Агрохимия, 2020, № 9, стр. 18-23

ВВЕДЕНИЕ

Изучение химического состава сельскохозяйственных растений имеет много аспектов. Кроме непосредственного влияния на показатели качества выращиваемой продукции, химический состав растений воздействует на круговорот питательных веществ в агрофитоценозах и плодородие почвы через обмен элементов в системе почва–растение [1].

Общеизвестно, что применение удобрений, оказывая влияние на режим питания растений, урожайность культур и качество продукции, может изменять и количество основных элементов питания в растениях. Исследования свидетельствуют, что содержание в зерне кукурузы сырой золы и основных элементов питания варьирует довольно в широких пределах в зависимости от почвенно-климатических условий региона, биологических особенностей возделываемых сортов и гибридов и доз вносимых макро- и микроудобрений [2–8].

Сведений о влиянии минеральных удобрений на химический состав зерна кукурузы в условиях северной части лесостепи Среднего Поволжья, где эту универсальную культуру стали выращивать по зерновой технологии лишь в последние 10 лет, крайне мало. Большинство работ по означенному вопросу выполнены в районах традиционного возделывания кукурузы на зерно. Кроме того, очень мало данных по влиянию удобрений на химический состав зерна при разной густоте стояния растений. Поэтому цель работы – изучение влияния минеральных удобрений и густоты стояния растений на химический состав зерна кукурузы и вынос элементов питания на темно-серой лесной почве региона.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Краткосрочный полевой двухфакторный опыт (3 × 5) по оценке влияния минеральных удобрений на фоне различной густоты стояния растений кукурузы на ее зерновую продуктивность и показатели качества урожая проводили в 2015–2017 гг. на территории СП “Богдановское” Старошайговского р-на Республики Мордовия. Его методика и сопутствующие условия изложены в предшествующей публикации [9]. В ходе исследования было установлено, что применение минеральных удобрений достоверно увеличивало зерновую продуктивность кукурузы в среднем за 3 года на 2.27–3.26 т/га при урожайности в контроле 2.97 т/га, изменяло показатели качества зерна. Без внесения удобрений максимальная урожайность зерна кукурузы отмечена при густоте стояния 50, при их использовании – 65 тыс. растений/га. Наибольшая в опыте окупаемость удобрений прибавкой урожая (25.2 кг зерна/кг д.в. удобрений) отмечена при использовании N90, наименьшая (18.1 кг зерна/кг д.в. удобрений) – N120P30K30.

В данной публикации приведены результаты исследования по влиянию изученных в опыте факторов на химический состав (N, Р₂О₅ и K₂О) зерна кукурузы и вынос основных элементов питания урожаем зерна.

Химический состав зерна кукурузы определяли в лаборатории “Государственного центра агрохимической службы “Мордовский” по соответствующим методикам и ГОСТам. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа на персональном компьютере с применением программ прикладной статистики Stat 3 и Excel 2003.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Показано, что содержание общего азота в зерне кукурузы в среднем за 3 года составляло 1.24% с изменениями в отдельные годы и в вариантах от 0.92 до 1.47% (табл. 1). Самое низкое содержание общего азота отмечено в 2015 г., наиболее высокое – в благоприятном по тепло- и влагообеспеченности 2016 г. Под влиянием удобрений количество азота в зерне увеличивалось в 2015 г. на 0.23–0.31, в 2016 г. – на 0.13–0.21 и в 2017 г. – на 0.03–0.11 абс. %. При этом прослежена прямая зависимость: чем выше доза азота в составе удобрений, тем больше содержание общего азота в зерне кукурузы.

Содержание общего азота в зерне кукурузы зависело и от густоты стояния растений. Например, наибольшее его количество зафиксировано при плотности посева 50 тыс. растений/га. В загущенных посевах содержание азота в среднем за 3 года снижалось на 0.04–0.07 абс. %.

Следует отметить, что полученные показатели содержания азота в зерне кукурузы были несколько меньше, чем приведенные другими исследователями. Например, в опыте [10] на черноземе выщелоченном в условиях Республики Татарстан содержание азота в зерне кукурузы в варианте без удобрений в среднем за 3 года варьировало от 1.53 до 1.65%, при внесении удобрений – от 1.68 до 1.86%. В исследованиях [6] на черноземе сильновыщелоченном в условиях Северного Зауралья содержание общего азота в зерне кукурузы менялось от 1.49 до 1.96%. При этом максимальное его количество отмечено в варианте с внесением удобрений на планируемую урожайность зерна 4.0 т/га (N60–110P60–80K60–80).

Содержание фосфора и калия в среднем за 3 года достоверно не различалось в вариантах опыта (F_факт < F₀₅), было относительно низким по сравнению с данными других авторов [5, 6, 10], проводивших опыты в схожих почвенно-климатических условиях, и варьировало в пределах 0.11–0.15 и 0.32–0.34% соответственно (табл. 2 и 3). В то же время в исследованиях на черноземе обыкновенном Эрастовской опытной станции содержание K₂О в зерне кукурузы было таким же, как и в наших исследованиях – 0.27–0.35% в оптимальные по увлажнению и слабозасушливые годы, и 0.67% – в сильнозасушливые [11].

Внесение минеральных удобрений и различная густота стояния растений кукурузы неоднозначно влияли не только на урожайность зерна и на его химический состав, но и изменяли размеры хозяйственного выноса основных элементов питания (азота, фосфора и калия) урожаем зерна – показатели, необходимые при разработке системы удобрения под отдельные культуры. Расчеты показали, что вынос элементов питания определяется величиной урожая зерна кукурузы и их содержанием в зерне (табл. 4). На естественном агрофоне вынос азота урожаем зерна в среднем в опыте составил 32.7, фосфора – 3.9 и калия – 9.9 кг/га. Внесение минеральных удобрений увеличивало отчуждение этих элементов на 34.5–48.4, 3.3–4.2 и 7.2–10.9 кг/га соответственно.

В вариантах без внесения удобрений и при одностороннем использовании N90 отмечали отрицательный условный баланс Р₂О₅ и K₂О при возделывании кукурузы. В то же время применение полного минерального удобрения (N60–120P30K30) обеспечивало положительный баланс фосфора и калия. Положительный условный баланс азота складывался в опыте при внесении азота >60 кг д.в./га

ВЫВОДЫ

1. Содержание общего азота в зерне кукурузы в среднем в опыте за 3 года составляло 1.24% с изменениями в отдельные годы и в вариантах от 0.92 до 1.47%. Самое низкое содержание общего азота отмечено в 2015 г., наиболее высокое – в благоприятном по тепло- и влагообеспеченности 2016 г.

2. При внесении под кукурузу N90 и N60–120P30K30 количество азота в зерне увеличивалось в 2015 г. на 0.23–0.31, в 2016 г. – на 0.13–0.21 и в 2017 г. – на 0.03–0.11 абс. %. При этом прослежена прямая зависимость: чем выше доза азота в составе удобрений, тем больше содержание общего азота в зерне кукурузы.

3. Содержание фосфора и калия в среднем за 3 года варьировало в пределах 0.11–0.15 и 0.32–0.34% соответственно и достоверно не различалось в вариантах опыта.

4. Величина выноса элементов питания определялась величиной урожая зерна кукурузы и их содержанием в зерне. На естественном агрофоне вынос азота урожаем зерна в среднем в опыте составил 32.7, фосфора – 3.9 и калия – 9.9 кг/га. Внесение минеральных удобрений увеличивало отчуждение этих элементов на 34.5–48.4 , 3.3–4.2 и 7.2–10.9 кг/га соответственно.