Efficiency of early spring feeding of winter wheat complex fertilizers on light podzolic soil in Poland

Full Text

Введение

Возделывание современных, высокопродуктивных сортов озимых культур требует новых подходов к минеральному питанию растений, учитывающих ряд факторов. «При выращивании зерновых озимых культур схема минерального питания растений должна включать несколько приемов внесения удобрений, а именно: основное и припосевное с использованием комплексных марок удобрений и подкормки азотными удобрениями с учетом планируемой урожайности и почвенно-климатических условий в зоне возделывания. Такой подход обеспечивает получение как высокой урожайности, так и высокого качества зерна без рисков полегания культуры», считают В.А. Бурлуцкий [1], А.Ф. Пэлий [2].

По мнению ряда авторов А.Я. Айдиева [3], Н.И. Цимбалист [4], В.Д. Соловиченко [5] и R. Shi, Y. Zhang [6] «урожайность возделываемых культур формируется за счет эффективного плодородия почвы, которое характеризуется наличием в почве усвояемых растениями форм питательных веществ и влаги» ^[1]^{, 2, 3, 4}. Озимая пшеница — к ультура, предъявляющая повышенные требования к почвенному плодородию и обладающая большой отзывчивостью на внесение удобрений, считают П.Ф. Политыко [7], В.И. Лазарев [8], А.А. Ореховская [9].

По мнению ряда авторов А.Г. Ступакова [10], Н.В. Долгополова [11] и В.Д. Соловиченко [12] «из агротехнических приемов, определяющих урожайность и качество продукции, оптимизация минерального питания с учетом предшественников, гранулометрического состава почвы, является важнейшим фактором при возделывании сельскохозяйственных культур».

Посевы озимой пшеницы занимают самую большую площадь среди других культур во всем мире, это одна из ведущих продовольственных культур [13—15]. На легких почвах риск вымывания элементов питания возрастает, поэтому целесообразным приемом применения удобрений для получения стабильно-высоких урожаев является дробное их внесение.

Цель исследования — и зучить эффективность ранневесенней подкормки озимой пшеницы комплексными удобрениями на легкой подзолистой почве в Польше.

Материалы и методы исследования

Почва опытных участков, расположенных на Опытной станции Польского научно-исследовательского сортоиспытательного центра (Лодзинское воеводство, коммуна Велюнь, волость Масловице), — с упесчаная подзолистая легкого гранулометрического состава. Почва характеризовалась нейтральной реакцией почвенной среды, очень высокой обеспеченностью подвижным фосфором, средней обеспеченностью подвижным калием в 2017 и 2019 гг. и высокой обеспеченностью подвижным калием в 2018 г. (табл. 1). Исходная обеспеченность почвы нитратным азотом (слой 0—60 см) была средней в 2017 г. и высокой —  в 2018 и 2019 гг. Предшественники в 1, 2 и 3-й сезоны различались: озимый рапс, горох и соя соответственно.

Таблица 1. Предшественники, сорта озимой пшеницы, сроки посева и исходная агрохимическая характеристика супесчаной подзолистой почвы (0—20 см)

Год проведения опыта	Предшественник	Сорт озимой пшеницы	pHKCl	N-NO3*	Подвижные формы**
					P2О5	K2О
				мг/кг почвы
2017/2018	Озимый рапс	Аркадия	6,4	12	188	178
2018/2019	Горох	Артист	6,2	65	231	202
2019/2020	Соя	Аркадия	6,0	73	320	169

* В слое 0—60 см.
**По методу Эгнера —  Рима (ДЛ-метод) в вытяжке 0,02 M лактата Са и 0,02 M HCl.

 

Table 1. Forecrops, varieties of winter wheat, sowing dates and initial agrochemical characteristics of sandy loamy podzolic soil (0—20 cm)

Research year	Forecrop	Winter wheat variety	pHKCl	N-NO3*	Mobile forms **
					P2О5	K2О
				mg/kg soil
2017/2018	Winter rapeseed	Arkadiya	6.4	12	188	178
2018/2019	Pea	Artist	6.2	65	231	202
2019/2020	Soybean	Arkadiya	6.0	73	320	169

* In the layer 0—60 cm.
**According to the Egner-Riem method (DL-method) in the extract of 0.02 M Ca lactate and 0.02 M HCl.

 

Сезон 2017—2018 гг. в центральной части Польши характеризовался более высоким температурным режимом и обильными атмосферными осадками в осенне-весенний период, однако летом осадков было меньше относительно среднемноголетних показателей (рис. 1, 2). Метеонаблюдения в регионе проводятся с 1951 г.

В целом вегетационный период в 2018—2019 гг. характеризовался засушливыми условиями — к оличество выпавших атмосферных осадков было ниже климатической нормы, а среднемесячная температура воздуха превышала норму. Так, в июне 2019 г. выпало в 1,5 раза меньше осадков, а среднемесячная температура воздуха была на 4,5 °C выше по сравнению со среднемноголетними значениями. Ранний посев озимой пшеницы (20.09.2018) уберег растения от осенней засухи в фазу прорастания семян.

Сезон 2019—2020 гг. характеризовался недостаточным атмосферным увлажнением. Количество атмосферных осадков было существенно ниже среднемноголетних значений. Озимая пшеница была посеяна в ранние сроки, что позволило минимизировать негативное влияние засухи в начальный период роста и развития растений. Зима была засушливее и теплее, а весна — з асушливее и холоднее по сравнению с климатической нормой. Это было серьезным лимитирующим фактором в формировании урожая озимой пшеницы.

Рис. 1. Ежемесячная сумма осадков за 2017—2020 гг.

Fig. 1. Monthly precipitation for 2017—2020

Рис. 2. Среднемесячная температура, °C, воздуха за 2017—2020 гг.

Fig. 2. Average monthly air temperature, °C, for 2017—2020

 

В целом вегетационный период в 2018—2019 гг. характеризовался засушливыми условиями — к оличество выпавших атмосферных осадков было ниже климатической нормы, а среднемесячная температура воздуха превышала норму. Так, в июне 2019 г. выпало в 1,5 раза меньше осадков, а среднемесячная температура воздуха была на 4,5 °C выше по сравнению со среднемноголетними значениями. Ранний посев озимой пшеницы (20.09.2018) уберег растения от осенней засухи в фазу прорастания семян.

Сезон 2019—2020 гг. характеризовался недостаточным атмосферным увлажнением. Количество атмосферных осадков было существенно ниже среднемноголетних значений. Озимая пшеница была посеяна в ранние сроки, что позволило минимизировать негативное влияние засухи в начальный период роста и развития растений. Зима была засушливее и теплее, а весна — з асушливее и холоднее по сравнению с климатической нормой. Это было серьезным лимитирующим фактором в формировании урожая озимой пшеницы.

Во всех вариантах опыта раздельно перед посевом вносили двойной суперфосфат (40 % Р₂О₅) и калий хлористый (табл. 2). Вариант 1, где было только допосевное внесение фосфорно-калийных удобрений, служил контролем. В варианте 2 были добавлены две подкормки аммиачной селитрой — в  середине февраля и примерно в середине марта.

Таблица 2. Схема внесения удобрений в полевом опыте на озимой пшенице

№	Вариант опыта	Удобрение	Физ. вес, кг/га	Способ и срок внесения
1	P40K100 (контроль)	Двойной суперфосфат	100	Вразброс до посева
		Калий хлористый	170
2	N150P40K100	Двойной суперфосфат	100	Вразброс до посева
		Калий хлористый	170
		Аммиачная селитра	220	Ранневесенняя подкормка
			220	2-я подкормка
3	N150P85K145S30	Двойной суперфосфат	100	Вразброс до посева
		Калий хлористый	170
		NPK(S) 15:15:15(10)	300	Ранневесенняя подкормка
		Аммиачная селитра	100
			210	2-я подкормка
4	N150P40K100S39	Двойной суперфосфат	100	Вразброс до посева
		Калий хлористый	170
		Сульфонитрат аммония	300	Ранневесенняя подкормка
		Аммиачная селитра	100
			110	2-я подкормка
5	N150P88K148	Двойной суперфосфат	100	Вразброс до посева
		Калий хлористый	170
		NPK 16:16:16	300	Ранневесенняя подкормка
		Аммиачная селитра	100
			210	2-я подкормка

Table 2. Fertilizer application in winter wheat field experiment

№	Variant	Fertilizer	Weight, kg/ha	Application method and time
1	P40K100 (control)	Double superphosphate	100	Scattered before sowing
		Potassium chloride	170
2	N150P40K100	Double superphosphate	100	Scattered before sowing
		Potassium chloride	170
		Ammonium nitrate	220	Early spring top dressing
			220	2nd dressing
3	N150P85K145S30	Double superphosphate	100	Scattered before sowing
		Potassium chloride	170
		NPK(S) 15:15:15(10)	300	Early spring top dressing
		Ammonium nitrate	100
			210	2nd dressing
4	N150P40K100S39	Double superphosphate	100	Scattered before sowing
		Potassium chloride	170
		Ammonium sulphonitrate	300	Early spring top dressing
		Ammonium nitrate	100
			110	2nd dressing
5	N150P88K148	Double superphosphate	100	Scattered before sowing
		Potassium chloride	170
		NPK 16:16:16	300	Early spring top dressing
		Ammonium nitrate	100
			210	2nd dressing

 

В вариантах 3—5 дополнительно к двум подкормкам аммиачной селитрой проводили подкормку комплексными удобрениями. В варианте 3 растения подкармливали комплексным серосодержащим удобрением Apaviva NPK(S) 15:15:15(10), которое выпускает Группа «ФосАгро», в варианте 4 —  сульфонитратом аммония (26 % N и 13 % S) от другого производителя, а в варианте 5 —  маркой NPK 16:16:16, не содержащей серу, также от другого производителя. Подкормку комплексными удобрениями выполняли в середине февраля раздельно с аммиачной селитрой. В вариантах 2—5 были выравнены дозы азота (150 кг/га).

Опыт проведен в трехкратной повторности, расположение вариантов —  рандомизированное. Общая площадь делянки —  21 м². Осуществляли поделяночный комбайновый учет урожайности зерна озимой пшеницы.

Результаты исследования и обсуждение

Перед уборкой измерили высоту растений, а также определили массу 1000 зерен (табл. 3). Максимальные значения массы 1000 зерен у сорта Аркадия получены в варианте 3, где проводили ранневесеннюю подкормку комплексным удобрением Apaviva NPK(S) 15:15:15(10). У сорта Артист (2019 г.) наблюдали статистически достоверное повышение массы 1000 зерен при проведении подкормок азотом и серой в варианте 4 в сравнении с подкормками одной аммиачной селитрой в варианте 2.

Таблица 3. Высота растений и масса 1000 зерен озимой пшеницы в 2018—2020 гг.

№	Вариант опыта	2018 (сорт Аркадия)		2019 (сорт Артист)		2020 (сорт Аркадия)
		Высота растений, см	Масса 1000 зерен, г	Высота растений, см	Масса 1000 зерен, г	Высота растений, см	Масса 1000 зерен, г
1	P40K100 (контроль)	96	39,6	84,0	37,2	79	57,4
2	N150P40K100	97	38,4	86,0	38,5	84	56,0
3	N150P85K145S30	94	42,8	87,0	41,2	86	57,8
4	N150P40K100S39	94	39,6	86,0	42,7	83	54,1
5	N150P88K148	100	38,6	87,0	41,5	83	54,1
НСР05		4,3	3,12	2,2	3,91	4,8	2,6

Table 3. Plant height and 1000 grain weight of winter wheat in 2018—2020

№	Variant	2018 (cv. Arkadiya)		2019 (cv. Artist)		2020 (cv. Arkadiya)
		Plant height, cm	1000 grain weight, g	Plant height, cm	1000 grain weight, g	Plant height, cm	1000 grain weight, g
1	P40K100 (control)	96	39.6	84.0	37.2	79	57.4
2	N150P40K100	97	38.4	86.0	38.5	84	56.0
3	N150P85K145S30	94	42.8	87.0	41.2	86	57.8
4	N150P40K100S39	94	39.6	86.0	42.7	83	54.1
5	N150P88K148	100	38.6	87.0	41.5	83	54.1
LSD 05		4.3	3.12	2.2	3.91	4.8	2.6

При сравнении урожайности, полученной в вариантах 1 и 2, статистически достоверных различий не обнаружено (рис. 3). Следовательно, в засушливых условиях, которые складывались за 3 сезона в 2017—2020 гг., подкормки одной аммиачной селитрой не оказывали влияния на продуктивность культуры. Сказалась, безусловно, высокая обеспеченность почвы нитратным азотом, в т. ч. после бобовых предшественников —  гороха в 2019 г. и сои в 2020 г.

Рис. 3. Урожайность зерна озимой пшеницы (стандартная влажность — 12 %)

Fig. 3. Grain yield of winter wheat (standard moisture — 12 %)

 

В 2018 г. достоверный прирост урожайности относительно фосфорно-калийного контроля (двойной суперфосфат и калий хлористый с осени) наблюдался только в варианте 3, где в дополнение к подкормкам аммиачной селитрой проводили подкормку комплексным серосодержащим удобрением Apaviva NPK(S) 15:15:15(10).

В 2019 г. в вариантах 3—5 с дополнительными подкормками комплексными удобрениями наблюдалось достоверное увеличение урожайности зерна относительно как контрольного варианта 1 с допосевным внесением в почву только фосфора и калия, так и варианта 2, где допосевное внесение фосфора и калия сочеталось с двумя азотными подкормками. Прибавка урожайности зерна, полученная за счет проведения подкормок комплексными удобрениями — N PK(S) 15:15:15(10), сульфонитратом аммония и NPK 16:16:16, составила 10…23 %. Системы минерального питания, использованные в вариантах 3—5, были при этом одинаково эффективны в повышении урожайности зерна. Максимальная урожайность зерна (6,93 т/ га) была получена в варианте 3 с внесением в кг д. в./га N ₁₅₀P₈₅K₁₄₅S ₃₀. В данном варианте опыта применение двойного суперфосфата и калия хлористого до посева комбинировалось с двумя подкормками аммиачной селитрой и одной подкормкой комплексным серосодержащим удобрением NPK(S) 15:15:15(10).

В 2020 г. только схема подкормки в варианте 3 с включением 4 элементов питания — а зота, фосфора, калия и серы — о беспечила достоверный прирост урожайности относительно варианта 1, где подкормки не проводили.

Таким образом, ранневесенняя подкормка комплексным удобрением Apaviva NPK(S) 15:15:15(10) в дополнение к азотным подкормкам на фоне применения фосфорно-калийных удобрений с осени — л учшее решение при выращивании озимой пшеницы в почвенно-климатических условиях Центральной Польши.

Что касается содержания белка в зерне, то не было выявлено четких закономерностей при сопоставлении изученных систем питания. Так, в 2018 г. достоверное повышение содержания белка в зерне относительно фосфорного-калийного контроля получено в вариантах 2, 3 и 5 (рис. 4). Максимальное накопление белка в зерне (13,95 %) наблюдалось в варианте 2, где на фоне внесения фосфора и калия с осени были проведены две азотные подкормки весной.

Рис. 4. Содержание белка в зерне озимой пшеницы

Fig. 4. Protein content in winter wheat grain

 

В 2019 и 2020 гг. содержание белка в зерне достоверно повысилось в вариантах 2, 4 и 5 относительно варианта 1, где использовали только фосфорно-калийные удобрения. Максимальное накопление белка в зерне в 2019 г. (13,95 %) наблюдалось в варианте 3, а в 2020 г. (15,06 %) —  в варианте 5.

Стоимость весенних подкормок минеральными удобрениями, проведенных в вариантах 2—5, составила 422…791 польских злотых/га (97…174 евро/га), включая затраты на разбрасывание удобрений (табл. 4). В 2018 и 2020 гг., согласно проведенным экономическим расчетам, максимальный дополнительный доход относительно фосфорно-калийного фона с осени давала система подкормок, которую применяли в варианте 3, — 1338 и 538 польских злотых/га соответственно (308 и 118 евро/га). Затраты на уборку и доработку прибавки урожая при этом не учитывали.

Таблица 4. Экономическая эффективность использования разных систем применения удобрений под озимую пшеницу в 2018—2020 гг.

№	Затраты на приобретение удобрений весной и внесение, польских злотых/га			Урожайность зерна (стандартная влажность), т/га			Стоимость зерна*, польских злотых/га	Стоимость урожая, польских злотых/га			Экономический  относительно контроля, польских злотых/га
	2018	2019	2020	2018	2019	2020	2018—2020	2018	2019	2020	2018	2019	2020
1	—	—	—	5,32	5,17	4,30	750	3990	3878	3225	—	—	—
2	422	422	484	5,64	5,65	4,46	800	4512	4520	3568	522	221	–141
3	642	642	701	6,66	6,93	5,58	800	5328	5544	4464	1338	1025	538
4	478	478	531	6,18	6,84	4,79	800	4944	5472	3832	954	1117	76
5	732	732	791	5,87	6,19	4,62	800	4696	4952	3696	706	343	–320

Примечания: * стоимость зерна пшеницы (стандартная влажность): 750 польских злотых/т при содержании белка в зерне менее 13 %; 800 польских злотых/т —  более 13 %; 2018 г.: 1,0 польский злотый = 0,23 евро; 2019—2020 гг.: 1,0 польский злотый = 0,22 евро.

Table 4. Economic efficiency of using different fertilizer application systems  for winter wheat in 2018—2020

№	Spring fertilizer purchase and application costs, PLN/ha			Grain yield (standard moisture content), t/ha			Grain cost*, PLN/ha	Crop value, PLN/ha			Economic result relative to control, PLN/ha
	2018	2019	2020	2018	2019	2020	2018—2020	2018	2019	2020	2018	2019	2020
1	—	—	—	5.32	5.17	4.30	750	3990	3878	3225	—	—	—
2	422	422	484	5.64	5.65	4.46	800	4512	4520	3568	522	221	–141
3	642	642	701	6.66	6.93	5.58	800	5328	5544	4464	1338	1025	538
4	478	478	531	6.18	6.84	4.79	800	4944	5472	3832	954	1117	76
5	732	732	791	5.87	6.19	4.62	800	4696	4952	3696	706	343	–320

Notes: * 1) cost of wheat grain (standard moisture content): PLN 750/t —  for the grain with a protein content < 13 %; PLN 800/t —  more than 13 %; 2) 2018: PLN 1.0 = EUR 0.23; 2019—2020: PLN 1.0 = EUR 0.22.

В 2019 г. экономически выигрышной была система подкормок, которую применяли в варианте 4 (1117 польских злотых/га, или 246 евро/га). В то же время в варианте 3 дополнительный доход был немногим ниже (1025 польских злотых/ га, или 226 евро/га).

Таким образом, вариант 3 с комбинированием в подкормках четырех элементов питания: азота, фосфора, калия и серы —  обеспечивал стабильное получение дополнительного дохода во все годы исследований.

Выводы

В полевых опытах, проведенных в центральной части Польши в период 2018—2020 гг., стабильный достоверный прирост урожайности зерна озимой пшеницы относительно варианта с осенним внесением фосфорно-калийных удобрений (P₄₀K₁₀₀), наблюдался только при сочетании подкормок аммиачной селитрой (N ₃₄ + N ₇₀) с ранневесенней подкормкой комплексным удобрением Apaviva NPK(S) 15:15:15(10), которое содержит четыре элемента питания (N ₄₅P₄₅K₄₅S ₃₀).

Вышеуказанная технология подкормок озимой пшеницы обеспечивала стабильное получение хорошего дополнительного дохода во все годы исследований (от 118 до 308 евро/га).

 

^{1 Мельникова О.В. Агроэкологическое обоснование биологизации растениеводства на юго-западе Центрального региона России: автореф. дис. … д-ра с. —  х. наук. Брянкс: Брянская ГСХА, 2009. 46 с.}

^{2 Минеев В.Г. Агрохимия. М.: Изд-во МГУ, 2004. 753 с.}

^{3 Растениеводство: учебник / Г.С. Посыпанов, В.Е. Долгодворов, Б.Х. Жеруков и др.; под ред. Г.С. Посыпанова. М.: ИНФРА-М, 2018. 612 с.}

^{4 Ступаков А.Г. Агрохимическое обоснование системы удобре-ния зерно-свекловичного севооборота на черноземе выщелоченном (в условиях западной части ЦЧЗ): автореф. дисс. … д-ра с. —  х. наук. М.: Агроэкоинформ, 1998. 36 с.}

About the authors

Roman M. Blashik

PhosAgro Polska Sp. z o.o

Email: rblaszyk@phosagro.com
manager of the department of crop cultivation technologies 1 Rondo ONZ, 00-124, Warsaw, Poland

Vladimir V. Nosov

Apatit company

Email: VVNosov@phosagro.ru
SPIN-code: 4225-9307
Candidate of Biological Sciences, Head of the Competence center 55/1, Leninsky ave., Moscow, 119333, Russian Federation

Alexandr F. Peliy

Apatit company

Author for correspondence.
Email: APeliy@phosagro.ru
ORCID iD: 0000-0002-0717-7533

Leading Specialist, Сompetence center

55/1, Leninsky ave., Moscow, 119333, Russian Federation

References

Supplementary files