В Казахстане, по данным ГУ "РНМЦ Агрохимслужба" более 50% пахотных земель характеризуются низким содержанием легкогидролизуемого азота и подвижного фосфора. Поэтому спрос именно на азотно-фосфорные удобрения очень высокий. Но в последнее время, возникла проблема удовлетворения потребностей растений не только в азоте и фосфоре, но и в микроэлементах, в частности в сере, которая по своему физиолого-биологическому значению, находится с ними в одном ряду. Однако до сих пор внесение серы носит случайный характер, и она попадает в почву бессистемно в составе некоторых минеральных удобрений как балласт. 

Отечественный рынок минеральных удобрений для сельхозтоваропроизводителя представлен в основном аммофосом и аммиачной селитрой. Но с учетом все повышающегося интересе к сере, возникает необходимость в расширении удобрений содержащих и этот элемент. Одним из таких удобрений может стать сульфат аммония, который содержит и азот и серу. Это удобрение достаточно давно имеет место быть на рынке, но у товаропроизводителей оно так и не находит должного применения. Хотя оно характеризуется высокой степенью растворимости при попадании в почву, способствует подкислению раствора и тем самым, может повышать растворимость фосфатов почвы и удобрений. Наиболее эффективно удобрение на почвах, насыщенных основаниями – черноземах, каштановых, серозёмах. Кроме того, у удобрения имеется ряд преимуществ: за счет закрепления в почве удобрение можно вносить до посева в качестве основного весной и осенью; эффективно для культур наименее чувствительных к кислотности – овес, озимая пшеница, картофель, хорошее удобрение для риса, наиболее отзывчивыми культурами на сульфат аммония являются табак, крестоцветные, картофель, масличные культуры.

Вышеизложенные положения и послужили основанием для проведения данных  исследований.

Объект исследования: Сульфат аммония, Сульфоаммофос.

Цель исследований: изучить биологические требования яровой мягкой пшеницы и льна масличного к уровню содержания подвижной серы в почве, установить действие серосодержащих удобрений на их продуктивность в условиях степной и сухостепной зон Казахстана

Основные задачи:

1. Изучить реакцию яровой мягкой пшеницы и льна масличного на условия минерального питания.
2. Изучить эффективность действия серосодержащих удобрений на рост, развитие, и формирование элементов продуктивности яровой пшеницы и льна масличного, определить размеры выноса азота, фосфора, калия, серы из почвы.
3. Дать экономическую оценку эффективности применения серосодержащих удобрений под яровую пшеницу и лён масличный.

Климатические условия: Для проведения исследований были заложены полевые производственные опыты в трех хозяйствах Северного Казахстана. Согласно природно-сельскохозяйственному и почвенно-географическому районированию территории землепользования расположены в различных зонах:

1. ТОО "Карабалыкская СХОС" - лесостепная зона черноземов обыкновенных, сформированных на равнине, Костанайская область.
2. ТОО "Никольское" -  степная зона черноземов южных , мелкосопочная равнина, Акмолинская область
3. ТОО "Найдоровское" - сухо-степная зона каштановых почв, сформированных на мелкосопочнике, Карагандинская область.

Из описанных районов, климат Карагандинской области менее благоприятен для земледелия, однако здесь развито возделывание зерновых, масличных, картофеля, бахчевых, бобовых культур и тд. 

Помимо зональных подтипов почв были выбраны культуры с сортами:

1. ТОО "Карабалыкская СХОС" - пшеница яровая мягкая сорт Карабалыкская 90; лён масличный сорт Кустанайский янтарь
2. ТОО "Никольское" -  пшеница яровая мягкая сорт Любава; лён масличный сорт Северный;
3. ТОО "Найдоровское" -  пшеница яровая мягкая сорт Степная; лён масличный сорт Кустанайский янтарь.

Методика проведения исследований: На опытных делянках в трех хозяйствах внесены удобрения согласно схеме опыта под яровую пшеницу и лён масличный:

1. Контроль – вариант сравнения
2. Аммофос (с содержанием 46-49% P₂O_{5 ,} 10-12% N)
3. Сульфат аммония (с содержанием 20,5-21% N, 24% S)
4. Аммиачная селитра (с содержанием 34,6% N)
5. Сульфат аммония + Аммофос
6. Аммиачная селитра + Аммофос
7. Сульфоаммофос (с содержанием 20% N, 20% Р, 14% S)

Расположение вариантов в опыте

Опыт заложен в трехкратной повторности. Размещение вариантов в опыте систематическое. Общая площадь опытного участка под одну культуру - 105 га, всего 210 га. Данный опыт закладывался аналогично опытам, проводимым по принципу Географической сети опытов, в различных почвенно-климатических зонах Северного Казахстана, и одним из принципов выбора поля было сохранение принципа единственного различия - выбор предшественника для культур в севообороте. Потому предшественником в опытах была четвертая (ТОО "Карабалыкская СХОС», ТОО "Никольское«), пятая (ТОО "Найдоровское») культура после пара.

Научно-исследовательские работы проводились путем постановки полевых и лабораторных опытов в соответствии с Методикой полевого опыта и Методикой проведения полевых опытов с удобрениями. Лабораторные исследования включали анализы почв в соответствии с методиками:

1. Влажность почвы - весовым методом
2. Гумус по методу И.Тюрина (ГОСТ 26213-91)
3. рН водной вытяжки ионометрически (ГОСТ 26423-85)
4. Нитратный азот с дисульфофеноловой кислотой (по методу Грандваль-Ляжу)
5. Легкогидролизуемый азот по Минееву В.Г., 2004
6. Подвижный фосфор и обменный калий из одной вытяжки по Мачигину (ГОСТ 26205-91)
7. Поглощенные Са²⁺+Mg²⁺ трилонометрическим методом (ГОСТ 26428-85)
8. Подвижная сера (ГОСТ 26490-85).

Анализы растений яровой пшеницы и льна масличного включали определение химического состава растений (озоление растительного материала по Гинзбург и Щегловой) с дельнейшим определением: азота – по Къельдалю; фосфора – колориметрически; калия - на пламенном фотометре.

Определение серы проводили путем минерализации смесью азотной и хлорной кислот с последующим определением на фотометре.

Определение качественных показателей  определяли :

• количество клейковины методом отмывания;
• содержание жира на аппарате Сокслета.

Техника для внесения удобрений в хозяйствах:

• ТОО "Карабалыкская СХОС" -  комплексы Emmity;
• ТОО "Никольское" – комплексы Bourgault  6280;
• ТОО "Найдоровское" – комплексы John Deere 1210

Удобрения вносились дифференцированно, в среднем из расчета на дозу азота 60 кг д.в. и 90 кг д.в. фосфора на гектар. Азотно-фосфорные и серосодержащие удобрения внесены в соответствии со схемой на глубину 12-16 см посевными комплексными агрегатами - весной перед посевом культур за 10-15 дней до посева. Посев культур произведен в период с 26 мая по 1 июня 2019 г.

Таблица 1 - Физико-химические свойства почв опытных участков

Эти показатели несколько ниже, чем в целинных аналогах, что объясняется длительным сельскохозяйственным использованием. Анализ агрохимических данных почв опытных участков перед посевом показал, что почвы имеют низкую обеспеченность по содержанию доступных для растений форм азота и фосфора и повышенную и  высокую обеспеченность калием. Содержание подвижной серы по сульфатному остатку характеризуется очень низкой обеспеченностью. Для восстановления этих потерь и повышения плодородия необходимо постоянное обогащение почвы доступными для растений элементами минерального питания. В этой связи эффективным будет внесение азотных и фосфорных удобрений.

Динамика содержания подвижных форм питательных элементов при внесении удобрений

а) фаза развития – кущение

б) фаза развития – колошение-цветение

Как видно из данных рисунка 6, в начале вегетации яровой пшеницы на неудобренных вариантах содержание азота нитратов изменяется в зависимости от типа почвы – от 3,6 до 10,2 мг/кг почвы. Наименьшее количество отмечается в темно-каштановых почвах (ТОО "Найдоровское"). В черноземах южных (ТОО "Никольское") содержание азота нитратов наибольшее - 10 мг/кг.

Анализ изменения агрохимических свойств почв под влиянием минеральных удобрений показал, что содержание анализируемой минеральной формы азота меняется в зависимости от видов вносимых удобрений.

Урожайность пшеницы яровой и льна масличного в зависимости от удобрений

Таблица  16 - Влияние удобрений на урожайность культур в ТОО «Карабалыкская СХОС», 2019 г.

В условиях отчетного года достоверные прибавки у яровой пшеницы обеспечивает внесение аммиачной селитры и аммиачной селитры совместно с аммофосом, а также сульфоаммофоса. у льна масличного - внесение аммиачной селитры и аммиачной селитры совместно с аммофосом.

Таблица  17 - Влияние удобрений на урожайность культур в ТОО «Никольское», 2019 г.

По яровой пшенице достоверное увеличение урожайности отмечается на всех вариантах за исключением варианта с внесением сульфата аммония и сульфата аммония совместно с аммофосом. По льну масличному – на варианте с внесением сульфата аммония прибавка  различия между контрольным вариантом статистически не значимы.

Таблица  18 - Влияние удобрений на урожайность культур в ТОО «Найдоровское», 2019 г.

При применении удобрений с каждого гектара получено дополнительно  1,5-5,1 ц зерна, что составило превышение над контроле 12,4-42,1%. Наибольшую эффективность проявил сульфоаммофос - прибавка 5,1 ц/га и совместное внесение сульфата аммония с аммофосом, где  урожайность увеличилась на 40,5%. Прибавки урожая в пределах достоверности опыта.

Для льна масличного оптимальные условия на темно-каштановых почвах ТОО «Найдоровское» для формирования урожая создавались при совместном внесении сульфата аммония и аммофоса - 8,8 ц/га, что на 2,7 ц выше контроля. Лён масличный положительно отреагировал на внесение сульфоаммофоса – прибавка составила 2,2 ц/га. Прибавки урожая в пределах достоверности опыта. В целом удобрения повысили урожайность на 9,8-44%.

Качество пшеницы яровой и льна масличного в зависимости от удобрений

Таблица 19 - Влияние удобрений на содержание клейковины в зерне яровой мягкой пшеницы, % 

Очевидно, что  минеральные удобрения наряду с повышением урожая оказали положительное влияние  на качественные показатели (содержание белка, жира) и величину их производного. Содержание клейковины значительно увеличивалось при внесении азотных удобрений, которые являются одним из факторов регулирования качества урожая пшеницы (таблица 19). При внесении сульфата аммония или аммиачной селитры  совместно с аммофосом  можно получить зерно пшеницы, соответствующее по содержанию клейковины 1 классу.

На черноземах южных ТОО "Никольское" и темно-каштановых почвах ТОО "Найдоровское" удобрения способствовали увеличению содержания клейковины выше 28%, что относится уже к классу "high protein". В этих хозяйствах наибольшее влияние на качество зерна оказало внесение аммиачной селитры с аммофосом - 29,12% и 36,0% соответственно.

Таблица 20 - Влияние удобрений на содержание и сбор жира с 1 га посевов льна масличного

По содержанию жира в семенах льна какой-либо значительной разницы между вариантами не отмечено, но тем не менее удобрения обеспечили повышение содержания жира и соответственно сбор масла с единицы площади (таблица 20).

ВЫВОД: Удобрения оказали положительное влияние на химический состав растений и качество продукции. Внесение азотных удобрений способствовало получению зерна пшеницы высокого класса с содержанием клейковины более 28%. На содержание жира в масло-семенах заметного влияния удобрения не оказали.

Исследованиями показано положительное влияние азотных и фосфорных удобрений и серосодержащих удобрений на урожайность культур.

• Лучшими вариантами были по пшенице в ТОО "Карабалыкская СХОС" - аммиачная селитра, внесенная как в отдельности, так и совместно с аммофосом, в ТОО "Никольское"  аммиачная селитра с аммофосом и аммофос, в ТОО "Найдоровское" - эффект проявили серосодержащие удобрения - сульфоаммофос и сульфат аммония совместно с аммофосом.
• По льну масличному лучшими вариантами были  аммиачная селитра и сульфоаммофос, в ТОО "Никольское" - аммофос совместно с сульфатом аммония и аммиачной селитрой, в ТОО "Найдоровское" - сульфоаммофос и сульфат аммония совместно с аммофосом. Однако учитывая, особенности температурных условий и увлажнения текущего года, которые отличались от среднемноголетних, исследования одного года не могут дать объективной картины проявившегося эффекта действия удобрений.

По окупаемости 1 кг действующего вещества удобрений дополнительно  полученным урожаем пшеницы и льна по трем хозяйствам эффективным оказалось внесение аммиачной селитры и сульфоаммофоса