и удобрений, сортовых особенностей культуры.

В целях изучения влияния указанных факторов, в условиях Республики Ингушетии, Ингушской сельскохозяйственной опытной станцией и станцией агрохимической службы «Ингушская» были поставлены опыты в 2002-2005 годах на карбонатном черноземе в степной зоне (ГУП «Троицкое») и выщелоченном черноземе лесостепной зоны (ГУП «Нестеровское») с сортами озимой пшеницы «Безостая-1» и «Дар Зернограда».

Агрохимические показатели почв следующие: чернозем карбонатный -гумус -3,5%; рН-7,4; содержание мг/100 почвы N0₃ - 29,7; Р₂0₅ по Мачигину - 1,8 и К₂0 по Мачигину - 42 мг; чернозем выщелоченный -гумус - 4,8%;-рН-6,5; содержание мг/100г. почвы - N0₃-25,5;P₂0₅ по Чирикову 8,3; К₂0 по Масловои 35. Среднегодовое количество осадков в степной зоне 450-550мм, в лесостепной зоне 500-650мм.

Схема опытов: I. 1. контроль без удобрений

2. Р₆оКзо - фон 3.P₆oK₃o+N₆o 4.P60K30+N90

II 1. Контроль без удобрений

2. М₆оКзо-фон

3. N₆₀K₃o+ Р₆о 4.N₆₀K₃o+ P90

Повторность опыта 4-х кратная. Размер делянки 250 м, учетная площадь - 180м.

Результаты исследований представлены в таблице 2.

В условиях вертикальной зональности в Республике Ингушетия при продвижении с севера на юг увеличивается количество осадков, уменьшается сумма положительных температур.

Таблица 2. Влияние различных доз азотных удобрений на качество зерна

Эти факторы оказали свое влияние на качество зерна. Контроль (вариант опыта без удобрения) в степной зоне отличается более высокими показателями качества зерна, чем зерно, выращенное в лесостепной зоне. Содержание белка в степной зоне 12,1% против 12% в лесостепной. Еще более отличаются показатели содержания сырой клейковины 28,1% в степной зоне против 26,4%) в лесостепной зоне, соответственно стекловидность 62,7% против 56%, натура 690 против 685 г/л. Свое влияние на качество зерна оказывают разные дозы и сочетание минеральных удобрений, значительно увеличивая их по сравнению с контролем. Максимальное количество сырой клейковины оказалось в зерне варианта N90P60K30 в степной зоне 30,7%, что выше контроля на 2,5%).

Содержание белка в зерне также выше в степной зоне, где оно составило на варианте N60Р90К30-16%.

Таким образом, как вариант без удобрения, так и все варианты с удобрениями в степной зоне дают зерно лучшего качества. Здесь сказались климатические показатели - повышенная среднегодовая температура, понижение годовой суммы осадков.

Аналогичные данные имеются в исследованиях многих исследователей. По данным исследований содержания белка в зерне озимой пшеницы, выращенной в условиях лесостепной зоны (ЦЧО) составило 9,52 -16,47%, а в условиях степной зоны (степная часть Украины, Северного Кавказа. Поволжья) процент белка был значительно выше - 12,31 - 19,96%. Такие-же данные приводятся в исследованиях В.Г.Минеева (2005).

Анализ качества зерна показывает, что различный уровень накопления белка в зерне пшеницы обуславливают также ряд внутренних факторов, обусловленных генетическими особенностями сортов. В наших опытах у сорта Дар Зернограда показатели качества (содержание белка, сырой клейковины, натура) в обоих зонах по всем вариантам опыта выше, чем у контрольного сорта Безостая-1.

Основными причинами более высокого содержания белка в зерне высокобелковых сортов считаются.

1. Большое количество азотных соединений в вегетативных органах, приходящиеся на единицу веса зерна.

2. У Высокостебельного сорта азотные вещества в больших количествах поступали в зерновки и более интенсивно использовались на синтез белка (опыты с меченым ¹⁵N.).

Белки, содержание клейковины имеют важное значение в деле практического использования зерна, а у пшеницы они обуславливают хлебопекарное качество муки.

Анализ показателей урожайности и качества зерна озимой пшеницы показывает, что на черноземах Республики Ингушетия азотные и фосфорные удобрения обеспечивают высокие урожаи зерна при хорошем его качестве.