Ученые Казанского ГАУ научились прогнозировать урожай пшеницы по составу почвы
Ученые Казанского ГАУ (член Национального союза селекционеров и семеноводов) выяснили, как по анализу почвы предсказать будущий урожай пшеницы. Они создали две формулы: одна считает урожай по количеству фосфора в земле, другая – по калию. Достаточно знать, сколько этих элементов содержится в почве, чтобы понять, какой получится урожай. Формулы проверили на данных за 52 года – они работают.
Работу выполнили три исследователя из Казанского ГАУ: кандидаты биологических наук, доценты кафедры агрохимии и почвоведения Лилия Гаффарова и Елена Смирнова, а также студентка Анастасия Матвеева. Ученые собрали все результаты анализов почвы в Высокогорском районе Татарстана за период с 1972 по 2023 год и сравнили их с реальными урожаями пшеницы за эти годы.
Мы нашли четкую связь между содержанием фосфора и калия в почве и урожаем пшеницы. Теперь можно взять результаты анализа земли на любом поле и посчитать, сколько центнеров зерна с гектара там вырастет.Лилия Гаффарова - доцент кафедры агрохимии и почвоведения Казанского ГАУ
Формулы для расчета урожайности пшеницы
Для расчета по фосфору необходимо умножить его содержание в почве на 0,11 и прибавить 8,4. Для калия – умножить на 0,15 и прибавить 5,2. Результат показывает урожайность в ц/га. Например, если в почве 150 миллиграммов фосфора на килограмм, урожай составит около 25 ц/га.
Точность таких расчетов подтверждена полувековой статистикой: коэффициент корреляции составил от 0,61 до 0,67, что говорит о достоверной связи между показателями.
За исследуемый период урожайность яровой пшеницы в Высокогорском районе увеличилась почти втрое – с 8 до 24 ц/га. Это связано с регулярным внесением удобрений. Каждый год на гектар вносили в среднем 90 кг минеральных удобрений и 4 т навоза. Однако по годам эти цифры существенно различались: иногда вносили всего 28 кг/га, а в пиковом 1991 году – 235 кг/га.
Сильнее всего изменилось содержание фосфора в почве. В 1972 году его было 52 миллиграмма на килограмм земли, а к 2023 году стало 157 миллиграммов – рост в три раза. Калия было 97 миллиграммов, стало 145 – выросло в полтора раза. Оба элемента критически важны для пшеницы: фосфор улучшает обмен веществ в растении и повышает его морозоустойчивость, а калий необходим для формирования зерна. При этом фосфор почти не вымывается из почвы и накапливается в ней годами, а калий более подвижен, но тоже сохраняется надолго.
Мы посчитали баланс питательных веществ за все эти годы. Оказалось, что фосфора в почве накопилось больше тонны на гектар, калия – больше полутонны. Растения использовали часть этих запасов, но основная масса осталась в земле. Поэтому даже когда удобрений стали вносить меньше, урожаи не упали. Такой положительный баланс сохраняется и по азоту – за 52 года его накопилось почти 500 килограммов на гектар, хотя часть могла уйти из почвы естественным путем.Лилия Гаффарова - доцент кафедры агрохимии и почвоведения Казанского ГАУ
В конце 1950-х в Татарстане начали активно удобрять поля. Тогда земли в Предкамье были кислыми и бедными, особенно в Высокогорском районе. Республика присоединилась к общесоюзной программе интенсификации сельского хозяйства позже других регионов – удобрения сначала пришли в более влажные северные области страны, затем в Беларусь и Прибалтику, и только потом в Поволжье. Больше всего удобрений в районе вносили в 1991 году – 235 кг/га. Потом количество снизилось до 50-100 кг, но эффект от прежних лет сохранился благодаря накопленным в почве запасам.
Данные для работы взяли из архива Центра агрохимической службы «Татарский». Этот центр каждые несколько лет обследует все поля в республике: берет пробы земли и анализирует содержание питательных элементов. Информация помогает фермерам решать, сколько удобрений нужно внести. За 52 года накопился уникальный массив данных, который позволил проследить долгосрочные изменения в составе почв и их влияние на урожайность.
Новый метод расчета урожайности можно применять не только в Высокогорском районе, но и в других местах Предкамья с похожими почвами. Аграрии смогут более точно рассчитывать затраты на удобрения и планировать объемы производства зерна.