Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эффективность расчетных систем удобрения в 8-польном полевом севообороте на темно-серой лесной почве Центрального района России

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Эффективность расчетных систем удобрения в 8-польном полевом севообороте на темно-серой лесной почве Центрального района России"

од

1 На правах рукописи

СВИРИДОВ Дмитрий Александрович

ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАСЧЕТНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ В 8-ПОЛ ЬНОМ ПОЛЕВОМ СЕВООБОРОТЕ НА ТЕМНО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА РОССИИ

Специальность 06.01.04 — Агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1997

Диссертационная работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. А. Дёмин.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н. К. Болдырев, кандидат сельскохозяйственных наук А. Д. Хлыстовским.

Ведущая организация — Центральный научно-исследовательский институт агрохимического обслуживания сельского хозяйства (ЦИНАО).

Защита диссертации состоится . . 1997 г.

в часов на заседании диссертационного совета

Д 120.35.02 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 49. Ученый совет МСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ МСХА.

Автореферат разослан . . 0 . . . 1997 г.

Ученый секретарь /Я *у

диссертационного совета — ^ '

кандидат биологических наук В. В. Говорина

ОЕГЦЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Агропромышленный комплекс - важная составная часть экономики. Эффективность' использования человеком почвенного плодородия наглядно иллюстрируется получением .устойчивых урожаев с.-х. культур хорошего качества. Продолжающееся .в большинстве случаев хишничаское использование земельных ресурсов и резкий спад применения удобрения грозит привести нас не только к экологической, но и к экономической катастрофе.. В связи с этим, продовольственная безопасность государства находится "под большим вопросом. Не потерять плодородие почв в таких условиях сложно, но чрезвычайно необходимо. Необходимо понимать и то, что без достаточного применения "удобрений мы не можем создать требуемый продовольственный фонд в .стране.

Один из вероятных путей прогнозирования и получения различных уровней планируемых урожаев мы попытались представить в данной работе. Для чего О или разработаны модели* различных систем удобрения, с использованием в расчетах доз питательных'веществ метода дифференцированного нормативного баланса. Повышенное поте'нциальное плодородие и малая изученность твмно-серых лесных почв в плане применения удобрений привлекли наше внимание. Как поведут себя культуры и почва при интенсивном сельскохозяйственном использовании? Именно по этой причина изучение предложенных нами систем удобрения является актуальным как в практическом, так и теоретическом плане.

Цель и задачи исследования. Цель проведения исследовани" в полевом опыте состояла п комплексном обосновании рациональных норм элементов питания для хозяйств Центрального района России, которые имеют на сегодня различный уровень обеспеченности удобрениями. Нормы внесения элементов питания рассчитывались методом нормативного дифференцированного баланса на 3 уровня планируемой урожайности сельскохозяйственных культур в 8-польном полевом севообороте. В связи с этим нами были поставлены и решались следующие задачи: 1) установить влияние разных уровней насыщенности сепооборота удобрениями на урожайность с.-х. культур; 2) используя расчетный метод дифференцированного нормативного баланса установить возможность получения разных уровней планируемой урожайности с.-х. культур в севооборота; 3) изучить изменение основных качественных показателей получаемой продукции п зависимости от возрастающих норм удобрений; 4) определить величину выноса питатольшгх агдаств одкницгП урожая и коэффициенты их использования из удобрения и поч~ы; 5) определить баланс питательных врсоств при

разных системах удобрения и их влияние на изменения основных агрохимических показателей почвы; 6) установить влияние разных систем удобрения на изменения фракционного состава почвенного калия; 7) дать экономическую оценку изучаемых систем удобрения.

Объект исследования: 8-польный полевой севооборот, расположенный на темно-серой лесной среднесуглинистой слабооподэоленной почсо. Системы удобрения: минеральная 61 кг д.в./га и навозно-минеральные -69 и 131 кг д. в. минеральных удобрений на фоне 10 т навоза на 1 га севооборота.

Научная новизна работы состоит в использовании метода нормативного дифференцированного баланса для расчета норм удобрений на разные уровни планируемой урожайности (.а темно-серой лесной почве Центрального района России. Показана возможность получения в этом регионе при разных уровнях применяемых удобрений достаточно высоких урожаев сельскохозяйственных культур с хоропими качественными показателями. в работе приведены балансы азота, фосфора и калия в почве, изменения основных агрохимических показателей темно-серой лесной среднйсуглинистой почвы в зависимости от норм вносимых удобрений, прироста урожайности культур севооборота и выноса питательных веществ на единицу продукции. Рассчитаны коэффициенты использования питательных веществ из почвы и удобрений. Показана экономическая эффективность изучаемых систем удобрения.

Практическая значимость работы. Предлагается использовать новый мэтод дифференцированного нормативного баланса для расчета норм удобрений, учитывающий почвенное плодородие и различную обеспеченность хозяйств удобрениями. Это давт возможность получения желаемой прибавки урожая в различных погодных и экономических условиях на темно-серой лесной почва. В результате многолетнего полевого исследования установлено, что поддерживая интенсивный или экстенсивный баланс элементов питания, можно целенаправленно регулировать их содержание в • почве.

Разработанные и испытанные нами различные системы удобрения позволяют получать с.-х. продукцию хорошего качества. В работе показана экономическая эффективность предложенных систем удобрения.

Апробация работы. Материалы исследований ежегодно докладывались на заседаниях кафедры агрономической и биологической химии ТСЗ<А в 19М-19Э6 гг., на Четвертой Международной научной конференции СОИСАО (1996 г.) и научной конк^ениии ТСХЛ (1996 г.).

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 разделов обзора литературы, 6 разделов экспериментальной части, выводов и предложений производству, списка литературы (177 наименований, в том числе 19 на иностранных языках), 32 приложений. Текст работы изложен на 182 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц, 12 рисунков.

Место, условия проведения опыта и методика исследований

Мнсголетние исследования, начатые в 1986 году С.М. Лепшиным (1989), С.А. Отуриным (1992), А.Н. Васильевым (1995) и продолженные автором в 1994-1996 гг., проводились на опытном поле учхоза "Дружба" Переславского района Ярославской области. Твмно-серая лесная средне-суглинистая слабооподзоленная почва имела на момент начала опыта (1986 г.) следуюаие характеристики: содержании гумуса - 4,2% (по Тюрину), рНк! - 6,0, гидролитическая кислотность - 2,12, сумма поглощенных оснований - 20,6 кг-экв/100 г почвы, степень насыщенности почвы основаниями - 91%, среднее содержание подвижных форм фосфора (по Кирсанову 9,2 мг/100 г почвы) и высокое - калия (по Кирсанову - 21,5 мг/100 г почвы). Опыт развернут в пространстве и во времени, имеет 4 варианта в 4-х кратной повторности: 1) контроль (без внесения удобрений), 2)минеральные удобрения (15М25Р21К, всего 61 кг д.в. на 1 га) первый уровень урожайности, 3)минеральные удобрения и навоз (22Н39Р8к + 10 т навоза в среднем на 1 га, всего 179 кг д. в.) на 2-й уровень урожайности, 4)минеральные удобрения и навоз (53Н64Р14К + 10 т навоза в среднем на 1 га, псего 241 кг д.в.) на 3-й уровень урожайности, общая плоиадь делянки 378 ^ (10,8 х 35 м), учетная - 100-180 м2.

Нормы внесения удобрений определяли методом дифференцированного нормативного баланса с учЗтом планируемой прибавки урожая. При проведении расчетов учитывались хозяйственный вынос питательных веществ основной и побочной продукцией, действие и последействие минеральных и органических удобрений, похнивно-корнеЕых остатков бобовых культур с использованием коэффициентов распределения но более чем на 3 года.

Планируема уровни урожайности сельскохозяйственных культур без удобрений были откорректированы а 1989 году, исходя из полученных в 1906-1988 годах результатов, а применяемые рансо нормы удобрений - в 1992 году (табл. 1) .

Севооборот икает следуют а чередования культур: ячмэнь "ИосковсхнЯ-З" с подсевом многолетних трав (клевер - "Мурино", тимофеевка - "Носкозская-5"), многолетние трапы 1 т.п., многолетние травы 2 г. п., озимая гкэница - "Заря", кзрто^зль - "Новский", оппс -

"Геркулес", однолетние травы (горох - "Неосыпающийся", овбс "Геркулес"), озимая рожь - "Чулпан". Ранее выращивались: ячмень -"Белогорский", картофель - "Лорх", горох - "НемацкиЯ кормовой" (в 1986 г. - вика сорта "Льговская"), озимая пшеница - "Звезда".

Из минеральных удобрений в опыте применяли аммиачную селитру, двойной гранулированной суперфосфат и хлористый калий. Навоз вносили поя картофель (50 т/га) и озимую рожь (30 т/га), что в среднем составило 10 т на 1 га севооборота. Среднее содержание в навозе N -0,4» (0,37-0,41), Р205 - 0,2» (0,19-0,22) и К20 - 0,5» (0,48-0,51) на сырую массу. Фосфорные, калийные удобрения и навоз вносили под культуры ярового клина под зяблевую вспашку, а азотные удобрения - весной под культивацию. Поп озимые зерновые культуры 1/3 часть от обыей нормы азота вносили осенью под плуг, а 2/3 давали в ранневесеннюю подкормку.

Таблица 1.

Нормы минеральных удобрений в севообороте (1992-9бгг.), кг д.в. на 1га

Чередование культур Вариант 2 Вариант 3 Ваоиант 4

N Р :05 К,0 N Р:0, Kj О N Р?05 Кг О

Ячмень 35 15 65 20 130 20 155 40

Мн. травы 1г.п. 20 30

Нн. травы 2г.п. 25 60 90

Озимая пшеница 60 25 • 30 130 60 60 180 10

Картофель 20 35 50

овес . t 25 ' 65

Одн. травы 35 45 40 20 50 - 55 55

Озимая рожь 25 25 95 55

( среди, по сев-ту 15 25 21 22 39 S 53 64 14

Всего МРК. 61 69 131

При возделывании культур использовали технологии, применяемые в условиях Центрального района России и рекомендованные средства заситы растений от сорняков, вредителей н болезней.

Учет урожая проводили сплошным методом. Полученный урожай зерна приводили к стандартной 14» влажности. Урояай соломы зерновых культур и ботанический состав сиэсвЯ многолетних и однолетних трав определяли по пробному снопу и пересчитывали ,ка 16»-ну»чвлажность (урожай зеленой массы однолетних трав - 80»). Соотношение клубнейи^Вогвы картофеля определяли по смепаиному образцу, отобранному из 10;кустов.

Отбор, подготовку, химические и технологические анализы растительных и почвенных образцов проводили общепринятыми методами, в соответствии с требованиями ГОСТов.

J

Математическую достоверность полученных урожаев культур, их качественных характеристик, агрохимических показателей почвы проводили методом дисперсионного анализа с использованием программы STRAZ.

Метеорологические условия 11 лет исследований значительно различались по годам. 1986 год в целом был благоприятен для возделывания с.-х. культур, особенно для зерновых и картофеля. В 1987 году отмечалось избыточное увлажнение (в мае-августе выпало на 150 мл больше осадков) и низкая температура воздуха в течение всего вегетационного периода. Избыточное увлажнение отрицательно повлияло на урожайность. Значительное снижение количества осадков и повышение температуры в 1988 году привело к заболеваниям овса, снижению урожайности зерна ячменя и сана однолетних трав, но не оказало сушествэнного влияния на урожайность многолетних трав и картофеля. 1989 год, так же как и 1986, □ целом благоприятствовал выраииванип культур, но двукратное увеличение осадков в августо привело у полеганию озимой ржи и недобору урожая ячменя. 1990 год имел избыточное ( на 188,5 мм больше) увлажнение и сравнительно низкую температуру в течение всеЯ вегетации, что привело к снижонию урожайности однолетних трав. Неблагоприятные погодные условия в августе-сентябре не позволили своевременно приступить к севу озимой пшеницы, поэтому в 1991 году на е0 месте высеяли ячмонь. 1991 год в целом оказался более благоприятным для сельского хозяйства, чем предшествуюкий. Однако, осадки ливнового характера в начале июня вызвали гибель бобового компонента в смеси однолетних трав, что призало к снижению их общего урожая. 1992 гол бил неблагоприятным по условиям перезимовки многолетних трав 1 т.п., поэтому весной они били заменены однолетними. D дальнейшем вегетационный сезон этого года был на 0,7 - З.^С теплео. Количество выпавпих за это время осадков било значительно ниже среянемноголетних ланных,' за исключением мая (особенно третьей декады). Это вызвало снижение урожайности яровых зерновых, картофеля и однолетних трав. 1993 год начался неудачно для посепоз озт-юЯ пзеницы, значительная часть которых погибла. Поэтому на ев касте высеяли ячмень. Вегетационный период, особенно с июня по сентябрь, характеризовался значительным избытком осадков и ниэкоЛ температурой воздуха. Сроки уборки культур отдвину-лись из-за насвоапранэнчого г.ыпрвсаиия. Несмотря на предупредительную обработку фунгицидами посалк-и кгртофоля были лорзтзиы фитофторой, что привело х г.отерэ части уротзя. В 1994 году за мзЯ - июнь месяц оезд-ког. выпзло па 37,7 см Сольса tiop;oJ, температурз воздуха при этом Сила нижа о срвдкси на 1,0°С. Вторая пояозинз вегетационного периода характеризовалась болео yiiepeiiiiici аыпалончом ссадкоз л температурой.

б

близкой к среднемноголетней. Но из-за неблагоприятных погодных условий начального периода роста значительно снизился урожай зерновых, а оввс так и не смог завершить свое развитие из-за поразивших его болезней. Урожайность картофеля была очень низкой. 1995 год был в целом благоприятный по всем показателям, но жаркая, засушливая погода в мае не позволила семенам многолетних трав нормально прорасти. В 1996 г. количество осадков было на уропне среднемноголетних показателей, а температура - выше на 0,6-2,0°С. Следовательно, из 11 лет опыта нормальные погодные условия вегетационного периода обмечались трижды.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Влияние систем удобрения на величину урожая сельскохозяйственных культур и продуктивность севооборота. Обращает на себя внимание урожайность культур в варианте без удобрений (контроль). За все годы опыта на зтом варианте были получены сравнительно высокие (табл. 2) урожаи озимых культур (до 2,9-3,0 т/га), яровых зерновых (до 2,6-2,9 т/га), клубной картофеля (до 19,8 т/га), сена многолетних трав (до 6,2 - 6,6 т/га) и зеленой массы однолетних трав (до 22,0 т/га).

Таблица 2

Урожайность сельскохозяйственных культур в 1986-96 гг., т/га

Культура Вариант опыта ОСГо»

1 1 3 ,| 4

Лчмень 1,9 (2,0)* 2,5 (3,0) 2,9 (3,5) 3,2 (3,5) 0,2

1,3 - 2,8 2,0 - 4,1 2,3 - 4,2 2,7 - 4,5

Мн. травы 1 г.п. 5,5 (5,0) 4,8 - 6,2 6,3 (5,5) 5,6 - 6,9 7,2 (7,0) 6,1 - 7,8 8,1 (8,0) 7,4 - 8,8 0,4

Мн. травы 2 г.п. 5,5 (4,5) 4,7 - 6,6 6,3 (5,5) 5,1 - 7,7 7,4 (7,0) 6,1 - 9,0 8,2 (8,0) 6,7 - 9,3 0,4

Озимая ппеница 2,4 (2,5) 1,2 - 2,7 3,2 (3,5) 1,5 - 3,9 4,0 (4,5) 2,0 - 4,9 4,4 (5,0) 2,4 - 5,2 0,2

Картофель 14,7 (16,0) 21,2 (22,0) 26,3 (30,0) 30,0 (35,0) 1,7

4,8 - 23,9 10,7 - 26,0 11,8 - 35,7 13,3 - 40,2

Оввс 2,4 (2,5) 1,7 - 3,0 2,9 (3,0) 2,0 - 3,4 3,7 (4,5) 2,6 - 4,5 4,1 (5,0) 2,9 - 4,9 0,2

ОдII. травы 17,1 <17,0) 22,9 (25,0) 27,0 (30,0) 30,4 (35,0) 1,7

11,3 - 22,0 16,0 - 30,5 18,1 - 36,7 19,7 - 38,9

Озимая рожь. 2,5 (2,5) 1,2 - 3,0 3,1 (3,0) 1,6 - 3,9 3,8 (4,0) 2,8 - 4,6 4,1 (5,0) 2,7 - 3,0- 0,2

Примечание: * - над чертой - средняя за годы исследования урожайность культур, в скобках - планируемая урожайность; под чертой - колебания урожайности по годам.

Полученные данные свидетельствуют о том, что на темно-серой лесной почве при хорошей организации груда и своевременном выполнении всех агротехнических приемов хозяйства могут существенно повысить продуктивность культур даже без особых затрат на внесение удобрений.

Применение первого уровня минерального удобрения (вариант 2: 15Н25Р21К, всего 61 кг д.в. на 1 га) способствовало увеличению урожая зерна овса на 0,5 т, ячменя и озимой ржи - 0,6, озимой пшеницы - 0,8, клубней картофеля - 6,5, сена многолетних трав 1 и 2 г.п. - 0,8, зеленой массы однолетних траз - 5,8 т с 1 га по сравнению с контролем. Внесение удобрений, рассчитанных на второй уровень урожайности (вариант 3: 22Н39Р8К + 10 т навоза в среднем на 1 га, всего 179 кг д. в.), обеспечило дополнительный прирост продукции зерновых культур на 0,4-0,8 т, картофеля - 5,1, сена многолетних трав - 0,9-1,1 и зеленой массы однолетних трав - 4,1 т с 1 га к предыдущему уровню. Наибольшее количество продукции было получено в 4 варианте при применении второго уровня навозно-минеральной системы удобрения, рассчитанной на 3-й уровень урожайности (53Ы64Р14К + 10 т навоза в среднем на

I га, всего 241 кг д.в.). ЕЭ применение помогло получить з среднем за

II лет зерна ячменя - 3,2 т, овса и озимой ржи - по 4,1, озимой пшеницы - 4,4, клубней картофеля - 30,0, сена многолетних трав -8,1-8,2, зеленой массы однолетних трап -30,4 т с 1 га севооборота.

Использование возрастающих норм удобрений под зерновые культуры повысило продуктивную кустистость злаков в 4 варианте в 1,3-1,4 раза по сравнению с контролем. Увеличилась длина колоса (моталки) и количество зерен. Масса 1000 зерен практически не изменилась. За счет увеличения общей кустистости и высоты растений прирост соломы в 4 варианте возрос по отношению к контролю и составил у огимой пшеницы -88», у других зерновых - 72-75%.

Таблица 3

Показатель Вариант опыта

1 2 3 4

1..Продуктивность, т корм. ед. на 1 га 3,0 3,9 4,7 5,2

2. Прибавка продуктивности от удобрений, т корм. ед. на 1 га 0,9 1,7 2, 2

3. Внесено кг д.п. на 1 га - 88 210 286

4. Окупаемость 1 кг д. в. удобрения, корм. ед. 10,2 8,1 1,1

Продуктивность севооборота (табл.Э) без внесения удобрений в среднем за 11 лет составила 3,0 т корм, вд./га. При внесении 88 кг/га минеральных удобрений получена прибавка на 0,9 т корм. ед. Применение ешв 122 кг д. в. удобрений пало дополнительно 0,8 т корм, ед./га. Дальнейшее увеличение вносимых удобрений на 76 кг д.в. повысило продуктивность еиа на 0,5 т, что составило 5,2 т корм, вд./га, не достигнув при этом своего предела. Окупаемость 1 кг д.в. удобрений закономерно снижалась по вариантам с 10,2 до 7,7 корм, ед., оставаясь на довольно высоком уровне.

Влияние различных систем удобрения на качество урожая с.-х. культур. С ростом количества вносимых туков относительное содержание азота, фосфора и калия максимально увеличилось в основной продукции в среднем на 21, 17 и 11 % соответственно. Содержание кальция в продукции большинства культур мало изменялось. Достоверный рост наблюдался в урожае основной и побочной продукции картофеля, овса, озимой ржи и зеленой массе однолетних трав. Наиболее отзывчивыми на внесение удобрений в отношении увеличения содержания магния оказались озимая рожь (относительный прирост к контрольному варианту-20»), картофель (относительный прирост в клубнях-12»), многолетние травы (относительный прирост - 16») и овес (относительный прирост в соломе-25»).

Возрастающие нормы удобрений увеличивали содержания азота и сырого белка в зерне озимых и яровых культур, использование навоэно-минеральных систем удобрения обеспечило относительный прирост белковости зерна ячменя на 12 - 231 к контролю. По овсу и озимой ржи прирост составил соответственно 8-11 и 9-181. Озимая пшеница положительно отреагировала на все применяемые системы. Минеральные удобрения обеспечили 5» относительный прирост белка, при использовании первого уровня навозно-минеральной системы удобрения дополнительно получили 101, а второго уровня - 14% сирого белка. Количество сирой клейковины достоверно возрастало с 20,9 до 26,2» по всем вариантам опыта при сохранении, что очень важно для данной з..ны воздг.чыьания, первой группы ей качества. Применение удобрений позиолило получить зерно 2 класса качества. Стеклоаидность и натура зерна заметных изменений не претерпели. Тоже можно сказать и о последнем показателе эорна озимой ржи.

В клубнях картофолч под действием удобрений снижалось содержание сухого вещества (с 23,Э до 21,61), крахмала (с 17,4 г.о 15, И) и повышалось содержание витамина С (с 14,2 до 15,2 мг1). С^мая ¡такая крахмалистисть иаблюдалао в малкой (.ракцми клубней, з самая Оольпая

- в крупной (табл. 4). Сбор крахмала вопрос и состапил соответственно по вариантам 2,5, 3,5, 4,2 и 4,6 т/га. Содержание сырого белка достоверно увеличивалось на 10, 11 и 84 соответственно по каждому парианту относительно предыдущего, что в итох^е в абсолютном значении составило 11,8% (4 вариант).

Тэблица 4

Содержание крахмала в клубнях картофеля (1994 - 1995 гг.)._%_н? _СУР•м

Вариант Мелкая фракция (менее 50 г.) Средняя фракция (50 - 80 г.) Крупная фракция 1 более 8 0 г.)

1994 г. 1995 г. 1994 г. 1 1995 г. 1994 г. | 1995 г.

1 18,2 19,3 20,5 | 19,7 .21,5 ! 20,0

2 18,0 18,1 19,8 | 18,0 21, 1 19, 6

3 16, 5 17,0 17,5 | 17,2 18,5 18,2

4 15, 2 16. 1 16,6 1 17,1 18,3 17, Я

НСРм 1,1 1,3 2,4 | 0,8 2,6 | 1,2

В 1994-96 гг. были проведены наблюдения за Фракционным составом клубней картофеля. В -среднем, за 3 года, доля клубной ..ассой Солее 50 г возросла с 65 до 61%. Даже экстремальный для картофеля 1994 год при очень низкой урожайности позволил получить почти двукратное (с 33 до 61%) увеличение доли таких клубной в оСсам урожае. В благоприятные для культуры 1995-96 гг. темпы прироста доли клубней массой более 50 г снизились, но абсолютные показатели резко возросли и достигли в 3 и 4 вариантах 92-94%.

Таблица 5

Показатели качества трав (п среднем эа 1999-1995 гг.),% на в.с.м.

Показатель | Варианты 1 НСРс, 1 1 ! 2 | з 1 4 !

Сено многолетних трав (1 г. п./2 г.п.)

Сирой г«.| | 1С, 2/ 14,0 | 16,5/ 14,4 I 1 17,2/ 14,3 1 17,5/ 16,4 | 1,1/ 1,3

Клетчатга 2?.3/ 29,2 | 29.2/ 29,4 30,1/ 30,1 30,С/ 30,1 I 1,3/ 1,7

Каротин, мг/кг 35,9/ 32,1 | 43,3/ 40,6 47,9/ 45.6 | 54,6/ 51,5 | 2,6/ 2,4

Зелйнзя масса однолетних тоав

Су~1. ьра-»о, 1 19,7 19,2 13,8 15,3 0,7

СироД Селок 12,7 14,1 14.7 16,2 1, 1

25,8 26,0 26, С 26, 4 2,0

Кд рОТ VI И , мг/кг 17, 1 20,5 21.4 27,0 2, 4

Содержание сырого белка в урожае однолетних и многолетних трав (табл. 5), как правило, увеличивалось по мера роста норм применялюм

удобрений. Вносимые о почву элементы питания положительно сказались на содержании в однолетних и многолетних травах 1 и 2 г.п. каротина, увеличив его к каждому предыдущему уровню во втором варианте на 18 -214, в третьем - на 19, 10, 12», в четвертом - на 11, 14 и 13» соответственно по культурам.

Некоторое увеличение в продукции нитратов имело вполне закономерный, неизбежный характер и не могло вызвать отрицательных действий на высшие организмы, в ботие картофеля максимальное количество N0, наблюдалось в период бутонизации, увеличиваясь по вариантам с 99 до 382 мг/кг сырой массы. Затем к уборке оно снижалось в 3-7 раз. По сравнению с периодом клубнеобразования содержание N0) в клубнях к уборке снижалось в 2 раза и было намного ниже ПДК. Концентрация нитратов в кормах к уборке также снижалась примерно в 2 раза и находилась в допустимых пределах.

Таким образом, все рассматриваемые нами системы удобрения положительно повлияли на качество выращиваемых в опыте культур (за исключением закономерных изменений в клубнях картофеля).

Содержание ТМ в урожае не определялось, но исследования, проведенные в другом аналогичном длительном опыте в учхозе "Михайловское", показали, что за 14 лет эксперимента существенных (математически достоверных) изменений в этом плане но наблюдалось. Поэтому нет оснований предполагать, что и в нашем опыте за 11 лет применения более низких норм удобрений могло быть существенное возрастание в продукции и в почве концентрации тяжелых металлов.

Вынос основных элементов питания единицей продукции, их баланс в севообороте и коэффициенты использования из почвы и удобрений. Применение удобрений, рассчитанных на первый уровень планируемой урожайности, увеличило вынос азота на 1 т основной продукции с учотон побочной (табл. 6) в среднем на 4-7» (картофелем на 12»). В этих же пределах увеличивался вынос фосфора и калия (ячменем на 13»). Использование первого уровня навозно-минеральной системы удобрения повысило вынос всех трех элементов в среднем на 4-6» (картофелем на 9-10»), по сравнению с предыдущей минеральной системой. Наиболее значительный вынос питательных веществ отмечен в 4 варианте (второй уровень навозно-минеральной системы удобрения). Однолетние и многолетние травы 2 г. п. практически не изменили своих показателей выноса по вариантам, за исключением выноса азота. Многолетние травы 1 т.п., напротив, несколько увеличили вынос фосфора и калия.

Таблица б

Вынос И, Р2О5 и КгО на 1 т оснопной продукции с учетом

побочной продукции (в среднем за 1986 - 1995 гг.). кг

Культура Вариант Элемент

N 1 Г:<4 1 К>0

Ячмень планируемый 27 11 2 4

1 21, 7 11,0 17,7

2 23, 2 11,6 20,0

3 24,7 12, 5 21,4

4 26, 0 23,4

Многолетние травы 1 г.п. (сено) планируемый 13' 6 20

1 12,3'/ 24,1 5,3 24, 8

2 12,7-/ 24,4 5,7 25,2

3 12, 9 * / 25,5 5, 7 2ь, ■!

4 12,7«/ 25,9 6,1 27, 3

Многолетние травы 2 г.п. (сено) планируемый 15« 6 20

1 14,5«/ 20,9 6, 1 23, 4

2 15,6«/ 21,5 6, 0 24 , 0

3 16,6«/ 22,2 6, 5 24,5

4 18,1«/ 23,7 6, 5 25,3

Озимая пшеница планируемый 35 12 26

1 24,6 11,4 23, 1

2 26, 1 11,9 23,6

3 27, 6 13, 0 24, 7

4 29, С 13,6 27, 0

Картофель планируемый 5,5 1,6 7,6

1 5,0 1,9 8,5

2 5, 6 1,9 3,9

3 6,1 2,1 9,7

4 6, 4 2,2 9,9

Овес планируемый 30 13 29

1 27,1 13, 4 24, 5

2 28, 3 13, 6 25,7

3 29, 7 14,1 27, 1

4 31,7 14,9 28, 5

Однолетние травы (зелёная масса) планируемый 2,7' 1,2 4,4

1 2,5'/ 4,0 1,4 4,7

2 2,6'/ 4,2 1,4 4,9

3 2,7»/ 4,4 1,5 4,8

4 2,7'/ 4,7 1,5 4 , 8

Озимая рожь планируемый 30 12 28

1 21,0 12,6 23,2

2 22,5 13,4 24,5

3 23,5 13,6 25,3

4 26,1 15,0 27, 6

Примечание: • - вынос азота без учета азотфиксации бобовыми.

В больсинстве случаев определенный нами хозяйственный вынос элементов питания на 1 т урожая основной продукции (с учйтом побочной) совпадал с планируемой величиной этого показателя.

I! среднем по лучшим полям севооборота за период 1986 - 1995 гг. (т,1бл. 7) хоэяйстпонный баланс лпота, фосфора и калия при применении минеральной системы удобрения культур (38 кг д.в. минеральных удобрений) оыл отрицательным. Применение! первого уровня наьозно-минеральной системь: удобрения (105 кг д. в. минеральных удобрений и 10 т навоза в среднем на 1 га севооборота) обеспечило прирост в балансе по лучшим полям севооборота азота до 100, фосфора - до 153» от выноса элементов. Дальнейший рост баланса азота и фосфора имел место и в случае применения второго уровня навозно-минеральной системы удобрения (17Э кг д.в. минеральных удобрений и 10 т нлвоэа в среднем на 1 га севооборота) до 113 и 175» соотпетстпонно. Резко отрицательный баланс калия создавался намеренно с целью выяснения возможностей почвы в продолжительности обеспечения питания растений при отсутствии или большом дефиците поступления калийных соединений. Этот вопрос будет изучаться и в дальнейшем.

Коэффициенты использования питательных веществ возделываемыми сельскохозяйственными культурами из почпы в среднем за 10 лет составили: легкогидролизуемого азота - 14-26», подвижных форм фосфора -7-12» и калия 6-23%,а коэффициенты использования из удобрений (рассчитывали разностным методом) по полям севооборота - азота 5473», фосфора 28-29» и калия 92-117».

Таблица 7

Хозяйственный баланс азота, фосфора, калич

и среднем по 1,3,8 полям сзвооборота (1986 - 1995 гг.)

Элемент Вариант Внесено в почву Вынесено с урожаем Баланс, ± Баланс, » к выносу

кг д.в. на 1 га

N 1 10 589 -579 -

2 550 825 -275 67

3 1055 1060 -5 100

4 1433 1265 + 168 113

Р 1 5 270 265 -

2 358 367 -9 93

3 712 4С5 + 247 153

4 970 553 + 417 175

К 1 25 757 -732 -

2 282 1043 -761 27

3 577 1306 -729 44

4 693 1540 -847 45

Изменение основных агрохимических показдталей почвы под действием различных систем удобрения. До закладки опыта п 1986 г. тямно-сорая лесная почва с содоржаниом гумуса 4,24 и нейтральной реакцией среды имела 3 класс обеспеченности по фосфору и 5 класс - по калию (табл. 8).

Таблица 8

Агрохимические показатели сорой лесной почвы (в слое 0-20 см.)

Вдриднт опыта Гумус, к pIVc Нг S V, 1 г, О, К,О

,МГ-ЭК»/100 р. почвы по Кирсанову | по Масловой

мг/100 г. почяы

Перед закладкой опита в 1986 г.

! 4,2 6, 0 2,1 20, 6 91 9, 2 21, 5 -

1995 г.

1 4,2 5,9 2,2 24, 2 83 9,5 19, 6 26, 2

2 4,2 6, 0 2,1 24, 4 79 9,7 21,1 26,5

3 4,5 6,0 2,3 24, 3 86 10,9 21,5 34,0

4 4,3 5,9 2,3 24,1 87 12,3 21,1 34,2

HCPos 0, 1 0,1 0,2 0, 9 - 0,6 1,2 3,9

За годы эксперимента на варианте без применения удобрений и при использовании только минеральной системы удобрения содержание в почве гумуса практически осталось на прежнем уровне. Применение нааоэно-мннеральных систем удобрения обеспечило достоверный его прирост в обоих случаях. Следует отметить, что при возрастании количества минеральных удобрений со 105 до 179 кг д.в./га в навоэно-минеральных системах, снизился темп прироста гумуса почвы.

Незначительное изменение рН солевой вытяжки в сторону подкис-ления отмечено только о 1 И 4 вариантах. Применение различных систем удобрения не оказало воздействия на степень насыщенности почвы основаниями. Тем на менее, внесение 10 т/га навоза оказало положительное влияние на гидролитическу» кислотность при возрастали:: нормах минеральных туков.

Положительный рост хозяйственного баланса фосфора о 3 и 4 вариантах опыта привел к увеличению содержания этого элемента питания в почоо на один класс. За 10 лет содержание Р:05 увеличилось на 1,7-3,1 мг/100г почвы. Таким образом, для уволичанип содержэнмя подвижных Форм íocícpa в пахотном слои (0-20 см) на 1 иг/100г почвы дополнительно сверх синоса с уротасм ежегодно требуется внесение 109-113 кг Р»0» удобрений.

Сознательно созданный дефицитный хозяйственный баланс калия в севообороте (30-491 к выносу с урожаем) за годы эксперимента достоверно но изменил содержание подвижных форм этого элемента при определении К20 по методу Кирсанова. Метод определения подвижного калия по Масловой позволил зафиксировать увеличение этой формы. Содержание хи-слотрастворимого калия о слое 0-40 см по сравнению с контролем достоверно возросло.

Экономическая эффективность изучаемых систем удобрения. Предложенные системы применения удобрений на разные уровни урожайности выгодны не только с точки зрения получения качественной продукции, поддержания плодородия почвы, но и с точки зрения получения экономического эффекта (табл. 9).

Наиболее выгодным оказалось внесение минеральных удобрений к навоза, рассчитанных на третий уровень урожайности, которое обеспечило максимальный выход продукции с единицы плошали (5098 тыс. руб. с 1 га) при минимальной себестоимости в 687 тыс. руб. Чистый доход от применения этой систомы удобрения был наибольшим и составил в итоге 1,3 млн. руб. с 1 га. Рентабельность от применения навоэно-минеральных систем удобрения на одном уровне, но ниже чем от внесения только минеральных удобрений.

Таблица 9

Экономическая эффективность систем удобрения в севообороте

Показатели Вариант опыта

1 1 2 | 3 4

Выход продукции на 1 га: в т корм. ед. в тыс. руб. 3,0 2596 3,9 3530 4,7 4495 5,2 5098

Материально-денежные затраты на 1 га, тыс. руб. 2389 2827 34 40 3775

Себестоимость 1 т корм, ед., тыс. оуб. 764 706 697 68 7

Чистый доход на 1 га, тис. руб. 209 704 1055 1323

Окупаемость дополнительных затрат, руб. 2, 14 1,81 1, 84

Рентабельность: производства продукции, 4 поякенония удобрений, 6 0,7 24,9 113,0 30,7 80,5 35,0 80,4

и

выводы

1. Продуктивность 8-польного полевого севооборот,) в среднем за 19861996 гг. на тбмно-серой лесной срсднесуглинистой почве при минеральной системе удобрения (ЗОЯЗЗР25К или 88 кг д. в. на 1 га) возросла до 3,9 т корм. ед. на га; при первой навозно-минеральной системе (43Г149Р13К на фоне 10 т навоза в среднем на 1 га севооборота или 210 кг д. в.) составила 4,7 т корм, ел., а максимальная продуктипность -5,2 т корм. сл. получена при внесении второго уровня навозно-минеральной системы удобрения (78^6Р25К на фоне 10 т навоза или 286 кг д.в. на 1 га).

2. С ростом количества вносимых туков относительное содержание азота, фосфора и калия максимально увеличилось в основной продукции в среднем на 21, 17 и 11 % соответственно. Достоверный рост содержания кальция наблюдался в урожае основной и побочной продукции картофеля, овса, озимой ржи и зеленой массе однолетних трав, а магння - в продукции озимой ржи, клубнях картофеля, сене многолетних трав и соломе овса.

3. При увеличении норм удобрений происходило достоверное повышение белковости зерна овса, озимой пшеницы, озимой ржи и ячменя на 11, 14, 18 и 234 соответственно. Содержание сырой клейковины в зерне озимой пшеницы возросло с 20,9 до 26,2% (при сохранении 1 группы качества).

4. При возрастании норм удобрений содержание сухого весдества а клубнях ■ картофеля снизилось в среднем за 1986-1995 гг. с 23,9 до 21,6%, крахмала с 17,4 до 15,1%, но повысилось содержание сырого белка (с 8,9 до 11,8%) и витамина С (с 14,2 до 15,2 мг%). Самая низкая крахмалистость отмечена в мелкой фракции клубней, а самая Солызая - в крупной. Сбор крахмала возрос с 2,5 до 4,6 т/га.

5. Насыщение совооборота удобрениями увеличило содержание сырого белка в сене многолетних и зелйной массе однолетних трав соответственно на 8-17 и 28% и каротина более чем на 50%, но на повлияло на содержание клетчатки в продукции.

6. Содержание нитратов в клубнях картофеля, зеленой массе одголетних и многолетних трав в процесса вегетации с ростом норм удобрений увеличивалось примерно в 2-Э раза. К уборке урожая концентрация NОз понижалась в картофеле в 3-7 раз, а травах в 2 раза и была значительно ниже ЛДК.

7. Относительный хозяйственный баланс питательных весеств в среднем по севообороту за 1986-1995 гг. в зависимости от уровня его продуктивно-

сти и приманяемой системы удобрения составил: азота - 68-125», фосфора - калия - 36-49» к выносу с урожаем, в. Коэффициенты использования питательных веществ с.-х. культурами из почвы в сродном за 10 лот составили: легкогидролизуемого азота - 14261, подвижных форм фосфора - 7-12 и калия 6-23»; а из удобрений по полям севооборота: 54-73» азота, 28-29 фосфора и 92-117» калия. ». За 10 лет опыта на неудобренном варианте и при минеральной системе удобрения содержание гумуса в почве практически осталось на прожнем уровне. Применение навозно-минеральных систем удобрения обеспечило достоверный его прирост (0,1-0,3»). Сумма поглощенных оснований но изменялась по вариантам опыта. Внесение 10 т/га подстилочного навоза оказало положительное влияние на гидролитическую кислотность при возрастающих нормах туков.

10. Содержание подвижных форм фосфора за 10 лот на удобренных вариантах достоверно возросло на 1,4-2,8 мг/100г почвы. Для увеличения содержания подвижного фосфора на 1 мг в 100 г тамно-серой лесной почвы требуется внести 110 кг Р2О5 сверх выноса урожаем культур.

11. Применение различных уровней систем удобрения привело к повышению содержания водорастворимой, подвижной и кислотсрастьоримой форм калия в верхних горизонтах почвы по сравнению с неудобренным вариантом.

12. Все изучаемые системы удобрения на различные уровни продуктивности сработали эффективно и окупаемость 1 кг д.в. удобрений составила 10,2-7,7 корм. ед.

и. Наибольший чистый доход (1323 тыс. руб./га) получон по 2 уровню навозно-минеральной системы удобрения в основном ¡за счет картофеля ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На тёмно-серой лесной почве Центрального района России для получения продуктивности полевого севооборота 3,9 т корм. ед. с 1 га рекомендуется применять ЗОМЗЗР25К или. 88 кг д. в. на 1 'га. Внесение 43М9Р13К на фоне 10 т навоза в среднем на 1 га севооборота (или всего 210 кг д. в. на 1 га) позволяет повысить продуктивность до 4,7 т корм, од., а увеличение норм удобрений до 78Н76Р25К на фоне 10 <г навоза (или 286 кг Д.в. на 1 га) - до 5,2 т корм. од.

2. При расчбтах научно обоснованных систем удобрения в севооборотах предлагается испольэсеать метод нормативного дифференцированного баланса.

На серой лесной почве со средним содержанием подвижных форм фосфора и высоким — калия в зависимости от уровня планируемой продуктивности севооборота необходимо придерживаться следующих показателей баланса питательных веществ: азота — 67—113%, фосфора — 98—175%, калия — 27—45% к выносу с урожаем.

3. При расчете норм удобрений на планируемую урожайность предлагается использовать следующий вынос азота, фосфора и калия (кг на 1 т основной продукции с учетом побочной):

Культура N р2о5 К20 Культура N р2о5 К20

Ячмень 22—26 11 — 14 17—23 Картофель 5—6 2 8—10

Мн. травы 1

г. п. (сено) 12—13* 5-6 25—27 Овес 27—32 13—15 24—29

Мн. травы 2 14-18* Одн. тразы

г. п. (сено) 6—7 23—25 (з/м) 2* 1 4—5

Озимая Озимая

пшеница 25-30 11-14 23-27 рожь 21-26 13-15 23—28

Примечание: * — без учета азотфиксации.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Свиридов Д. А. Влияние различных систем удобрения на 'продуктивность многолетних трав на темно-серой лесной почве Владимирского Ополья//Сб. Биологический азот в растениеводстве: Тезисы докладов четвертой Международной научной конференции СОИСАФ 6...7 мая 1996 г. — М„ 1996.

2. Дёмин В. А., Дёмин Н. И., Свиридов Д. А. Определение содержания крахмала в картофеле по удельному весу клубней Ц Изв. ТСХА. — 1997. — Вып. 1.

Объем 1 п. л.

Заказ 331

Типография Издательства МСХА 127550, Москва, Тимирязевская ул., 44

Тираж 100