ФОРМАЛИЗАЦИЯ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ В ПЕРСПЕКТИВНЫХ АГРОТЕХНОЛОГИЯХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

ФОРМАЛИЗАЦИЯ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ В ПЕРСПЕКТИВНЫХ
АГРОТЕХНОЛОГИЯХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
И.И. Гуреев, Н.С. Климов
Аннотация. Динамика потребления озимой пшеницей азота по фазам развития культуры формализована
полиномом шестой степени. Двойным дифференцированием полинома получены зависимости скорости и
ускорения потребления азота. В результате анализа полученных зависимостей установлены основные этапы
назначения азотных подкормок озимой пшеницы. Определены количественные значения подкормок в зависимости от программируемой урожайности культуры.
Ключевые слова: озимая пшеница, фаза развития,
азотное удобрение, подкормка, программируемая урожайность.
Получение высоких урожаев качественного зерна
озимой пшеницы возможно только на базе интенсивной
агротехнологии, предусматривающей комплексный
подход к использованию средств химизации, в том числе минеральных удобрений. Осенью в начальный период развития растения необходимо в полной мере обеспечить фосфорно-калийным питанием, что способствует формированию мощной корневой системы, накоплению в клетках сахаров и других пластических веществ,
приобретению устойчивости к неблагоприятным погодным условиям и возбудителям болезней. Недостаток
фосфора и калия на начальных этапах развития озимой
пшеницы невозможно восполнить внесением их в более
поздние фазы.
Что касается азота, то обильные его запасы в начале
вегетации культуры не всегда приводят к желаемым
последствиям. Насыщенное азотное питание активизирует прирост надземной массы, опережающей развитие
корневой системы, вследствие чего формируется крупноклеточная структура ткани, образуется большое число непродуктивных стеблей, через которые свет плохо
проникает в нижние ярусы посевов. Вследствие этого
неэффективно расходуется влага и питательные вещества, развиваются болезни.
Вот почему всю дозу фосфорно-калийного удобрения нужно вносить до посева озимой пшеницы, а азот в период весенне-летней вегетации. Азотное удобрение
является особым фактором, определяющим урожайность культуры. Сроки и дозы азотных подкормок
должны способствовать росту корневой системы в глубину и не вызывать избыточной густоты растений
культуры.
На всех плодородных и окультуренных почвах осенью озимая пшеница в достаточном количестве обеспечена азотом [2. – С.254]. Возможное осеннее внесение
азотного удобрения в дозе 20…40 кг/га под озимую
пшеницу целесообразно в следующих случаях:
 на лёгких почвах с низким содержанием гумуса,
 при отсутствии в хозяйстве органических удобрений,
 при разрушенной структуре пахотного слоя,
 на изреженных посевах,
 при заделке в почву соломы предшественника
без азотного удобрения,
 при запоздании с посевом на 2…3 недели после
оптимального срока,
 в условиях влажной и холодной осени.
Весенне-летние подкормки азотом тесно увязывают
с текущими потребностями культуры в азотном питании. Дату подкормок определяют не календарные сроки, а фазы развития культуры. Только тогда внесённый
азот используется наиболее эффективно. По известным
рекомендациям [1. – С.58-62] подкормки азотом озимой
пшеницы производят в соответствии с «пиками» его
потребления (рисунок 1).
Однако «пики» на кривой потребления азота выражены недостаточно, размыты, что затрудняет объективное установление регламента подкормок. С целью
повышения информативности кривую потребления азота формализуют, аппроксимируя её с высокой точностью (0,999) полиномом шестой степени:
N = -0,791t6+4,118t5-7,46t4+5,47t3-1,26t2+0,375t ;
где N - потребление азота озимой пшеницей;
t – фазы развития культуры (время).
Дважды дифференцируя полученную зависимость
по времени, получают вначале скорость:
dN/dt=-4,75t5+20,56t4-29,86t3+16,41t2-2,52t+0,37,
а затем ускорение:
d2N/dt2=-23,74t4+82,24t3-89,58t2+32,81t-2,52
потребления азота озимой пшеницей по фазам развития.
Рисунок 1 – Потребление азота озимой пшеницей
Формулы скорости и ускорения потребления азота
представлены графически на рисунок 2. Величину азота, усвояемого культурой в единицу времени, определяют по кривой скорости dN/dt, а темпы нарастания
скорости усвоения азота – по кривой ускорения d2N/dt2.
1
Количественное значение подкормок азотом озимой пшеницей зависит от программируемой урожайности. На 1 тонну зерна культура выносит 26 кг азота [2. –
С.246]. При урожайности зерна 6 т/га общий вынос азота составит 156 кг/га, в том числе по этапам вегетации:
1 этап – 5 кг/га, 2 этап – 31 кг/га, 3 этап – 34 кг/га, 4
этап – 53 кг/га и 5 этап – 33 кг/га. Аналогично можно
определить параметры подкормок при других значениях программируемой урожайности культуры.
Список использованных источников
1. Евсеева Р.П. Как выращивать озимые зерновые //
Журнал по современному ведению сельского хозяйства «Суперагро»: Специальный выпуск. – 1992. – 87 с.
2. Зерновые культуры (Выращивание, уборка, доработка и использование) / Под общей ред. Д. Шпаара. – М.: ИД
ООО "DLV АГРОДЕЛО», 2008. – 656 с.
Рисунок 2 – Динамика потребления азота озимой
пшеницей
По характеру кривой dN/dt процесс вегетации озимой пшеницы можно подразделить на пять чётко выделяющихся этапов, являющихся определяющими при
назначении подкормок. Из них два этапа соответствуют
нарастанию скорости потребления азота (положительное значение ускорения) и три этапа, когда скорость
потребления азота снижается (ускорение отрицательно).
Этап 1. Фотосинтез отсутствует. Внутренние ресурсы семени, за счёт которых первоначально осуществляется жизнедеятельность ростка, от начала прорастания
постепенно расходуются и скорость потребления азота
замедляется.
Этап 2. После того, как кончик колеоптиле выйдет
на поверхность поля (фаза 07), активизируется процесс
фотосинтеза, и величина dN/dt начинает нарастать, достигая своего первого максимума в фазах 21…25 (появление боковых побегов – основное кущение).
Этап 3. Затем наблюдается плавный спад скорости
потребления азота, достигая абсолютного минимума в
фазах 31…32 (от появления над поверхностью поля
первого узла до прощупывания второго узла).
Этап 4. Скорость потребления азота интенсивно нарастает до абсолютного максимума в фазах 49…51
(первые ости – видимые колоски соцветия).
Этап 5. После прохождения 51-ой фазы процесс вегетации растений завершается и скорость потребления
азота резко падает до нулевого значения.
Обратный возврат к интегральной кривой (верхняя
кривая – рисунок 2) позволяет установить количественные показатели потребления азота. За время прохождения первого этапа культура потребляет лишь 3 % азота.
Дальнейшее развитие растений на втором, третьем и
четвёртом этапах сопряжено с возрастающим потреблением, соответственно, 20, 22 и 34 % азота. Завершающему вегетацию пятому этапу соответствует потребление 21 % азота.
Максимальное ускорение (темпы нарастания скорости потребления азота) соответствует фазам 10…13 и
39.
2
Информация об авторах
Гуреев Иван Иванович, доктор технических наук, профессор, Заслуженный изобретатель РФ, заведующий лабораторией механизации почвозащитного земледелия ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии, E-mail: gureev06@mail.ru,
тел. 8-910-310-39-08, е-mail: gureev06@mail.ru
Климов Николай Семёнович, кандидат технических наук,
доцент, заведующий кафедрой «Процессы и машины в агроинженерии» ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», е-mail:
klimns46@mail.ru