Эффективность способов внесения аммонийной селитры под яровую пшеницу на светло-серой лесной почве

Введение
Яровая пшеница представляет собой одну из двух основных форм пшеницы, которая характеризуется весенним сроком посева и сбором урожая в один и тот же год. В отличие от озимой пшеницы, яровая не нуждается в зимнем периоде покоя и плохо переносит низкие температуры, что делает её оптимальной для выращивания в регионах с холодным климатом. Высевание яровой пшеницы осуществляется весной, как только почва становится пригодной для обработки, обычно в апреле или мае, а период её вегетации составляет 90–120 дней. Сбор урожая, как правило, происходит в конце лета или начале осени.
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Яровая пшеница
Яровая пшеница — это одна из ключевых зерновых культур, которая высевается весной и созревает в течение того же года. В отличие от озимой пшеницы, яровая пшеница имеет более короткий вегетационный период, что делает её особенно требовательной к условиям роста и питанию. Она используется для производства муки, круп, а также в кормовой базе для сельскохозяйственных животных, являясь важным источником углеводов и белка.
Одним из важных факторов для успешного выращивания яровой пшеницы является тип почвы. Светло-серая почва, которая встречается в лесостепных районах, обладает умеренной плодородностью и способна удерживать влагу, что создаёт приемлемые условия для роста пшеницы. В светло-серых почвах пшеница может эффективно усваивать такие важные элементы, как азот, калий и фосфор, что способствует её раннему росту и развитию. Однако, для обеспечения высокой продуктивности культуры требуется улучшение почвенного питания.

1.2 Полевой метод исследования
Полевой метод агрохимических исследований — это способ проведения экспериментов прямо на полях, где на специальных участках изучают, как различные факторы (например, условия окружающей среды, способы обработки почвы, применение удобрений) влияют на урожайность и качество сельскохозяйственных культур. Главная цель таких исследований — выяснить, какие условия и методы наиболее эффективно влияют на рост и развитие растений, чтобы улучшить агротехнику их возделывания.
Процесс полевого эксперимента включает несколько шагов: выбор поля для проведения опыта, его разделение на небольшие участки (делянки), подготовка почвы, внесение удобрений, выбор растений, посев семян, наблюдения за ростом растений и, наконец, сбор урожая для оценки результатов.
Глава 2. Методика проведения исследований
2.1 Объект исследования, схема опыта и её обоснование
Объектом исследования являются дозы минеральных удобрений и их влияние на урожайность и качество яровой пшеницы.
Схема опыта (кг/га):
1. Без удобрений (контроль);
2. N2H₄O₃;
3. N4H8O6;
4. N6H12O9;
5. N8H16O12.

2.2 Почвенные условия проведения исследований
Опыт заложен на светло-серой лесной почве. Морфологическая характеристика разреза представлена ниже, а ее агрохимическая характеристика по горизонтам представлена в таблице 1.
Светло-серая почва относится к лесным почвам и характеризуется относительно низким содержанием гумуса, что обусловлено её формированием в условиях умеренного увлажнения и значительной биологической активности.
Светло-серая почва характеризуется многослойной структурой, которая состоит из нескольких горизонтов, каждый из которых обладает своими особенностями. Верхний слой, гумусово-аккумулятивный горизонт (A₁), имеет серый или светло-серый цвет и мощность от 15 до 30 см. Этот горизонт содержит от 1 до 3% гумуса, который придаёт почве её цвет и обеспечивает накопление органического вещества. Структура этого слоя обычно мелкокомковатая или зернистая, с умеренным содержанием питательных веществ.
2.3 Сопутствующие исследования в опыте

Исследование почвы на основе агрохимической характеристики почвы, можно узнать гранулометрический состав и содержание основных элементов питания.
Определение гумуса по методу И.В. Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91).
Определение суммы поглощенных оснований по методу Каппена (ГОСТ 27821-88).
Определение рН солевой вытяжки по методу ЦИНАО (ГОСТ 26483-85).
Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-91).
Определение обменного аммония по методу ЦИНАО (ГОСТ26489).
Определение содержания аммонийного азота в почве колориметрическим методом по Е.В. Аринушкиной.
Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-91).
Анализ удобрений для оценки качества:
Извлечение усвояемых фосфатов реактивом Петермана (ГОСТ 20851.2-75).
Определение калия в калийных удобрениях методом пламенной фотометрии (ГОСТ 20851.3-93).
Метод определения массовой доли азота в удобрениях, содержащих азот в нитратной форме (ГОСТ 30181.3-94).
Исследование растительного материала для подробного анализа свойств сельскохозяйственной продукции.

2.4 Методика лабораторных исследований удобрений, почвы и растительной продукции
Исследование почвы на основе агрохимической характеристики почвы, можно узнать гранулометрический состав и содержание основных элементов питания.
Определение гумуса по методу И.В. Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91).
Метод основан на окислении органического вещества раствором двухромовокислого калия в серной кислоте:
3C0 + 4Cr+6 → 3C+4 + 4Cr+3
и последующем определении трехвалентного хрома, эквивалентного содержанию органического вещества, на фотоэлектроколориметре (Ганжара Н. Ф., 2012).
Определение суммы поглощенных оснований по методу Каппена (ГОСТ 27821-88).
Метод основан на реакции поглощенных оснований почв с соляной кислотой и последующем титровании гидроокисью натрия остатка кислоты, не вступившей в реакцию.
Ca2+ H+
(ППК) + nHCl = (ППК) + CaCl2 + MgCl2 + (n - 4)HCl
Mg2+ H+

Расчет:
S=((a*К1 – b*К2)*100)/m,
где S – сумма обменных оснований (мг-экв на 100 г почвы); a – количество фильтрата, взятое для титрования, мл; К1 – нормальность НСl; b .– количество NaOH, пошедшее на титрование испытуемого раствора, мл; К2 – нормальность NaOH; 100 – для пересчета на 100 г почвы; m – аликвотная навеска, г
Определение рН солевой вытяжки по методу ЦИНАО (ГОСТ 26483-85).
Сущность метода заключается в извлечении обменных катионов, нитратов и подвижной серы из почвы раствором хлористого калия концентрации 1 моль/дм3 (1 н.) при соотношении почвы и раствора 1:2,5 и потенциометрическом определении рН с использованием стеклянного электрода.
H+ K+
(ППК) + nKCl → (ППК) + 2HCl + AlCl3 + (n - 5) KCl
Al3+ 3K+
AlCl3 + 3НОН = Al(ОН)3 + 3HCl
Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-91).
Метод основан на обработке почвы раствором уксуснокислого натрия концентрации (CH3COONa) = 1 моль/дм3 при отношении почвы к раствору 1:2,5.
Н+ Na+
(ППК) + 2CH3COONa = (ППК) + 2СH3COOH Н+ Na+
Расчет: Нг = (а* KNaOH*100*0,1*1,175)/С,
где Н – гидролитическая кислотность, мг-экв. на 100 г почвы; а – количество 0,1 н NaOH, пошедшее на титрование, мл; KNaOH – поправка к титру NaOH; 100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы; 1,75 – поправка на полноту вытеснения; 0,1 – коэффициент пересчета, мг-экв.; С – навеска почвы, соответствующая взятому для титрования объему фильтрата, г
Определение обменного аммония по методу ЦИНАО (ГОСТ26489).
Метод основан на извлечении обменного аммония из почвы раствором хлористого калия, получении окрашенного индофенольного соединения, образующегося при взаимодействии аммония с гипохлоритом и салицилатом натрия в щелочной среде и последующем фотометрировании окрашенного раствора.

Глава 3. Практическая часть
3.1 Закладка и проведение полевого опыта
Закладка полевого опыта — это перенос схемы эксперимента на земельный участок. Для этого используют специальное оборудование: стальную землемерную ленту, прибор для построения прямых углов (эккер), крепкий шнур, вешки, колышки и топорик. Работа начинается с прокладывания основной линии вдоль длинной стороны участка, где будет проводиться опыт. После точного измерения необходимого отрезка на этой линии восстанавливают перпендикуляры на концах и отмеряют боковые стороны участка. Эти стороны соединяют с помощью шнура, проверяют прямые углы и повторно измеряют длины сторон, чтобы убедиться в правильности разметки. Далее на этом участке размечают границы делянок, на которых будут проводиться различные варианты опыта в соответствии с планом.
3.1 Выбор и подготовка участка
Выбранный участок описан в п. 2.1.2. Для более детального изучения однородности почвы используем уравнительный и рекогносцировочным посев.
Выделяем наиболее однородные по плодородию участки, устанавливаем правильный размер, форму и расположение делянок и рассчитать необходимую повторность.
3.2 Размещение опыта
Опытный участок – совокупность всех опытных делянок, а также площадь, на которой проводят все операции в соответствии с программой исследований.
Sобщ =5*20*25=2500 м2
Опытная делянка – элементарная минимальная часть опытного участка определенной величины и формы, на которой размещается один вариант.
Площадь опытной делянки включает в себя: опытную площадь и учетную площадь.
Sопыт =8*20=160 м2
Sучет =5*20=100 м2
Форма делянки данного опыта прямоугольная
Защитные полосы предназначены для исключения из учета урожая растения, которые находятся в иных условиях роста и развития, чем растения внутри, а также их вводят для исключения влияния края и влияния соседей.
Размер защитных полос составил: длина 2,5 м, ширина 1 м. Они представлены боковыми защитными полосами.
Делянки размещены в опыте в один ярус.
Вариант повторений стандартный и составляет по 5 вариантов в 4-х кратной повторности.
4.1 Методы учёта урожая

Прямой учёт - метод сплошного обмолота, предполагает сбор урожая со всей учётной площади каждой делянки с корректировкой на исключения и изреженность.
Этот метод подходит как для ручной, так и для механизированной уборки. Урожай с каждой делянки собирают отдельно, связывают в снопы и оставляют на той же делянке. Важно следить, чтобы части растений с одной делянки не попадали на другую. Каждый сноп снабжают этикеткой с информацией о номере делянки, варианте опыта, дате уборки и номере снопа. После высыхания снопы транспортируют к месту обмолота, где их обрабатывают по отдельности.
Зерно после обмолота очищают, взвешивают, сортируют и определяют его качество. При механизированной уборке процесс происходит быстрее, и сразу можно получить данные об урожайности. Собранное зерно помещают в мешки, к которым прикрепляют этикетки, а затем его взвешивают на поле или в помещении. Пробы зерна отбирают для анализа влажности и содержания сухого вещества.

4.2 Математическая (статистическая) обработка урожайных данных дисперсионным методом
Статистические связи между переменными можно изучать методом дисперсионного анализа и др. Методами дисперсионного анализа устанавливается наличие влияния заданного фактора на изучаемый процесс.
Данный анализ позволяет:
1) сравнивать две или несколько выборочных средних;
2) одновременно изучать действие нескольких независимых факторов, при этом можно определить как эффект каждого фактора в изменчивости изучаемого признака, так и их взаимодействие;
3) правильно планировать научный эксперимент (Доспехов Б. А., 1985).
Математическая обработка дисперсионным методом представлена в таблицах 6, 7, 9 и 10
Для начала рассчитываем среднюю урожайность опытной культуры в таблице 5.
5. Вегетационный опыт
Вегетационный метод подразумевает выращивание растений в специальных сосудах, которые размещаются в вегетационных домиках. Этот метод используют для изучения различных аспектов роста растений, таких как физиологическая роль питательных веществ и их поступление в растение, влияние реакции среды, нормы полива, а также воздействие концентрации питательных растворов, температуры, влаги, света и химических средств защиты растений, включая гербициды. Метод широко применяется для сравнительной оценки различных удобрений, вносимых в почву.
5.1 Цель и задачи вегетационного опыта. Схема опыта
Цель вегетационного опыта – изучить влияние доз минеральных удобрений при возделывании озимой ржи.
Задачи:
Определить эффективность применения доз минеральных удобрений при возделывании озимой ржи;
Определить корреляционную зависимость в вегетационном опыте.
Схема опыта (г/кг):
1. Без удобрений (контроль);
2. N2H₄O₃;
3. N4H8O6;
4. N6H12O9;
5. N8H16O12.
Данная схема выбрана на основе средне рекомендуемой дозы минеральных удобрений под яровую пшеницу. Средне рекомендуемая доза NPK 0,15 г/га.
5.2 Методика закладки вегетационного опыта с почвенной культурой
Почвенными культурами называются опыты, в которых растения выращивают в сосудах, наполненных почвой (Дуктова, Н. А., 2018, Ягодин Б.А., 2007).
5.2.3 Характеристика удобрений, расчет доз удобрений, взятие навесок и внесение
В качестве удобрений используем минеральные удобрения: аммиачная селитра, суперфосфат простой, калий хлористый.
Необходимо провести расчет доз удобрений для вегетационного опыта. Такой расчет представлен в таблице 10.
Для начала нужно определить массу абсолютно сухой почвы. Масса почвы для опыта составляет 7 кг, с влажностью до 20%, ПВ – 45%.
В сосуд 20х20 см вмещается 7 кг почвы с естественной влажностью 20 %. Следовательно,
7 кг -100%
Х - 20%
Х = 1,5
абсолютно сухой почвы в сосуде 5,6 кг и 1,4 кг воды
Пример расчета дозы удобрения на аммиачной селитре:
Ду, г/сосуд =(а×m×100)/M=(0,07*5,6*100)/34,4=1,1 г, где
а - количество элемента питания на кг абсолютно сухой почвы, г
m - масса абсолютно сухой почвы в сосуде, кг
М - % д.в. в удобрении
5.2.6 Подготовка семян и посев опытной культуры. Техника посева
Количество семян на один сосуд составляет 25 шт.
Семена проращивают на блюдах, в которые насыпают ровный слой кварцевого песка, кладут сверху его фильтровальную бумагу в два слоя и на нее укладывают раздельно одно от другого семена. Перед раскладкой бумагу и песок увлажняют дистиллированной водой до полного насыщения песка водой. После раскладки, семена закрывают 2 листами фильтровальной бумаги. Блюда сверху закрывают стеклом, чтобы уменьшить испарение и предохранить семена от повреждения. Когда семена «наклюнутся», производят посев в почву, на глубину в 1 см
5.2.7 Наблюдения и учет массы растений
Прекращается полив за 3 дня до уборки. При уборке измеряем высоту срезанных растений на линейке с точностью до 0,1 см, после чего отрезаем колосья и помещают их в отдельный пакет, а стебли и листья в другой. Производим сушку урожая в термостате при температуре 600оС, затем взвешиваем, обмолачиваем, и урожай семян взвешиваем отдельно. Учет урожая представлен в таблице 12.

6. Установление корреляционной зависимости между урожайностью и дозами минеральных удобрений

При расчете корреляций определяют, существует ли статистически достоверная связь между двумя или несколькими переменными в одной или нескольких выборках.
Она отражает только взаимосвязь между переменными и не говорит о причинно-следственных связях. Корреляционная связь лишь говорит о взаимосвязанности данных параметров, причем в данной конкретной выборке, в другой выборке мы можем не наблюдать полученные корреляции.

Заключение

1. Проведён анализ научной литературы, который выявил, что оптимальная доза минеральных удобрений для полевых условий составляет 30 кг/га для каждого элемента комплекса NPK.