УДК 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
ГРНТИ 68.31 Сельскохозяйственная мелиорация
ОКСО 35.00.00 Сельское, лесное и рыбное хозяйство
ББК 4 СЕЛЬСКОЕ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО. СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ И ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
ТБК 6 ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ. МАТЕМАТИКА
BISAC TEC003050 Agriculture / Irrigation
представлены результаты по влиянию различных обработок почвы и доз минеральных удобрений на продуктивность ярового ячменя в условиях орошения на светло-каштановых почвах Северного Прикаспия. Исследованиями выявлено, что наибольшие прибавки урожая получены при использовании рабочего органа РОПА – 0,32…0,49 т/га, а также при внесении минеральных удобрений в дозе N150P150K150 – 3,91…4,08 т/га. В абсолютном значении самая высокая урожайность зерна ячменя обеспечивалась на варианте с глубоким рыхлением почвы орудием РОПА (h=0,40-0,45 м) с дозой удобрений N150P150K150 – 7,64 т/га.
ячмень яровой, обработка почвы, дозы минеральных удобрений, урожайность
Адаптивное растениеводство предполагает ряд мероприятий, направленных на увеличение урожайности ячменя, к которым относятся основная обработка почвы и применение минеральных удобрений [7]. Применение минеральных удобрений практически во всех регионах возделывания ячменя способствует повышению его урожайности [6]. При этом доля участия минеральных удобрений в формировании урожайности может колебаться в широких диапазонах от 40 до 70% [9].
Яровой ячмень является ценной зернофуражной культурой, что особенно актуально для регионов с развивающимся животноводством, к которым можно отнести и Астраханскую область. Несмотря на большие потребности, площади посевов ярового ячменя достигают лишь 15 тысяч гектар, что, в первую очередь, связано с большими рисками при возделывании зерновых культур в данном регионе. Частые засухи на фоне низкого плодородия почв могут частично или полностью повреждать растения ячменя, что приводит к недоборам урожая или его полной потере [10,11].
Основным фактором, лимитирующим получение высоких устойчивых урожаев данной культуры, является, в первую очередь, влагообеспеченность, которую можно частично обеспечить применением глубоких обработок почвы, а также применением орошения и обеспечение растений питанием, что достигается применением минеральных удобрений [4,8].
Поэтому, наиболее целесообразным в засушливых условиях Астраханской области является возделывания ячменя на орошении. При этом, потенциал данной культуры при возделывании в орошаемых условиях с применением различных доз минеральных удобрений на фоне различных основных обработок почвы недостаточно изучен.
В связи с этим, целью нашего исследования являлось изучение влияния доз минеральных удобрений на фоне различной основной обработоке почвы на продуктивность ярового ячменя при орошении на светло-каштановой почве аридной зоны Северного Прикаспия.
Методика
Опытный участок был заложен на орошаемых полях ФГБНУ «Прикаспийский аграрный федеральный научный центр Российской академии наук», который расположен на севере Астраханской области в Черноярском районе [1].
Опыт двухфакторный: фактор А – основные обработки почвы – 1. Вспашка ПН-4-35 (h=0,20-0,22 м), контроль, 2. СибИМЭ (h=0,30-0,35 м), 3. РАНЧО (h=0,35-0,40 м), 4. РОПА (h=0,40-0,45 м); фактор В – дозы минерального питания – 1. Без удобрений (контроль), 2. N90P90K90, 3. N120P120K120, 4. N150P150K150. Повторность опыта четырехкратная, учетная площадь делянки второго порядка – 100 м2, общая площадь под опытом – 25 га.
Закладка опытных делянок проводилась по требованиям методики опытного дела Б.А. Доспехова (1979) [3]. Учеты и наблюдения проводились по общепринятым методикам: влажность почвы термостатно-весовым методом на глубине почвенного профиля 1,0 м послойно по методике А.Ф. Вадюниной и З.А. Корчагиной [2]; высота растений определялась по главному стеблю на закрепленных площадках, определение биологической урожайности проводилось по методике Госсортсети в четырехкратной повторности, определение элементов структуры урожайности проводилось на 10 растениях по вариантам [5].
Почвы опытного участка светло-каштановые. Результаты проведенных анализов почвенных образцов опытного участка показали низкое содержание гумуса, так, на глубине 0…0,20 м его значения колебались на уровне 0,91%, а на глубине 0,20…0,45 м снижались до 0,87%. Почвы слабощелочные – рН солевой вытяжки 7,6. Обеспеченность почв опытного участка подвижными формами соединений азота очень низкое –5,3…5,4 мг/кг, фосфора низкое – 20,3…28,4 мг/кг, калия высокое – 228,4…265,2 мг/кг.
Климатические условия места проведения опыта сильно континентальные, засушливые. Осадков выпадает мало (не более 250 мм в год), при этом испаряемость превышает их в 4-5 раз. Коэффициент увлажнения данной территории 0,12-0,33. По ГТК место закладки опыта относится к засушливому району с коэффициентом 0,4-0,5 [1].
Посев проводили в первой декаде апреля при готовности почвы. Удобрения вносились при посеве. Вегетационные поливы ярового ячменя проводились с учетом поддержания предполивного порога влажности почвы на уровне 70…75% НВ в периоды всходов, выхода в трубку, колошения и налива зерна с учетом погодных условий года. В среднем за вегетацию проводилось 5-8 поливов поливной нормой 500…550 м3/га. Орошение осуществлялось дождевальной машиной кругового действия Centerstar НК 168.
Результаты и их обсуждение
Различные дозы минерального питания на фоне различных основных обработок почвы предопределили отличия вегетации ярового ячменя по вариантам опыта и отразились на средних показателях структуры урожая и урожайности в целом.
В результате проведенных трехлетних испытаний установлено, что изучаемые факторы опыта оказывают влияние на формирование продуктивности ярового ячменя, в частности увеличение глубины обработки почвы и повышение доз минерального питания на фоне орошения способствуют увеличению высоты растений ячменя в среднем на 0,05…0,21 м (таблица 1).
Наибольшее значение высоты растений отмечалось на варианте обработки почвы рабочим органом РОПА (h=0,40-0,45 м) с внесением минеральных удобрений в дозе N150P150K150 – 0,83 м. На данном варианте отмечалось и наибольшее количество продуктивных стеблей – 599 шт./м2, что выше контрольного варианта без удобрений на 78 шт./м2, а по сравнению с аналогичным по внесению минеральных удобрений вариантом на обработке почвы ПН-4-35 (h=0,20-0,22 м) на 110 шт./м2.
Минимальная длина колоса отмечалась на контрольном варианте ПН-4-35 (h=0,20-0,22 м) без внесения минеральных удобрений – 7,0 см. Внесение различных доз минеральных удобрений способствовало увеличению длины колоса на данном варианте обработки почвы на 0,4…0,6 см. Наибольшие значения длины колоса отмечались на вариантах с обработками почвы РАНЧО и РОПА от 7,3 до 8,1 см в зависимости от доз минеральных удобрений.
Количество зерен в колосе также варьировало от 29 до 50 штук в зависимости от обработки почвы и доз удобрений (таблица 1).
Таблица 1 - Элементы структуры урожайности ярового ячменя «Ратник» в зависимости от варианта опыта, среднее за 2020…2022 гг.
|
Обработка почвы |
Доза минеральных удобрений |
Высота растений, м |
Кол-во продуктивных стеблей, шт./м2 |
Длина колоса, см |
Кол-во зерен в колосе, шт. |
Масса зерна с колоса, г |
Масса 1000 зерен, г |
|
Вспашка ПН-4-35 (h=0,20-0,22 м), контроль |
Без удобрений |
0,55 |
389 |
7,0 |
29 |
1,19 |
41,05 |
|
N90P90K90 |
0,57 |
421 |
7,4 |
30 |
1,28 |
42,50 |
|
|
N120P120K120 |
0,58 |
452 |
7,5 |
38 |
1,63 |
42,86 |
|
|
N150P150K150 |
0,60 |
489 |
7,6 |
44 |
2,07 |
47,14 |
|
|
СибИМЭ (h=0,30-0,35 м) |
Без удобрений |
0,60 |
452 |
7,1 |
30 |
1,25 |
41,82 |
|
N90P90K90 |
0,67 |
493 |
7,5 |
41 |
1,73 |
42,08 |
|
|
N120P120K120 |
0,68 |
552 |
7,6 |
45 |
1,95 |
43,33 |
|
|
N150P150K150 |
0,72 |
576 |
7,8 |
46 |
2,04 |
44,40 |
|
|
РАНЧО (h=0,35-0,40 м) |
Без удобрений |
0,61 |
498 |
7,3 |
32 |
1,39 |
43,33 |
|
N90P90K90 |
0,80 |
529 |
7,7 |
39 |
1,78 |
45,60 |
|
|
N120P120K120 |
0,80 |
558 |
7,9 |
41 |
1,81 |
44,23 |
|
|
N150P150K150 |
0,81 |
582 |
8,0 |
48 |
2,49 |
51,92 |
|
|
РОПА (h=0,40-0,45 м) |
Без удобрений |
0,72 |
521 |
7,5 |
35 |
1,54 |
44,07 |
|
N90P90K90 |
0,78 |
545 |
7,9 |
40 |
1,81 |
45,36 |
|
|
N120P120K120 |
0,82 |
578 |
7,9 |
48 |
2,31 |
48,21 |
|
|
N150P150K150 |
0,83 |
599 |
8,1 |
50 |
2,80 |
56,00 |
Наибольшая масса зерен с колоса была получена на всех вариантах основной обработки почвы при внесении минеральных удобрений в дозе N150P150K150 – 2,07…2,80 г.
Масса 1000 зерен также возрастала по мере увеличения доз вносимых удобрений от 41,05 г на варианте вспашка ПН-4-32 без удобрений до 56,0 г на варианте с обработкой почвы орудием РОПА с внесением удобрений в дозе N150P150K150 (таблица 1).
Увеличение глубины основной обработки почвы с 0,20…0,22 м при вспашке ПН-4-32 (контроль) до 0,30…0,35 м при обработке почвы СибИМЭ способствовало увеличению урожайности при разных уровнях минерального питания в среднем за годы изучения от 0,06 до 0,22 т/га, или на 0,8…4,8%, по сравнению с контролем (таблица 2).
Таблица 2 - Урожайность ярового ячменя в зависимости от способов основной обработки почвы и доз минерального питания, т/га
|
Обработка почвы |
Год |
Дозы минеральных удобрений |
|||
|
Без удобрений |
N90P90K90 |
N120P120K120 |
N150P150K150 |
||
|
Вспашка ПН-4-35 (h=0,20-0,22 м), контроль |
2020 |
3,05 |
5,25 |
6,03 |
6,89 |
|
2021 |
3,21 |
5,58 |
6,18 |
7,11 |
|
|
2022 |
3,45 |
6,18 |
6,56 |
7,45 |
|
|
среднее |
3,24 |
5,67 |
6,26 |
7,15 |
|
|
СибИМЭ (h=0,30-0,35 м) |
2020 |
3,10 |
5,41 |
6,38 |
7,05 |
|
2021 |
3,29 |
5,87 |
6,61 |
7,15 |
|
|
2022 |
3,53 |
6,38 |
6,69 |
7,42 |
|
|
среднее |
3,31 |
5,89 |
6,56 |
7,21 |
|
|
РАНЧО (h=0,35-0,40 м) |
2020 |
3,35 |
5,92 |
6,18 |
7,38 |
|
2021 |
3,50 |
6,03 |
6,69 |
7,58 |
|
|
2022 |
3,69 |
6,21 |
6,98 |
7,61 |
|
|
среднее |
3,51 |
6,05 |
6,62 |
7,52 |
|
|
РОПА (h=0,40-0,45 м) |
2020 |
3,44 |
6,01 |
6,52 |
7,58 |
|
2021 |
3,52 |
6,11 |
6,78 |
7,62 |
|
|
2022 |
3,71 |
6,21 |
6,87 |
7,71 |
|
|
среднее |
3,56 |
6,11 |
6,72 |
7,64 |
|
|
НСР05 общая 0,10…0,11 НСР05 по фактору А 0,05…0,06 НСР05 по фактору В 0,05…0,06 НСР05 АВ 0,05…0,06 |
|||||
Увеличение глубины обработки почвы до 0,35…0,40 м при использовании орудия РАНЧО также обеспечивало прибавку урожайности в диапазоне 0,27…0,38 т/га, или 5,2…8,3%. А наибольшие прибавки урожайности отмечались на варианте с глубоким рыхлением почвы орудием РОПА – 0,32…0,49 т/га, или 6,9…9,9% (таблица 2).
Повышение доз минерального питания ярового ячменя также способствовало росту прибавок урожайности зерна. При дозе удобрений N90P90K90, независимо от основной обработки почвы, урожайность повышалась в среднем за годы изучения на 2,43…2,58 т/га, или на 9,0…9,56%, по сравнению с контролем. Еще большая прибавка урожайности отмечалась на вариантах с дозой N120P120K120, достигнув 3,02…3,25 т/га или 8,39…9,03% по сравнению с вариантами без удобрений. Увеличение дозы удобрений до N150P150K150 способствовало получению прибавки урожайности до 3,91…4,08 т/га или 8,69…9,07%. Наибольшая урожайность зерна ячменя обеспечивалась на варианте с глубоким рыхлением почвы орудием РОПА (h=0,40-0,45 м) с дозой удобрений N150P150K150, составив 7,64 т/га (таблица 2).
Расчет показал, что наиболее высокая окупаемость одного килограмма удобрений прибавкой урожая обеспечивалась при внесении N90P90K90, независимо от приемов основной обработки почвы (таблица 3).
Таблица 3 – Анализ эффективности применения удобрений при возделывании ячменя сорта Ратник на орошении при различных основных обработках почвы, среднее за 2020…2022 гг.
|
Обработка почвы |
Дозы минеральных удобрений |
Урожайность, т/га |
Прибавка от удобрений, т/га |
Окупаемость NPK кг/кг |
|
Вспашка ПН-4-35 (h=0,20-0,22 м), контроль |
Без удобрений |
3,24 |
- |
|
|
N90P90K90 |
5,67 |
2,43 |
9,0 |
|
|
N120P120K120 |
6,26 |
3,02 |
8,4 |
|
|
N150P150K150 |
7,15 |
3,91 |
8,7 |
|
|
СибИМЭ (h=0,30-0,35 м) |
Без удобрений |
3,31 |
- |
|
|
N90P90K90 |
5,89 |
2,58 |
9,5 |
|
|
N120P120K120 |
6,56 |
3,25 |
9,0 |
|
|
N150P150K150 |
7,21 |
3,90 |
8,7 |
|
|
РАНЧО (h=0,35-0,40 м) |
Без удобрений |
3,51 |
- |
|
|
N90P90K90 |
6,05 |
2,54 |
9,4 |
|
|
N120P120K120 |
6,62 |
3,11 |
8,6 |
|
|
N150P150K150 |
7,52 |
4,01 |
8,9 |
|
|
РОПА (h=0,40-0,45 м) |
Без удобрений |
3,56 |
- |
|
|
N90P90K90 |
6,11 |
2,55 |
9,4 |
|
|
N120P120K120 |
6,72 |
3,16 |
8,8 |
|
|
N150P150K150 |
7,64 |
4,08 |
9,1 |
Расчет экономической эффективности показал, что в орошаемых условиях, несмотря на дополнительные затраты возделывание ярового ячменя рентабельно (таблица 4).
Так на контрольных вариантах при средней урожайности 3,24…3,56 т/га, рентабельность составила 117,55…137,08%, а окупаемость 2,18…2,37 руб. на рубль вложенных затрат. Наиболее эффективным показали себя варианты с основной обработкой почвы орудием РОПА и РАНЧО с рентабельностью 137,08…134,20% и окупаемостью 2,37…2,34 руб./руб.
Внесение минеральных удобрений способствовало дальнейшему увеличению урожайности ячменя и повышению рентабельности его возделывания.
Таблица 4 – Экономическая эффективность возделывания ярового ячменя на орошении при различных основных обработках почвы и дозах минеральных удобрений, среднее за 2020-2022 гг.
|
Обработки почвы |
Дозы минеральных удобрений |
Урожайность, т/га |
Себестоимость 1 т руб. |
Доход, руб./га |
Прибыль, руб./га |
Прибыль руб./т |
Рентабельность,% |
Экономическая эффективность, руб./на руб. вложенных затрат |
|
Вспашка ПН-4-35 (h=0,20-0,22 м), контроль |
Без удобрений |
3,24 |
5516,05 |
38880,00 |
21008,00 |
6483,95 |
117,55 |
2,18 |
|
N90P90K90 |
5,67 |
4860,58 |
68040,00 |
40480,50 |
7139,42 |
146,88 |
2,47 |
|
|
N120P120K120 |
6,26 |
4807,83 |
75120,00 |
45023,00 |
7192,17 |
149,59 |
2,50 |
|
|
N150P150K150 |
7,15 |
4743,13 |
85800,00 |
51886,60 |
7256,87 |
153,00 |
2,53 |
|
|
СибИМЭ (h=0,30-0,35 м) |
Без удобрений |
3,31 |
5375,23 |
39720,00 |
21928,00 |
6624,77 |
123,25 |
2,23 |
|
N90P90K90 |
5,89 |
4665,45 |
70680,00 |
43200,50 |
7334,55 |
157,21 |
2,57 |
|
|
N120P120K120 |
6,56 |
4575,76 |
78720,00 |
48703,00 |
7424,24 |
162,25 |
2,62 |
|
|
N150P150K150 |
7,21 |
4692,57 |
86520,00 |
52686,60 |
7307,43 |
155,72 |
2,56 |
|
|
РАНЧО (h=0,35-0,40 м) |
Без удобрений |
3,51 |
5123,93 |
42120,00 |
24135,00 |
6876,07 |
134,20 |
2,34 |
|
N90P90K90 |
6,05 |
4573,97 |
72600,00 |
44927,50 |
7426,03 |
162,35 |
2,62 |
|
|
N120P120K120 |
6,62 |
4563,44 |
79440,00 |
49230,00 |
7436,56 |
162,96 |
2,63 |
|
|
N150P150K150 |
7,52 |
4524,79 |
90240,00 |
56213,60 |
7475,21 |
165,21 |
2,65 |
|
|
РОПА (h=0,40-0,45 м) |
Без удобрений |
3,56 |
5061,52 |
42720,00 |
24701,00 |
6938,48 |
137,08 |
2,37 |
|
N90P90K90 |
6,11 |
4534,62 |
73320,00 |
45613,50 |
7465,38 |
164,63 |
2,65 |
|
|
N120P120K120 |
6,72 |
4500,60 |
80640,00 |
50396,00 |
7499,40 |
166,63 |
2,67 |
|
|
N150P150K150 |
7,64 |
4458,17 |
91680,00 |
57619,60 |
7541,83 |
169,17 |
2,69 |
Как видно из таблицы 4, на вариантах с дозой минеральных удобрений N90P90K90 рентабельность варьировала в зависимости от основной обработки почвы от 146,88% до 164,63%, а окупаемость от 2,47 до 2,65 руб./руб., на вариантах с N120P120K120 – 149,59…166,63% и 2,50…2,67 руб./руб., на вариантах с N150P150K150 – 153,0…169,17% и 2,53…2,69 руб./руб.
Наибольшие значения рентабельности – 169,17% и окупаемости – 2,69 руб./руб. получены на варианте с обработкой почвы рабочим органом РОПА и внесением N150P150K150.
Заключение
В результате проведенного изучения установлено, что увеличение глубины основной обработки почвы способствовало увеличению урожайности при разных дозах минерального питания, при обработке почвы СибИМЭ на 0,06…0,22 т/га, или на 0,8…4,8%, РАНЧО 0,27…0,38 т/га, или 5,2…8,3%, РОПА – 0,32…0,49 т/га, или 6,9…9,9%, относительно контрольного варианта (ПН 4-35).
Повышение доз минерального питания также способствовало росту прибавок урожайности зерна, так при дозе удобрений N90P90K90 урожайность повышалась на 2,43…2,58 т/га, или на 9,0…9,56%, на вариантах с N120P120K120 на 3,02…3,25 т/га или 8,39…9,03% на N150P150K150 на 3,91…4,08 т/га или 8,69…9,07%. В абсолютном значении самая высокая урожайность зерна ячменя обеспечивалась на варианте с глубоким рыхлением почвы орудием РОПА (h=0,40-0,45 м) с дозой удобрений N150P150K150 – 7,64 т/га.
Оценка экономической эффективности изучаемых приемов основной обработки почвы на фоне различных доз минерального питания показала, что наиболее рентабельным является обработка почвы рабочими органами РОПА на глубину 0,40…0,45 м на всех вариантах внесения различных доз минеральных удобрений. Наибольшие значения при этом получены на варианте РОПА + N150P150K150 – 169,17% и – 2,69 руб./руб.
Таким образом, в результате проведенного изучения доказана повышенная эффективность возделывания ярового ячменя на орошении в условиях светло-каштановых почв Северного Прикаспия, которое совместно с основными обработками почвы и применением минеральных удобрений обеспечивает урожайность на уровне 5,67…7,64 т/га, с прибавками урожая относительно контроля от 2,4 до 4,1 т/га.
1. Агроклиматические ресурсы Астраханской области. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - 136 с.
2. Вадюнина А.Ф. Методы исследования физических свойств почв / А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина. - М.: изд-во Агропромиздат. - 1986. - 416 с.
3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов - М.: Агропромиздат, 1979. - 336 с.
4. Маркарова Ж.Р. Эффективность минеральных удобрений на яровом ячмене / Ж. Р. Маркарова, В. А. Кулыгин // Экономика и бизнес: теория и практика. -2018. -№9. -С.116-118.
5. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. ВНИИ кормов - М.: 1983. - 197 с.
6. Назаров Р.Н. Эффективность применения различных удобрительных составов на яровом ячмене / Р.Н. Назаров, Л.З. Вахитова, Л.З. Каримова [и др.] // Зерновое хозяйство России. -2017. -№ 2 (50). -С. 60-63.
7. Сычев В. Г. Анализ использования минеральных удобрений под озимую пшеницу в Ставропольском крае / В. Г. Сычев, Ю. И. Гречишкина, А. В. Бурлай, А. В. Матвиенко // Плодородие. - 2021. - № 2(119). - С. 3-6. - DOIhttps://doi.org/10.25680/S19948603.2021.119.01.
8. Сычев В. Г. Научные основы и методика определения доз питательных веществ и прогнозирования экономической эффективности применения минеральных удобрений / В. Г. Сычев, С. А. Шафран, Т. М. Духанина. - Москва : Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, 2020. - 152 с. - ISBN 978-5-9238-0264-1. - DOIhttps://doi.org/10.25680/VNIIA.2019.85.67.149.
9. Титова Е.М. Эффективность применения комплексных удобрений на посевах ячменя ярового/ Е. М. Титова, М. А. Внукова // Вестник ОрелГАУ. -2011. -№5. -С. 116-120.
10. Туманян А. Ф. Агротехнологические приемы повышения урожайности озимых и яровых зерновых культур в условиях Астраханской области / А. Ф. Туманян, Н. В. Тютюма, А. Н. Бондаренко // Теоретические и прикладные проблемы агропромышленного комплекса. - 2020. - № 1(43). - С. 3-6. - DOIhttps://doi.org/10.32935/2221-7312-2020-43-1-3-6.
11. Федорова В. А. Прогрессивный способ основной обработки почвы под ячмень в условиях полупустынной зоны северного Прикаспия / В. А. Федорова, Д. П. Поляков, Ю. П. Тарасенкова [и др.] // Аграрный научный журнал. - 2019. - № 11. - С. 40-45. - DOIhttps://doi.org/10.28983/asj.y2019i11pp40-45. - EDN QUQRAW.
