Russian Federation
The purpose of this study was to study the effect of various doses of mineral fertilizers on the development and yield of spring wheat in relation to the conditions of gray-forest and leached chernozem soils. On both types of soils, the application of mineral fertilizers at a dose of N90P90K60 kg of active substance per hectare provided the highest grain yields: 2.88-2.95 t/ha and 3.47-3.59 t/ha. The yield increase in the Yoldyz variety was 830-990 kg/ha, in the Burlak variety - 800-1060 kg/ha, with yields in the control of 2.05-2.48 and 2.15-2.3 tons/ha, respectively. Mineral fertilizer at a dose of N45P45K45 + N15 (foliar top dressing) increased the vitreous content of Yoldyz grain by 4.4% and Burlak by 4.2% compared with the control. At the same time, the protein content and the mass fraction of gluten in grain increased by 2.3 and 4.2%, respectively, for the Yoldyz variety and by 1.5 and 3.3% for the Burlak variety. The grain with the highest protein content was grown with springer sowing.
spring wheat (Triticum aestivum), variety, soil, yield, quality, profit.
Хозяйства Республики Татарстан за последние годы добились больших успехов в повышении урожайности пшеницы. Республика стала крупным поставщиком товарного зерна этой культуры. Расширяются площади посева ценных сортов [1,2,3].
В последние годы в производство внедрены наиболее ценные и продуктивные сорта яровой пшеницы. Но вопросы эффективного использования минеральных удобрений при возделывании этой важной продовольственной культуры остаются недостаточно полно изученными [4,5,6].
Среди агротехнических мероприятий, влияющих на свойства зерна, важное место занимают удобрения. Виды, дозы сроки внесения их необходимо рекомендовать, исходя из конкретных условий зоны, хозяйства, с учетом требований культуры, сорта[7,8,9].
Вопросу об использовании удобрений не только для повышения урожайности, но и с целью улучшения качества зерна за последние годы уделяется большое внимание; тем не менее, в этом направлении ещё предстоит многое изучить, особенно в различных климатических условиях [10,11, 12].
В связи с ростом урожайности новых сортов пшеницы особое значение приобретает роль повышенных доз минеральных удобрений [13,14,15]
Яровая пшеница обладает большими потенциальными возможностями и способна формировать высокий урожай зерна в любой зоне, если условия внешней среды соответствуют ее биологии [16,17,18].
Условия, материалы и методы.В 2020-2024 годах проводились опыты по изучению влияния минеральных удобрений на урожайность и качество зерна на двух типах почв: серой лесной и выщелоченном черноземе с сортами яровой мягкой пшеницы: Йолдыз и Бурлак. Сорт Йолдыз выведен в Татарском научно-исследовательском институте сельского ъозяйства ФИЦ Каз НЦ РАН, среднеспелый, устойчивость к засухе высокая, слабо поражается болезнями. Сорт Бурлак – оргинатор Ульяновский НИИСХ, среднеспелый, является филлером. Устойчивость поражению к болезням среднее. Опыты проводились по общепринятой методике (Б.А.Доспехов, 1985), на серой лесной среднесуглистой почве ООО “Агробиотехнопарк” Казанского ГАУ, которая имела следующие агрохимические показатели: рНсол.- 5,7-5,8, гумус по Тюрину 3,4-3,6%, Р2О5 по Кирсанову 223-240 и К2О по Кирсанову 167-183мг/кг почвы. На выщелоченной среднесуглинистой почве ООО “Авангард” Буинского района Республики Татарстан содержание гумуса в слое почвы (0-30см)- 6,9...7,4% (по Тюрину), подвижных форм фосфора- 175-189мг/кг почвы (по Кирсанову), К2О -159-193 мг/кг рНсол.- 5,7-6,0. Схема опыта на обеих типах почв предусматривала изучение следующих вариантов: 1. Без удобрений. 2.N45P45K45. 3. N45 P45K45+внекорневая подкормка N15 (в фазе колошения с использованием карбомида) 4.N90P90K60. Удобрения вносились в форме мочевины, двойного гранулированного суперфосфат и калийной соли под предпосевную культивацию. Размеры учетных делянок в опыте 60м2, повторность четырехкратная. Предшественник для яровой пшеницы – озимая пшеница после чистого пара. Агротехника применялась общепринятая для Республики Татарстан.
Хозяйственные характеристики зерна пшеницы определяли: содержание белка по ГОСТ10846-91, клейковину по ГОСТ – 13586.1-2018; стекловидность по ГОСТ – 10987-86. Дополнительные затраты на применение удобрений, в том числе на уборку и доработку прибавки урожая, рассчитали по технологичеким картам возделывания яровой пшеницы.
В годы проведения исследований погодные условия складывались неодинаково. Действие удобрений зависело от количества и сроков выпадения осадков, а также температурного режима. Самым благоприятным для урожаев яровой пшеницы на обоих типах почв был 2020 год (гидротермический коофициент ГТК -1,28), а при засушливой погоде летом в 2021 году урожай яровой пшеницы резко снизился. ГТК в мае составил всего лишь 0,17, а в июне-0,27.
Агрометеорологические условия вегетационного периода в 2022 г. характеризорвались с недостаточчным увлажнением и высокой теплообеспеченностью (ГТК за вегетацию – 0,84). Начало вегетационного периода 2023 г. было холодным, среднемесячная температура составила 110С, что на 30С ниже среднемноголетних значений. В июне, июле выпало 14 и 24 мм осадков, а температурный режим превышал средних значений на 4,1-4,8 0С (ГТК за вегетацию составил 0,8). В 2024 году острозасушливые условия сложились в июне, выпало 15 мм осадков или 26 % от средних значений. Такие экстремальные условия в начале вегетации негативно повлияли на рост и развитие яровой пшеницы. Среднее значение ГТК за вегетацию 0,73.
Уборка урожая проводилась при полной спелости зерна комбайном “ДОН-1500”. Статистическую обработку результатов исследований проводили по Б.А.Доспехову (2012) с использованием программ для MicrosoftExcel.
Результаты и обсуждение. Установлено, что на обоих типах почв яровая пшеница хорошо отзывается на внесение минеральных удобрений. (табл.1)
Таблица 1 - Зависимость урожая зерна яровой пшеницы от удобрений (2020-2024 гг.)
|
Варианты опыта |
Серая лесная почва |
Выщелоченный чернозем |
||||||
|
Йолдыз |
Бурлак |
Йолдыз |
Бурлак |
|||||
|
урожайность,т/га |
прибавка, кг/га |
урожайность т/га |
прибавка, кг/га |
урожайность т/га |
прибавка, кг/га |
урожайность т/га |
прибавка, кг/га |
|
|
Без удобрений (контроль) |
2,05 |
- |
2,15 |
- |
2,48 |
- |
2,53 |
- |
|
N45 P45K45 |
2,66 |
610 |
2,74 |
590 |
3,14 |
660 |
3,22 |
690 |
|
N45P45K45+внекорневая подкормка N15 |
2,70 |
650 |
2,76 |
610 |
3,20 |
720 |
3,25 |
720 |
|
N90P90K60 |
2,88 |
830 |
2,95 |
800 |
3,47 |
990 |
3,59 |
1060 |
|
НСР05 |
0,02 |
|
0,03 |
|
0,02 |
|
0,02 |
|
В среднем за 5 лет на серой лесной почве урожай зерна составил 2,88–2,95 т/га, а на выщелоченном черноземе — 3,47–3,59 т/га при внесении удобрений из расчета N90P90K60 кг действующего вещества на гектар. Минеральные удобрения не только повышают урожай, но и улучшают качество зерна яровой пшеницы (табл.2)
Таблица 2 - Качество зерна яровой пшеницы в зависимости от внесения удобрений, среднее за 5 лет (2020-2024 гг.)
|
Варианты опыта |
Серая лесная почва |
Выщелоченный чернозем |
||||||||||
|
Йолдыз |
Бурлак |
Йолдыз |
Бурлак |
|||||||||
|
стекловид-ность,% |
белок,% |
масс. доля клейковины, % |
стекловид-ность,% |
белок,% |
масс. доля клейковины, % |
стекловид-ность,% |
белок,% |
масс. доля клейковины, % |
стекловид-ность,% |
белок,%
|
масс. доля клейковины, % |
|
|
Без удобрений (контроль) |
41,5 |
12,3 |
21,1 |
40,2 |
12,6 |
20,9 |
51,1 |
12,8 |
23,0 |
53,0 |
12,9 |
23,5 |
|
N45 P45K45 |
44,4 |
13,2 |
24,1 |
43,1 |
13,8 |
24,7 |
53,2 |
13,5 |
23,5 |
55,1 |
13,7 |
24,9 |
|
N45 P45K45+ внекорневая подкормка N15 |
45,9 |
14,0 |
25,7 |
44,4 |
14,1 |
25,3 |
54,4 |
14,9 |
25,6 |
56,7 |
15,2 |
26,5 |
|
N90P90K60 |
51,6 |
14,3 |
26,1 |
50,0 |
14,1 |
26,3 |
55,8 |
15,2 |
26,1 |
60,0 |
15,3 |
27,3 |
|
НСР05 |
0,26 |
0,30 |
0,31 |
0,34 |
0,28 |
0,49 |
0,33 |
0,35 |
0,29 |
0,36 |
0,41 |
0,34 |
В среднем за годы исследований на серой лесной почве минеральное удобрение в дозе N45 P45K45 +N15(внекорневая подкормка) по сравнению с контролем повысило стекловидность зерна сорта Йолдыз 4,4%, Бурлак- на 4,2 %. Одновременно увеличилось содержание белка и массовой доли клейковины в зерне соответственно на 1,7 и 4,6 % - у сорта Йолдыз и 1,5 и 4,4 % - у Бурлак.
Зерно с наибольшим количеством белка выращено при посеве яровой пшеницы на фоне N90P90K60: по сорту Йолдыз – 14,3% и у Бурлак - 14,1%, что превышает контроль на 2,0 и 1,5% соответственно. Выявленная на серой лесной почве закономерность влияния удобрений на качество зерна яровой пшеницы наблюдается и на выщелоченном черноземе.
В ходе исследования выявлена экономическая эффективность минеральных удобрений при возделывании яровой пшеницы. Данные по этому вопросу для сорта Йолдыз приводятся в таблице 3.
Таблица 3. Экономическая эффективность внесения минеральных удобрений под яровую пшеницу сорта Йолдыз (2020-2024гг.)
|
Варианты опыта |
Серая лесная почва |
Выщелоченный чернозем |
||||||
|
урожайность зерна, т/га |
получено в рублях |
|
получено в рублях |
|||||
|
дополнительной продукции с га |
прибыль с 1га |
на 1 руб. дополнительных затрат |
урожайность зерна, т/га |
дополнительной продукции с га |
прибыль с 1га |
на 1 руб. дополнительных затрат |
||
|
Без удобрений (контроль) |
2,05 |
- |
- |
- |
2,48 |
- |
- |
- |
|
N45 P45K45 |
2,66 |
7930 |
3840 |
1,94 |
3,14 |
8580 |
4090 |
1,91 |
|
N45 P45K45+внекорневая подкормкаN15 |
2,77 |
8450 |
3270 |
1,39 |
3,20 |
9360 |
3580 |
1,06 |
|
N90P90K60 |
2,88 |
10790 |
2940 |
1,27 |
3,47 |
12870 |
3810 |
1,36 |
*Примечание: -средняя цена реализации зерна пшеницы третьего класса составляла 13000 руб. на 1тонну.
Расчеты показали, что на обоих типах почв получение наибольшей прибыли с гектара из изученных вариантов обеспечивали внесение N45 P45K45кг.дв- 3840 и 4090 рублей. В отношении прибыли с гектара посевов и на 1 рубль дополнительных затрат малоэффективной как на серой лесной так и на выщелоченном черноземе внесение удобрений в повышенных дозах (N90P90K60 дв/га) было экономически менее выгодным по сравнению с дозой N45 P45K45 кг дв/га.
1. Fayzrakhmanov DI, Valiev AR, Ziganshin BG. [Current state of grain production in the Russian Federation]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2021; Vol.16. 2(62). 138-142 p. doi:https://doi.org/10.12737/2073-0462-2021-138-142.
2. Valiev AR, Gabdrakhmanov IKh, Safin RI, Ziganshin BG. Sistema zemledeliya Respubliki Tatarstan. [Farming system of the Republic of Tatarstan]. Vol.3. Kazan: OOO Tsentr innovatsionnykh tekhnologiy. 2014; 280 p.
3. Avkhadiev FN, Mukhametgaliev FN, Sitdikova LF. [Increasing the sustainability of grain production (based on the materials of the Republic of Tatarstan)]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2016; Vol.11. 4(42). 104-108 p. doi:https://doi.org/10.12737/article_592fc86c9e0ae1.14332306.
4. Amirov MF, Toloknov DI. [The influence of mineral fertilizers, seed and crop treatment on the productivity of spring wheat in the conditions of Kama region of the Republic of Tatarstan]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2022; Vol.17. 2(66). 8-13 p. doi:https://doi.org/10.12737/2073-0462-2022-6-11.
5. Amirov MF, Safiullin AYa. [Responsiveness of spring soft wheat to methods of primary tillage and nutritional backgrounds in the conditions of Kama region of the Republic of Tatarstan]. Agrobiotekhnologii i tsifrovoe zemledelie. 2022; 2(2). 7-11 p. doi:https://doi.org/10.12737/2782-490X-2022-7-11.
6. Amirov MF, Vladimirov VP, Serzhanov IM, Shaykhudinov FSh. Adaptivnye tekhnologii vozdelyvaniya polevykh kultur: monografiya. [Adaptive technologies for field crops cultivation: monograph]. Kazan: Brig. 2018; 123 p.
7. Sineshchekov VE, Vasileva NV, Dudkina EA. [Economic efficiency of grain production]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2018; Vol.13. 4(51). 160-167 p. doi:https://doi.org/10.12737/article_5c3de3a7e063f6.62004014.
8. Sabitov MM. [Economic efficiency of crop cultivation technologies in grain-fallow crop rotation]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2021; Vol.35. 2. 13-18 p. doi:https://doi.org/10.24411/0235-2451-2021-10202.
9. Minikaev R, Gaffarova L. The effect of bacterial preparations on the growth, development and quality indicators of sugar beet yield. Bio web of conferences: International Scientific-Practical Conference “Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources” (FIES 2019), Kazan, 13–14 noyabrya 2019 goda. EDP Sciences: EDP Sciences, 2020; 00250 p. doi:https://doi.org/10.1051/bioconf/20201700250.
10. Shaikhutdinov FSh, Serzhanov IM, Serzhanova AR. [Yield and grain quality of spring wheat depending on sowing time, seed placement depth and nutritional background in the northern part of Volga region]. Agrobiotekhnologii i tsifrovoe zemledelie. 2022; 2(2). 28-32 p. doi:https://doi.org/10.12737/2782-490X-2022-22-26.
11. Shakirov RS, Tagirov MSh. [Resource-saving technologies for cultivating major grain crops]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2009; 11. 8-10 p.
12. Skorokhodov VYu, Zorov AA, Maksyutov NA. [Cultivation of spring durum wheat under conditions of unstable moisture in Orenburg Urals region]. Zemledelie. 2022; 1. 19-22 p. doi:https://doi.org/10.24412/00443913-2022-1-19-22.
13. Lekomtsev PV, Rutkovskaya TS, Pasynkov AV, Khomyakov YuV. [Efficiency of nitrogen fertilizers in the cultivation of spring wheat on sandy loam soils]. Plodorodie. 2022; 1(124). 9-13 p. doi:https://doi.org/10.25680/S19948603.2022.124.03.
14. Shaykhutdinov FSh, Amirov MF, Serzhanov IM. [Productivity of various types of spring wheat depending on the nutritional background at different seeding rates in the conditions of Kama zone of the Republic of Tatarstan]. Agrobiotekhnologii i tsifrovoe zemledelie. 2023; 1(5). 46-51 p. doi:https://doi.org/10.12737/2782-490X-2023-46-51.
15. Krasnoshchekov NV. [Innovative development of agricultural production in Russia]. Nauchnoe izdanie; Ministerstvo selskogo khozyaystva Rossiyskoy Federatsii, Federalnoe gosudarstvennoe nauchnoe uchrezhdenie “Rossiyskiy nauchno-issledovatelskiy institut informatsii i tekhniko-ekonomicheskikh issledovaniy po inzhenerno-tekhnicheskomu obespecheniyu agropromyshlennogo kompleksa” (FGNU “Rosinformagrotekh”). Moscow: Rossiyskiy nauchno-issledovatelskiy institut informatsii i tekhniko-ekonomicheskikh issledovaniy po inzhenerno-tekhnicheskomu obespecheniyu agropromyshlennogo kompleksa. 2009; 386 p.
16. Serazhetdinov IV, Terekhov MB, Gorbunov AV. [Influence of the Level of Mineral Nutrition on the Yield of Winter Triticale Varieties Vliyanie urovnya mineral'nogo pitaniya na urozhainost' sortov ozimoi tritikale // Zemledelie. 2012. № 2. S. 46-48.
17. Morozov AI, Terekhov MB, Mukhamedzhanov RM. [Economic and agroenergetic assessment of spring wheat cultivation using the nano-Gro preparation in dark gray forest soils of Nizhniy Novgorod region]. Vestnik Nizhegorodskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii. 2012; Vol.2. 12-17 p.
18. Ibyatov RI, Shaykhutdinov FSh, Valiev AA. [Analysis of spring wheat yield by the principal component method]. Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2017; 2(50). 17-22 p.
