Реакція пшениці озимої на азотні підживлення

1073
Реакція пшениці озимої на азотні підживлення

Оптимальне удобрення сучасних сортів пшениці озимої забезпечує найповнішу реалізацію їхнього генетичного потенціалу врожайності та поліпшення якості зерна. Численні дослідження свідчать про високу ефективність азотного підживлення, яке має бути помірним з осені та достатнім у період весняного кущіння й формування елементів продуктивності.

З літературних джерел відомо, що недостатній рівень азотного живлення призводить не тільки до низького рівня врожайності, а й до малого вмісту білка в зерні. Нестача азоту в поживному режимі пшениці під час формування зерна зменшує його білковість навіть за нормального живлення рослин до фази колосіння, і лише збільшення норми азотних добрив від N40 і вище сприяє вирощуванню зерна більш високої якості. Щоб отримати високоякісне зерно при досить високому рівні врожайності пшениці озимої, рекомендується збільшувати внесення азотних добрив від 120 до 180–220 кг д.р./га.

Тому проблема раціонального застосування мінеральних добрив та поліпшення якості й хлібопекарських показників зерна водночас із нарощуванням зерновиробництва залишається важливою, особливо в умовах зменшення обсягів внесення добрив та потепління клімату в останні роки.

Азотне живлення має бути ув’язане з етапами органогенезу та фено­логічними фазами росту рослин. Найбільша потреба в азоті у пшениці озимої спостерігається в фазах кущіння, виходу в трубку. У системі живлення пшениці озимої найбільше значення належить мінеральному азоту, особливо в період кущіння – трубкування рослин та у фазі колосіння. При цьому важливе значення мають форми внесення азотних добрив, адже мінеральний азот коренева система засвоює в нітратній (NО3) та аміачній (NН4+) формах. Для прикореневого підживлення посівів частіше застосовують аміачну селітру (NН43), а карбамід СО(NН2)2 – для позакореневого підживлення, амідна форма якого швидко засвоюється через листкову поверхню без попереднього перетворення азотних речовин. Однак наявність у карбаміді біурету потребує більш виваженого підходу в дозах його внесення прикореневим способом, адже він є органічним, безнітратним, біологічно кислим добривом та після засвоєння не залишає в грунті ні лужних, ні кислих залишків і за ефективністю може не поступатися аміачній селітрі. Швидкість дії карбаміду значною мірою визначається підвищенням температурного режиму для його перетворення в амоній. Тому в умовах зміни клімату питання оптимізації азотного живлення та управління агрофітоценозом сучасних сортів пшениці озимої за рахунок регульованих факторів залишаються актуальними.

Метою роботи було дослідження впливу різних доз аміачної селітри і карбаміду на ріст, розвиток, формування продуктивності та якості зерна пшениці м’якої озимої після попередників чорний пар і горох на зерно. В дослідженнях вивчали високоінтенсивний короткостебловий сорт Смуглянка селекції Інституту фізіології рослин і генетики НАН України. Важливо було встановити оптимальні дози азотного підживлення на фоні основного удобрення, що значною мірою визначає розвиток рослин восени, успішну перезимівлю та формування елементів продуктивності.

Дослідження проводили впродовж 2015–2017 рр. у стаціонарній 9-пільній сівозміні відділу рослинництва та сортовивчення Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН. Ґрунт – чорнозем типовий середньогумусний слабовилужений. Прикореневе підживлення рослин у фазу весняного кущіння проводили аміачною селітрою та карбамідом у дозах N20, N40, N60, на сівозмінному (без добрив) та органо-мінеральному (6,6 т гною на 1 га сівозмінної площі + N30P30K30) фонах живлення. При цьому на сівозмінному фоні вміст в орному шарі на 100 г ґрунту легкогідролізуємого азоту був низьким або середнім (13,2–17,8 мг), а рухомих форм фосфору (12,9–10,3 мг) та калію (10,6–11,2 мг) – підвищеним. На органо-мінеральному фоні з внесенням (NPK)30 вміст фосфору (16–16,5 мг) та калію (13,0–13,3 мг) був високим, а азоту – низьким або середнім.

Погодні умови в роки досліджень були контрастними за гідротермічним режимом, з нерівномірним розподілом опадів за місяцями. Так, осінній період 2014 р. характеризувався в цілому як прохолодний та посушливий, відтак сходи пшениці озимої з’являлися із запізненням та були нерівномірними за розвитком на час припинення осінньої вегетації. Рослини після чорного пару ввійшли в зиму перевважно слаборозкущеними, а після гороху – нерозкущеними у фазі 1–3 листки. Однак через сприятливі умови перезимівлі та достатнє зволоження грунту (опадів випало майже удвічі більше від норми) випадіння рослин на час відновлення весняної вегетації було незначним (в межах 2,0%). Аномально теплим у 2015 р. виявився березень – середньодобова температура повітря на 3,5°С перевищувала норму. Квітень та травень були прохолодними, а літні місяці – посушливими, перевищуючи температурну норму в червні на 0,8°С, а у липні – на 1,8°С. Кількість опадів у березні та квітні перевищувала норму. У травні опадів випало менше від норми, проте завдяки накопиченій ґрунтовій волозі у попередні два місяці її дефіциту для рослини не спостерігалося.

Дуже посушливим для пшениці озимої був осінній період 2015 р. Погодні умови другої половини літа та початку осені характеризувались підвищеною сумою ефективних температур і відсутністю продуктивних опадів, що призвело до дефіциту вологи в посівному та орному шарах ґрунту в період сівби. Так, у серпні максимальна температура повітря підвищувалась до 32–37°С, а середня становила 21,7°С. Надалі максимальна температура повітря була на рівні 28–30°С, а на поверхні ґрунту – від 41 до 49°С. Середньодобова температура повітря у вересні, жовтні та листопаді становила відповідно 19,7; 7,2 та 4,1°С за норми 14,5; 7,5 та 0,6°С. Сума активних температур у вересні також була більшою від середньобагаторічних і становила 289,8оС за норми 117,2оС. Зазначені погодні умови обумовили на посівах ґрунтову посуху. На 20 вересня ефективних температур понад +10°С накопичилося на 190–255°С більше від норми. При цьому запаси продуктивної вологи були мізерними після обох попередників і становили в шарах ґрунту 0–10 см та 0–20 см відповідно 3–4 мм (норма 10–15 мм) та 6–12 мм (норма 20–30 мм). Навіть чорний пар за належних умов його утримання не забезпечив достатніх запасів вологи у грунті. Так, станом на І декаду жовтня в шарах ґрунту 0–20 см, 0–60 см та 0–100 см вони становили відповідно 18 мм, 58 мм та 104 мм, або 47; 57 та 72% до норми. За таких умов станом на 10 жовтня 30–40% сходів перебували у фазі шилець, ще 40–50% насіння проросло, утворивши зародкові корінці, а решта насіння не проросло. При цьому запаси продуктивної вологи на посівах становили в посівному шарі ґрунту від 0 до 3 мм, в орному – 0–7 мм, а на 20 жовтня вони катастрофічно зменшилися до нуля. Достатня кількість опадів випала лише в другій та третій декадах листопада – відповідно 38,2 та 30,1 мм.

Таким чином, в умовах осені 2015 р. обидва попередники не забезпечили отримання своєчасних і повноцінних сходів через грунтову посуху. У грудні опадів випало на 17,7 мм більше за норму, а у січні 2016 р. їх кількість на 49,8 мм, або на 130% перевищила норму. Середньодобова температура повітря у лютому становила 0,6°С, що на 6,4°С перевищує норму.

Отже, аномально тепла та волога зима сприяла збереженню посівів і отриманню повноцінних сходів у лютому за середньої температури повітря у другій–третій декадах вище 5,6°С. Весна була ранньою, вологою та теплою. Кількість опадів у березні, квітні та травні перевищувала норму відповідно на 28,4; 29,2 та 48,0 мм, а середньодобова температура була на 4,1; 3,3 та 0,9°С більшою від оптимального рівня. У червні середньодобова температура була вищою за норму на 1,1°С, а кількість опадів – меншою на 20,0 мм або на 32%. У липні середньодобова температура перевищувала норму на 1,9°С, а кількість опадів – на 34,7 мм. У цілому весняно-літній період 2016 р. можна охарактеризувати як теплий та досить зволожений, кількість опадів перевищувала норму на 120,3 мм, а сума ефективних температур – на 254,9°С.

Температурний режим осіннього періоду 2016 р. перевищував середні багаторічні показники лише у серпні та першій декаді жовтня. У вересні та ІІ декаді жовтня середньодобова температура повітря була на 2–4°С нижчою за кліматичну норму. Кількість опадів перевищувала місячну норму. За таких умов станом на 1 вересня в полі чорного паару вологозабезпеченість посівного шару ґрунту становила 11 мм, орного – 32 мм. Після попередника горох на зерно відмічалася грунтова посуха, через що сходи були нерівномірними та увійшли в зиму у фазі шилець та 1–2 листків. Однак рання та тривала весна 2017 р. сприяла утворенню рослинами додаткових пагонів кущіння, що надалі забезпечило формування достатнього продуктивного стеблостою. Так, у березні утримувалася аномально тепла погода. Середньомісячна температура повітря перевищувала норму на 5,2°С, а сума опадів становила 24,0 мм. У квітні температура повітря (8,9°С) та сума опадів (38,0 мм) були в межах норми. Травень виявився холоднішим від звичайного. Протягом місяця переважала нестійка з коливанням нічних та денних температур погода з дефіцитом опадів. Середня температура повітря становила 14,5°С, що на 1,6°С нижче за норму. Кількість опадів становила 37,0 мм, або 85,0% місячної норми. Червень був посушливим, сума опадів становила 19,0 мм, або 30,0% місячної норми. Отже, протягом квітня-червня загальна кількість опадів була на рівні 94,0 мм, що на 48,5 мм менше від середньобагаторічного показника. Перша та друга декади липня характеризувалися підвищеним температурним режимом з дефіцитом вологи. Кількість опадів за місяць становила 38,0 мм, або 53,0% місячної норми.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Результатами досліджень на двох фонах живлення виявлено особливості формування врожайності та якості зерна пшениці озимої сорту Смуглянка залежно від прикореневого підживлення рослин у фазі весняного кущіння азотними добривами посівів після попередників чорний пар та горох на зерно.

Встановлено, що ефективність азотних підживлень залежала від погодних умов вегетаційного періоду кожного окремо взятого року. Особливо визначальним для рослин був період від виходу в трубку до фази колосіння. Несприятливі умови в цей період знижували ефективність застосування добрив.

У середньому за 2015–2017 рр. після чорного пару прикореневе азотне підживлення пшениці озимої у фазі кущіння сприяло істотному підвищенню врожайності на обох фонах живлення незалежно від дози внесення аміачної селітри та карбаміду. Так, на фоні без основного удобрення підживлення аміачною селітрою в дозах N20, N40 та N60 забезпечило приріст зерна 0,60; 0,77 та 0,93 т/га, а у варіантах з карбамідом – відповідно 0,40; 0,66 та 0,77 т/га за врожайності на конт­ролі (без добрив) 5,69 т/га (табл. 1).

Таблиця 1. Урожайність пшениці озимої залежно від фону удобрення та дози азотного підживлення після попередника чорний пар, т/га, 2015–2017 рр.Отже, порівняно з варіантом N40 внесення як аміачної селітри, так і карбаміду у дозі N60 забезпечило підвищення врожайності на рівні 0,11–0,16 т/га, але воно було недостовірним.Також встановлено, що за однакових доз удобрення різниця в урожайності між досліджуваними формами азотних добрив була не істотною (НІР05 = 0,19 т/га). Лише у 2017 році, в якому посіви з весни мали зріджений продуктивний стеблостій через посушливі умови осені 2016 р. та входження рослин у зиму в фазі 2–3 листків, незалежно від дози підживлення більш ефективною була аміачна селітра.

Нестача азоту в поживному режимі пшениці під час формування зерна зменшує його білковість навіть за нормального живлення рослин до фази колосіння
Нестача азоту в поживному режимі пшениці під час формування зерна зменшує його білковість навіть за нормального живлення рослин до фази колосіння

Так, у варіантах із внесенням N20, N40 та N60 істотний приріст зерна порівняно з контролем становив 0,89; 1,27 та 1,60 т/га, що відповідно на 0,25; 0,40 та 0,53 т/га вище, порівняно з внесенням карбаміду (НІР05 = 0,14 т/га). Слід зазначити, що після чорного пару на органо-мінеральному фоні (післядія гною + N30P30K30) в середньому за три роки рівень урожайності становив 6,90 т/га, що на 1,21 т/га вище конт­ролю (без добрив). Порівняно з неудобреним фоном у варіантах азотного підживлення аміачною селітрою та карбамідом отримано більш високі та достовірні прирости врожаю зерна. Так, у середньому за 2015–2017 рр. найвищі надбавки зерна забезпечили дози N40 та N60 – відповідно 0,84 та 1,05 т/га у варіантах внесення аміачної селітри та 0,85 та 0,98 т/га – карбаміду. Найвищими ж вони були в 2017 р. і становили у зазначених варіантах з аміачною селітрою відповідно 1,16 та 1,52 т/га, а з карбамідом – 1,05 та 1,24 т/га.

Отже, після чорного пару найбільш ефективним було внесення дози N40, яка забезпечила підвищення врожайності на неудобреному фоні живлення 0,77 т/га у варіантах з аміачною селітрою та 0,66 т/га – з карбамідом, а на удобреному фоні – відповідно до варіантів 0,84 та 0,85 т/га.

У середньому за 2015–2017 рр. після попередника горох на зерно азотне підживлення на фоні без основного удобрення сприяло істотному підвищенню продуктивності посівів (табл. 2).

Таблиця 2. Урожайність пшениці озимої залежно від фону удобрення та дози азотного підживлення після гороху на зерно, т/га, 2015–2017 рр.Встановлено, що збільшення доз внесення азотних добрив з N20 до N40 забезпечило підвищення врожайності у варіантах з аміачною селітрою від 0,31 до 0,48 т/га, а з карбамідом – від 0,28 до 0,60 т/га за рівня врожаю на контролі 4,92 т/га. Найвищий приріст зерна отримано у варіантах внесення аміачної селітри та карбаміду в дозах N60 – відповідно 0,53 та 0,68 т/га, або 10,8 та 13,9%.

У середньому за 2015–2017 рр. після гороху на зерно органо-мінеральна система удобрення (післядія гною + N30P30K30) забезпечила врожайність на рівні 6,00 т/га, що на 1,08 т/га вище порівняно з сівозмінним фоном (без добрив). Слід зазначити, що прикореневе підживлення обома видами азотних добрив у фазі кущіння сприяло одержанню практично аналогічних приростів урожаю зерна, як і на неудобреному фоні.

Також спостерігалась тенденція до більш ефективної дії карбаміду на формування продуктивності посівів. Так, внесення аміачної селітри в дозах N20, N40 та N60 забезпечило надбавку зерна 0,21; 0,47 та 0,57 т/га, а у варіантах з карбамідом – відповідно 0,37; 0,53 та 0,74 т/га (НІР05 = 0,22 т/га). У середньому найвищий приріст зерна забезпечили дози внесення N40 та N60 – відповідно 0,48 та 0,57 т/га у варіантах з аміачною селітрою та 0,53 та 0,74 т/га – з карбамідом.

Таким чином, після обох попередників найбільш доцільним було прикореневе підживлення у фазі кущіння азотними добривами у дозі N40. Після попередника чорний пар залежно від фону живлення підвищення врожайності у варіантах з аміачною селітрою становило 0,77–0,84 т/га, з карбамідом – 0,66–0,85 т/га, а після гороху на зерно – відповідно 0,47–0,48 т/га та 0,53–0,60 т/га. Слід зазначити, що збільшення дози різних форм азотних добрив з N40 до N60 було економічно не ефективним.

Дослідження впливу різних доз азотного прикореневого підживлення аміачною селітрою та карбамідом на показники якості зерна пшениці озимої показало, що вони істотно залежали від попередника та оптимізації чинників азотного живлення. Основними показниками, які обмежували клас зерна, були вміст білка в зерні та вміст і якість клейковини.

Встановлено, що прикореневе підживлення посівів у фазі кущіння азотними добривами сприяло істотному покращенню показників якості зерна (табл. 3, 4).

Так, у 2015 р. після чорного пару за органо-мінеральної системи основного удобрення (післядія гною + N30P30K30) підживлення як аміачною селітрою, так і карбамідом у дозах N20 та N40 забезпечило якість зерна третього класу, а за внесення N60 зерно відповідало вимогам другого класу (табл. 3).

Таблиця 3. Якість зерна пшениці озимої залежно від дози прикореневого азотного підживлення після попередника чорний пар, 2015–2016 рр.Після попередника горох на зерно у варіантах внесення N20 та N40 отримано зерно п’ятого класу, а збільшення дози азоту до N60 сприяло підвищенню якісних показників до рівня третього класу (табл. 4).

Таблиця 4. Якість зерна пшениці озимої залежно від дози прикореневого азотного підживлення після попередника горох на зерно, 2015–2016 рр.При цьому формування білкового комплексу зерна також значною мірою залежало від погодних умов, особливо умов вологозабезпечення та температурного режиму другої половини вегетаційного періоду рослин (колосіння – налив).

Так, в умовах 2016 р. після гороху на зерно пшениця озима забезпечила третій клас якості зерна на контролі та у варіанті N20, а за внесення обох форм азотних добрив у дозах N40 і N60 показники якості зерна підвищилися до другого класу (табл. 4).

Однак у 2016 р. після чорного пару збільшення дози прикореневого підживлення аміачною селітрою та карбамідом у дозах N20, N40 та N60 не сприяло підвищенню якісних показників зерна порівняно з контролем.

ВИСНОВКИ

  1. Весняне прикореневе підживлення пшениці озимої у фазі кущіння аміачною селітрою та карбамідом у дозах N40 та N60 незалежно від попередника та фону основного удобрення забезпечувало суттєве підвищення врожайності та сприяло отриманню більш якісного зерна.
  2. Після обох попередників найбільш економічно доцільним було прикореневе підживлення у фазі кущіння азотними добривами у дозі N40.
  3. Після попередника чорний пар залежно від фону живлення підвищення врожайності у варіантах з аміачною селітрою становило 0,77–0,84 т/га, а з карбамідом – 0,66–0,85 т/га, а після гороху на зерно – відповідно 0,47–0,48 т/га та 0,53–0,60 т/га.
  4. За однакових доз удобрення різниця в урожайності між досліджуваними формами азотних добрив була не істотною. Збільшення дози внесення як аміачної селітри, так і карбаміду з N40 до N60 виявилося економічно не ефективним.

С. І. Попов, Є. С. Бондаренко, О. С. Курилов, Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН України

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2020

Найсвіжіші матеріали читайте в журналі «Агроном». Слідкуйте за головними агрономічними новинами на нашій сторінці у Facebook та каналі в Telegram