Влияние минеральных удобрений на урожай ячменя

1. Введение.

1. Обзор литературы.

2. Факторы, определяющие рост, развитие растений, урожай и его качество

2. Объекты и условия проведения исследований

3. Методика наблюдений и исследований

4. Результаты анализа, выводы и предложения.

На полях нашей страны возделывается около 90 важнейших видов полевых культур, обеспечивающих население необходимыми продуктами питания, кормами для животных и сырьем для промышленности. Они отличаются друг от друга по морфологическому строению, химическому составу, отношению к условиям среды, характеру использования и другим признакам.

В производстве полевые культуры делятся на группы. В основу классификации положен принцип объединения отдельных культурных растений по характеру главного продукта, получаемого при их возделывании. Зерновые злаковые культуры занимают больше половины всех посевов полевых культур в стране. В эту группу входят: пшеница, кукуруза, ячмень, овес, рожь, сорго, просо, рис.

Ячмень – наиболее скороспелая и пластичная культура с большим разнообразием форм. В нашей стране его высевают повсеместно – от Заполярья до южных границ. На Памире скороспелые сорта выращивают на высоте свыше 3000 м. На Крайнем Севере и в высокогорных районах Средней Азии и Кавказа это наиболее надежная культура, успевающая созреть до наступления заморозков. Основные посевы ячменя сосредоточены в Центрально – Черноземной зоне, и на Северном Кавказе, где он занимает около половины всех посевных площадей под этой культурой в нашей стране. Достаточно высок его удельный вес в посевных площадях северных районов Нечерноземной зоны.

В мировом земледелии эта культура занимает около 76 млн. га. Среди яровых хлебов первой группы ячмень имеет наиболее высокие и устойчивые урожаи. Средняя урожайность его по стране составила около 16,1ц/га.

По хозяйствам Брянской области средняя урожайность ячменя за 2009г составила 21ц /га.

Идея исследования этой темы родилась на уроках сельскохозяйственного труда при изучении темы: «Агротехника возделывания зерновых культур».

Так как при выращивании сельскохозяйственной продукции возникают проблемы в получении хороших урожаев, в данной работе мы решили выявить каким образом могут повлиять минеральные удобрения (нитрофоска) на рост или снижение урожайности при определенных погодных условиях и условиях ухода, а также выращивание экологически чистой продукции с наименьшим применением средств химизации.

Актуальность нашей темы заключается в осмыслении теоретических знаний, выяснении их значения для сельскохозяйственной практики как возможности действенной реализации связи обучения с жизнью.

Обзор литературы

В зависимости от цели выращивания качество ячменя в значительной мере можно изменить применением удобрений различного состава и соотношений. Для получения высококачественного зерна пивоваренного ячменя необходимо, чтобы уровень калийного питания преобладал над азотным и фосфорным. При таких условиях формируется зерно ячменя с высоким содержанием крахмала, растворимых сахаров и солерастворимых фракций белка (Панников В. Д. , Минаев В. Г. , 1987г. )

По отзывчивости на удобрения ячмень среди зерновых культур занимает первое место. При применении на гектар севооборотной площади одной дозы (N48 Р55 К52) и эквивалентного количества навозно – минеральных удобрений урожайность ячменя повышалась по сравнению с неудобренным вариантом в 1,5, а при применении двух доз (N96 Р100 К104) – в 1,6 раза. Удобрения снижали качество пивоваренного ячменя (Макаров Р. Ф. , Архипова В. В. , 2000).

Азотные удобрения являются радикальным средством повышения урожайности и качества зерна ячменя почти во всех зонах России. Применение их наиболее желательно при выращивании этой культуры на продовольственные и кормовые цели, так как азотные туки в большинстве случаев повышает белковость зерна (Коданев И. М. , 1976; Мальцев В. Ф. , 1991).

Е. В. Дудинцов, В. Н. Федорищев и другие (2001) отмечают, что оптимальная доза азотных удобрений под ячмень – 30 кг/га. Её повышение до 60 кг/га сопровождается ухудшением качества зерна пивоваренного ячменя из-за увеличения содержания белка и снижения экстрактивности. Действие азотных удобрений лучше проявляется при хорошей обеспеченности почвы фосфором (Петербургский, 1981).

Фосфор не имеет естественных источников пополнения запасов в почве, как, например азот. Потребление его запасов из почвы на создание урожая можно восполнить практически только за счет внесения удобрений. Зная превращение фосфорных удобрений в почве и динамику подвижных форм, можно регулировать фосфорный режим внесением определенных форм этих удобрений (Пономарева, 1973; Носко и другие, 1980).

Ячмень интенсивно потребляет фосфор в первый период развития, поэтому высокоэффективно внесение небольших доз (10-20кг/га д. в. ) суперфосфат в грядки при посеве. Это позволяет получить прибавку зерна от 1,5 до 2,5ц/га (Гулидова,2001).

Внесение фосфорных удобрений из расчета 40 и 60кг/га на фоне N40Р40 повысило урожайность ячменя на серых лесных почвах на 6,1ц/га (Борисоник, 1974).

При изучении динамики потребления калия посевами зерновых культур в течение вегетационного периода очень часто приходится сталкиваться с таким явлением, как потери значительного его количества из надземных органов растений во время формирования, налива и созревания зерна, достигающее 50% от максимального его количества (Никитишен, 1984).

Калий влияет на развитие растений на протяжении всей жизни, способствуя образованию и перемещению в них углеводов. При хорошем питании калием у растений повышаются холодостойкость, засухоустойчивость и устойчивость к заболеваниям. Он улучшает образование и ускоряет созревание семян, способствует лучшему использованию растениями азота, особенно аммиачного, благоприятствует образованию боковых корней (Дорофеев, Саранин, Степанов,1983).

В. Г. Минаев(1973) указывает на то, что действие калийных удобрений несколько совпадает с действием азотных по географическим зонам страны. Калийные удобрения при недостатке влаги ухудшается рост растений и повышают концентрацию солей в почве.

Многими учеными было выявлено, что в Центральном районе России наибольший эффект получается от совместного применения азотных, фосфорных и калийных удобрений (Ладонин,1999; Лебедева,2003).

Факторы, определяющие рост, развитие растений, урожай и его качество

Физико-механические свойства почвы

Ячмень возделывают на различных почвах, однако лучшим для него являются плодородные структурные почвы с нейтральной реакцией ( рн 6,5-7,5). Кислые заболоченные, а также песчаные и солонцеватые почвы без соответствующего их улучшения для ячменя непригодны.

Территория учебно-опытного участка Кокинской средней общеобразовательной школы, где проводились исследования относится к зоне расположения серых лесных почв. Эти почвы неплохие по своими физико – механическим свойствам, благодаря наличию мощного гумусового горизонта (25см), по механическому составу суглинистые.

Влагообеспеченность, теплообеспеченность и температурный режим

Среди ранних яровых зерновых ячмень – самая засухоустойчивая культура. В засушливых районах обычно дает более высокие урожаи зерна, чем яровая пшеница и овес. Наибольшее количество воды потребляет в период выхода в трубку и колошения. Повышенная влажность и умеренная температура способствуют образованию и росту вторичной (узловой) корневой системы. Вместе с тем ячмень чувствителен к избыточному увлажнению. Яровой ячмень – культура умеренных температур. Ранние и дружные всходы появляются при температуре 5-7*С. Оптимальная температура для «прорастания» 15-20*С. Всходы переносят заморозки 3-4, иногда до 7-8*С. Ячмень более устойчив к высоким температурам, чем пшеница и овес.

Климат Брянской области характеризуется как умеренно-континентальный. Согласно наблюдениям метеорологической станции Брянской Государственной Сельскохозяйственной Академии, которая находится в 2-х км от учебно-опытного участка, в среднем за апрель месяц 2009г температура воздуха оказалась на 4-5 С выше нормы, сумма осадков тоже превышала норму, что благоприятно действовало на прорастание семян.

Май был немного холодней обычного, хотя в отдельные дни в дневные часы воздух прогревался до 20 С. Прошедшие дожди улучшили условия формирования и ускорение всходов.

Июнь и июль месяц характеризовался устойчивой по температурному режиму погодой. Среднемесячная температура на 1 С была выше нормы. В июле выпало большое количество осадков. Дожди отмечались почти ежедневно.

Фотопериодизм культуры

Ячмень – типичный самоопылитель, цветение и оплодотворение часто проходят до выколашивания. Это самая скороспелая культура, длительность вегетационного периода 60-110 дней. Относится к растениям длинного дня. Продуктивная кустистость выше, чем у пшеницы и овса, питательные вещества из почвы усваивает лучше, чем пшеница, но хуже чем овес.

По данным, представленных в таблице №2 за вегетационный период среднемесячная температура воздуха на 1-2 С была выше нормы, что составляло 20. 8 С.

Количество осадков выпало 327. 5мм, что немного превысило норму.

Отношение культуры к элементам минерального питания

Яровой ячмень хорошо отзывается на внесение удобрений. На формирование 1ц зерна и соответствующее количество соломы потребляет 2. 5-3кг азота, 1. 1-1. 2 фосфора и 2-2. 4 калия.

Непосредственное внесение навоза под яровой ячмень практикуется в самых северных районах, где он основная хлебная культура. В остальных районах его высевают второй культурой, так как ячмень хорошо использует последствие навоза.

Фосфор и калий лучше вносить под зяблевую вспашку, а азот – под предпосевную культивацию и при подкормке.

На подзолистых, серых лесных почвах и деградированных или оподзолиных черноземах ячмень сильно отзывается на азотные и фосфорные удобрения. На мощных черноземах особенно эффективны фосфорно-калийные удобрения. Виды и дозы удобрений определяют с учетом доступных запасов питательных веществ в почве, планируемой урожайности и коэффициентов использования элементов питания.

Примерные дозы минеральных удобрений (кг /га д. в. ) следующие: 45-60 фосфорных, 25-40 калийных, 20-30 азотных. На почвах бедных органическим веществом, доза азота должна быть увеличена.

Применение гранулированного суперфосфата при посеве в грядки позволит намного увеличить эффективность фосфорных удобрений.

Условия и методика проведения исследования

Объекты исследования

Объектом наших исследований является яровой ячмень – важнейшая продовольственная культура России, обеспечивающая в течение ряда столетий полноценное питание её населения и гарантированные урожаи.

В наших опытах использовали включенный в Государственный реестр селекционных достижений, допущенный к использованию по Центральному региону российской федерации сорт Прима Белоруссии – оригинатор Белорусский НИИ земледелия и кормов. Включен в Госреестр по Центральному (3) региону с 1990 г. Разновидность нутанс. Колос цилиндрический, средней длины и плотности, желтый. Ости длинные, параллельные колосу, зазубренные, серовато-желтые. Зерно овальное, крупное, желтое. Средняя урожайность на Брянском ГСУ за годы испытания (1995-1999) составила 33,2 ц/га. На Стародубском ГСУ за 1998-1999 годы средняя урожайность составила 37,9 ц/га.

Среднепоздний, вегетационный период 78-90 дней. Устойчив к полеганию. Масса 1000 зерен 40-55 г. Имеет хорошие крупяные качества.

Удобрения остаются мощным хозяйственным ресурсом повышения продуктивности земель, поскольку почвенные ресурсы плодородия истощаются. В настоящее время в условиях рыночной экономики удобрения стали дорогими.

В современных условиях крайне актуальной задачей становится формирование технологий разного уровня интенсивности, адаптированных к конкретным почвенно-климатическим условиям и улучшение фитосанитарного состояния посевов сельскохозяйственных культур и на этой основе получение высоких и стабильных урожаев хорошего качества.

Несмотря на многочисленные исследования внесения минеральных удобрений на формирование потенциальной и конечной продуктивности сельскохозяйственных растений, остается открытым вопрос о том, какая норма минеральных удобрений является оптимальной и приводящей к росту жизнеспособных элементов продуктивности.

Вопросы рационального применения удобрений, обеспечивающих воспроизводство почвенного плодородия и повышение урожайности возделываемых культур, приобретает все большее значение на фоне осложнения общей экологической ситуации.

Основной целью исследований заключалась в изучении возможности повышения урожайности ярового ячменя в условиях ограниченного применения средств химизации.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Дать научное обоснование возможности возделывания ярового ячменя в условиях ограниченного применения средств химизации.

2. Изучить влияние приемов возделывания на продуктивность посевов ярового ячменя.

3. Провести экономическую оценку изучаемых технологий возделывания ярового ячменя.

3. Методика исследования.

Для выполнения исследовательской работы в полевом севообороте заложили две делянки. Размеры делянок: ширина – 1м, длина – 9,5м. Эти делянки были поделены пополам по 4,5м, где вносились удобрения и 4,5м, где не вносились удобрения, между ними по 50см были спланированы дорожки.

Схема делянок.

1-4 – вносили удобрения

2-3 – не вносили удобрения (контрольные делянки).

Обработка почвы под яровой ячмень складывалась из зяблевой и предпосевной обработки почвы, которая проводилась вручную.

Зяблевая обработка включала перекапывание почвы на штык лопаты (25см). Предпосевная – перекапывание на штык лопаты, внесение удобрений (нитрофоски) 110г из расчета 250г на 10м2.

Посев семян осуществлялся рядовым способом с междурядьем 15см из расчета 200г семян на 10м2. Глубина заделки 3-4см. Срок сева 26 апреля.

За растениями осуществлялся уход рыхление и прополка по мере зарастания сорняками и уплотнения почвы. За период вегетации было проведено три прополки и пять рыхлений.

В течение всего периода вегетации за растениями производилось наблюдение, при котором отличались сроки фаз вегетации. Всходы были отмечены на 8 день после посева, а именно 4 мая, фаза кущения – 22 мая, выход в трубку – 15 июня, колошение – 29 июня, цветение - 7 июля, формирование зерна – 21 июля, уборка – 5 августа, раздельно по каждой делянке.

Перед уборкой делянки делились на метровые квадраты, где производился подсчет растений к уборке. На этих же квадратах отбирались 25 растений и производился подсчет продуктивной кустистости, масса зерна с одного колоса, число зерен в колосе.

Масса 1000 зерен производилась следующим образом. Отбирались 500 зерен – взвешивались, затем еще 500 зерен – взвешивались и суммировались.

Результаты исследований

Элементы структуры урожая ячменя в зависимости от условий выращивания.

Система мероприятий, включенная в технологии возделывания кардинальным образом определяет величину элементов продуктивности, анализ закономерностей изменения которых позволяет определить основные составляющие, из которых складывается уровень урожайности.

Наблюдая за ростом и развитием ячменя и анализ данных исследования показывают, что практически все основные элементы продуктивности в той или иной степени изменились от приемов возделывания.

Ученые исследователи (Кондратенко, 2004) отмечали, что наиболее важным жизнеобеспечения растений являются температура и влажность почвы. Неблагоприятные условия при появлении всходов и в период кущения формируют менее продуктивные растения.

Данные замечания в наших исследованиях не имели место, так как из данных представленных в таблице №2 метеорологические условия на протяжении всего вегетационного периода были благоприятными.

В год нашего исследования тепло и влагообеспеченность растений была хорошей на протяжении всего вегетационного периода, что способствовало лучшим показателям элементов структуры урожая.

Применение минеральных удобрений может быть и незначительно повлияло на полевую всхожесть, но по нашему мнению оказало существенное влияние на другие элементы структуры урожая. Из данных приведенных в таблице №3 видно, что в среднем за период исследования наибольшее число сохранившихся растений к уборке (300-296 шт/м2) отмечено на вариантах с внесением минеральных удобрений и немного снижено число растений (270-266 шт/м2) на контрольных делянках или без внесения удобрений. Продуктивная кустистость находилась в пределах 1,35-1,1 и изменялась в том же направлении.

Число зерен в колосе является одним из важнейших элементов структуры урожая, определяющих продуктивность колоса и участвующих в формировании урожайности. Больших различий по числу зерен в колосе в наших исследованиях не наблюдалась, хотя наибольшее их число было в вариантах по минеральному фону питания (18,5-19 шт. ).

Показатель массы зерна с колоса положительно коррелирует с числом зерен в колосе, но он также зависит от условий выращивания. Несколько легковесным колос был с варианта без удобрений (контроль) – 0,80-0,85г. , а наибольшая масса зерна с колоса 0,92-0,97г отмечена на варианте с минеральными удобрениями.

Показатель масса 1000 зерен не зависит от показателей структуры урожайности, а на прямую зависит от фона питания и погодных условий, а также характерен особенности сорта.

По данным наших исследований показатели массы 1000 зерен безусловно выше на вариантах с минеральными удобрениями (40-42г) и немного ниже без удобрений (33-35г).

Итак, результаты исследований указывают на то, что все вышеперечисленные элементы структуры урожая зависят от сложного комплекса биологических, агротехнических, почвенных и метеорологических условий. Совокупность и соотношение указанных элементов и представляет собой структуру урожая ячменя.

Урожайность ячменя в зависимости от условий выращивания.

Одним из основных технологических приемов, позволяющих достичь высокого уровня урожайности зерна, является рациональная система удобрений. Известно, что эффект от удобрений зависит от условий их применения и конкретного поля.

В результате выполненных исследований установлено, что формирование урожайности ячменя сорта «Прима Белоруссии» определялось уровнем питания, биологическими особенностями культуры и метеорологическими условиями.

Урожайность рассчитывается по формуле:

У = А х Б х В х Г

Где А – число растений к уборке;

Б – продуктивная кустистость;

В – число зерен в колосе;

Г – масса 1000 зерен.

Мы для своих исследований вносили 110г нитрофоски на 10м2, а это значит на 1га внесено (NРК) 18кг д. в. при содержании в нитрофоске N:Р:К=16:16:16, это значит что в 100кг нитрофоски содержится16кг NРК.

Рассчитывая урожайность по данным наших исследований наблюдалась следующая картина (приложение таблица №3).

По первой повторности: У = 300 Х1,3 Х 19 Х40 =29. 6Ц/ГА

С внесением удобрений 10000

Без внесения удобрений У = 270 Х1,2 Х 16. 5Х33 =17. 6Ц/ГА

Вторая повторность: У = 296 Х1,35 Х 18,3 Х42 =31Ц/ГА

С внесением удобрений 10000

Без внесения удобрений У = 266 Х 1,1 Х 17 Х 35 = 17. 4Ц/ГА

Расчеты урожайности показали, что наиболее эффективным по урожайности был вариант с внесением удобрений: по первой повторности на 12ц/га, по второй повторности на 13,6ц/га. Всё это указывает на то, что удобрение является важным фактором в повышении урожайности.

Согласно литературным данным и нашим исследованиям можно отметить положительное влияние минеральных удобрений на элементы урожайности и урожай ячменя и целесообразно применение их в технологии выращивания ячменя в оптимальных дозах в зависимости от типа почв. В хозяйствах с высокой культурой земледелия они могут обеспечить сравнительно высокую урожайность.