Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕВООБОРОТОВ И ПЛОДОРОДИЕ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ОКСКО-ДОНСКОЙ РАВНИНЫ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕВООБОРОТОВ И ПЛОДОРОДИЕ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ОКСКО-ДОНСКОЙ РАВНИНЫ"

Ц'їб'без

Натоавах-рукописи

їЩР

ШУБИТИДЗБ ГЕОРГИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕВООБОРОТОВ И ПЛОДОРОДИЕ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ОКСКО-ДОНСКОЙ РАВНИНЫ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие

Автореферат на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов-2005,

Диссертационная работа выполнена в Государственном научном учреждении Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Восчока

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук Пронько Виктор Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук Фирсов Александр Иванов« !

кандидат сельскохозяйственных наук, профессор Кульков Валерий Федорович

Ведущая организация: Государственное научное учрежден»;

Волжский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации

Защита диссертации состоится 1 2005г. в ычасов

иа заседании диссертационного Совета Д 006.050.01 при Государственном научном учреждении Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока по адресу: 410010, г. Саратов, ул. Тулайкова, 7, зал заседаний

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного научного учреждения Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока

Автореферат разослан " Л г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Ю.Е. Сибикеева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Длительные мониторинговые наблюдения показали, что практически повсеместно наблюдается ухудшение плодородия почв. Процессы деградации затронули даже такие высокобуферные и высокоплодородные почвы как черноземы. Помимо проявления водной эрозии, уплотнения пахотного слоя, ухудшения водного, воздушного и пищевого режимов в черноземной зон« стали отмечать повышение кислотности почв. В конце 20-го века только в пределах Саратовской области повышенная кислотность отмечена на площади свыше 500 тыс. га. Она распространена на черноземах типичных и выщелоченных, имевших прежде нейтральную или близкую к ней реагашю почвенного раствора.

Повышение кислотности сопровождается ухудшением азотного питания растений и как следствие этого - снижением продуктивности сельскохозяйственных культур. Поэтому разработка приемов повышения плодородия черноземных почв, имеющих повышенную кислотность, позволяет решить не только несомненно интересные научные задачи, но и представляет большую практическую значимость.

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы - определить влияние химических мелиорантов на продуктивность севооборотов и характер изменения основных показателей плодородия чернозема выщелоченного,

В задачу исследований входило:

- выжлть влияние химических мелиорантов и минеральных удобрений на продуктивность севооборотов с короткой ротацией;

- определить действие различных видов и доз химических мелиорглтов на физические, водно-физические и физико-химические свойства чернозема выщелоч енного;

- изучить действие химических мелиорантов и минеральных удобрений на содержание гумуса, динамику подвижных форм питательных веществ, вынос и баланс элементов питания;

- определить оптимальные дозы доломитовой муки для юго-восточной части Окско-Донской равнины;

- установить действие н последействие химических мелиорантов на урожайность научаемых сельскохозяйственных культур;

- дап экономическую н биоэнергетическую оценку изучаемым химическим мелиорантам.

Научиая новизна. На выщелоченном черноземе Окско-Донской равнины получены новые данные о влиянии химических мелиорантов на недопотребление зерновых и кормовых культур, изменение кислотности почвы и состава поглощенных оснований, плотность почвы, ее пищевой режим, содержание гумуса, баланс питательных веществ и продуктивность севооборотов с различным "табором культур. Выявлены наиболее эффективные виды и дозы химических

л

ЦНБ МСХА фонд научной литературы

мелиорантов на выщелоченном черноземе. Определена продолжительность последействия химических мелиорантов в зависимости от дозы их внесения.

Практическая значимость. Установлена высокая эффективность доломитовой муки как химического мелиоранта, выявлены ее оптимальные дозы, позволяющие повысить продуктивность пашни за ротацию севооборотов на 2,75 т/га з.е. Определены севообороты с оптимальным набором культур для мелиорируемых полей.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на оседаниях ученого совета Государственного научного учреждения НИИСХ Юго-Востока (Саратов, 1992; 1996), Всероссийской научно-праггичссхой конференции "Вавиловские чтения • 2004" (Саратов, 2004), ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова (Саратов, 2003; 2005), на совещаниях руководителей и специалистов Ртищевского (1995 г.) и Балашов-ского (2002 г.) районов.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 4-х печатных работах.

Реализация результатов исследований. Материалы диссертации использовались проектно-изыскательской станцией химизации "Балашсвская" при составлении проекта мелиорации кислых почв. Производственная проверка и внедрение научных разработок осуществлялась в 2002-2004 гг. в крсстьян-ско-фермерском хозяйстве "Ссрегино" Балашовского района Саратовской области на площади 50 га. Получен условно чистый доход 675,5 руб. на 1 га севооборотной площади при уровне рентабельности 125%.

Положения, выноснмые на защиту:

1, Особенности изменения физических, водно-физических, физико-химических и агрохимических свойств чернозема выщелоченного при использовании химических мелиорантов и минеральных удобрений.

2. Повышение продуктивности севооборотов при использовании оптимальных видов и доз химических мелиорантов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав, выводов н предложений производству, списка литературы, который включает 213 источников (в том числе 24 на иностранных языках) и 14 приложений. Текст изложен на 177 страницах компьютерного текста и иллюстрирован 49 таблицами.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые опыты проводились в 1990-1995 гг. в АО "Темп" Ртищевского района Саратовской области. В 2002 -2004 гг. осуществлялась производствен--ная проверка и внедрение полученных результатов в Балашовском районе Саратовской области. Агрометеорологические условия в период проведегмя ис-

следований были различными. Благоприятными для развития сельскохозяйственных культур оказались 1993 и 1994 годы. За вегетационный период выпадало ссадков 324 и 243 мм, что выше многолетних показателей на 124-144 мм. Неблагоприятные погодные условия в период вегетации сложились в 1992 г,

В целом погодные условия в годы проведения исследований были типичными для данной микрозоны.

Почва опытного участка - чернозем выщелоченный, среднемощный, глинистый. Содержание гумуса в пахотном горизонте 6,7-7,2%, запасы валового азота - 0,25-0,30, фосфора-0,13-0,16, калия - 1,1-1,2%, подвижного фосфора по Чирикову 160-170 мг/кг и обменного калия -138 мг/кг. Величина рН солевой суспензии при закладке полевого опыта составляла 4,6-5,0, гидролитической кислотности - 5,6-6,9 мг/экв. 100 г почвы. Сумма поглощенных оснований: 30,0-34,8 мг/экв. на 100 гпочвы.

Закладка полевых опытов осуществлялась в соответствии с общепринятыми методиками. Полевой двухфакторный опыт включал следующие факторы: химические мелиоранты (фактор Л) - 8 вариантов:

1. Контроль - без мелиоранта

2. Мел 4,8 т/га

3. Известковая мука 4,8 т/га

4. Доломитовая мука 3,0 Нг

5. Доломитовая мука 1,5 Нг

6. Доломитовая мука 1,0 Нг

7. Доломитовая мука 0,5 Нг

8. Доломитовая мука 0,25 Нг

По фактору В (удобрения): фон без удобрений и удобренный фон с ежегодным внесением N40 Р<*>Кзо под все культуры севооборота.

Химические мелиоранты (фактор А) вносились на удобренном и неудобренном фонах в мелиоративном поле, которое впоследствии паровалось.

Действие мелиорантов изучалось к пяти севооборотах со следующим чередованием культур:

Севооборот I: Пар, озимая пшеница, яровая пшеница, ячмень.

Севооборот II: Пар, яровая пшеница, ячмень, овес.

Севооборот III: Пар, ячмень, овес, просо.

Севооборот IV; Пар, овес, просо, яровая пшеница.

Севооборот V. Пар, ячмень с подсевом костреца безостого, кострец безостый, кострец безостый.

После завершения ротации севооборотов на опытном участке был посеян ячмгиь в качестве диагностической культуры для определения длительности последействия мелиорантов.

Размещение делянок в опыте последовательное. Повторность вариантов четырехкратная. Площадь делянок 216 м\ Агротехника при возделывании культур применялась рекомендуемая для данной микрозоны Саратовской области.

В опытах влажность почвы определяли термостатно-весовым методом послойно на глубину 2,0 м; агрегатный состав — по Н.И. Саввинову; плотность почвы - буром H.A. Качинского; кислотность почвы - по методакс ЦИ11АО (ГОСТ 26483-85); состав поглощенных оснований - по ГОСТ 26487-85; содержание в растениях NPK. - по методу Гинзбург-Щегловой; количество гумуса -по ГОСТ 26213-91; нитратный азот-по Гравдваль-Ляжу; подвижный фосфор и обменный калий по Ф.В. Чирикову.

Учет урожая осуществляли поделяночно комбайном с последующим пересчетом массы зерна на 100% чистоту и 14% влажность. Статистическая обработка урожайных данных выполнялась по программам, разработанным в вычислительном центре ГНУ НИИСХ Юго-Востока.

Экономическая и энергетическая оценка проводилась по методикам, утвержденным ВАСХНИЛ, РАСХН и ВИУА, с привлечением технологических карт возделываемых культур.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Водопотребление, Исследованиями на выщелоченных, черноземах установлено, что запасы продуктивной влаги в севооборотах зависели не только от погодных условий года, но и от вида возделываемых культур. Так. в 1991 г. из слоя 0-200 см под яровой пшеницей было израсходовано 179 мм влаги, под овсом - 241 мм, а под кострецом безостым - 141 мм. Эти различия обусловлены, прежде всего, неодинаковыми исходными запасами влаги после разных пред-шесгвенников. Во-вторых, сроки уборки сельскохозяйственных культур разные. Раньше всех скашивали на зеленую массу кострец безостый, что позволяло исключить при расчетах осадки, выпавшие после уборки.

Как по суммарному расходу продуктивной влаги, так и ее потреблению на формирование единицы урожая, преимущество имел севооборот I (пар чистый - озимая пшеница - яровая пшеница - ячмень). Суммарный расход влаги за его ротацию составлял 697 мм, на формирование 1 т урожая - 28,3 мм (табл. 1). Больше всего влаги расходовали культуры севооборота Ш (пар чистый - ячмень - овес - просо). Расход влаги на образование 1 т урожая здесь достигал максимальной величины - 54,8 мм.

1. Расход продуктивной влаги в различных севооборотах на формирование единицы урожая, мм (1991-1994 гг.)

Се!»- Расход влаги по севооборотам, мм Расход влаги

обсрот 1991-1992 гг. 1992-1993 гг. 1993-1994 гг. в сумме на 1 т i.e., мм

I 153 179 365 697 28,3

Ш 253 241 431 925 54,8

IV 250 141 400 791 44,1

Севооборот V (пар чистый - ячмень покровный - кострец безостый - кострец безолый) как по суммарному расходу, так и водопотреблению на единицу урожая занимал между ним» промежуточное положение.

Физически« свойства лочвы

Агрегатный состав почвы. В результате проведенных исследований выявлено положительное влияние доломитовой муки на воспроизводство водопрочной С1руктуры.

Установлено, что различные нормы доломитовой муки в неодинаковой степени влияли на восстановлен не утраченной водопрочной структуры. При использовании минимальной дозы доломитовой муки (0,25 Нг) содержание водопрочных агрегатов в пахотном горизонте увеличилось по отношению к контролю на 2,3%. С повышением дозы доломитовой муки до 1,0 Нг число водопрочных агрегатов возросло на 4,4%, а при дозе 3,0 Иг - на 7,3%- Химические мелиоранты в севообороте с многолетними травами оказали существенное влияние на восстановление утраченной агрономически ценной структуры.

Плотность почвы. Наблюдения за ее изменением свидетельствуют, что она в значительной степени зависела от дозы внесенного в почву мелиоранта. Поскольку поверхностный слой почвы на всех вариантах подвергался более активному воздействию механической обработки, то влияние химических мелиорантов на плотность почвы было более заметным в слое 10-30 см.

Исхсдная плотность почвы в слое 10-30 см в начале ротации севооборота I перед внесением мелиоранта и основной обработкой почвы на контролг и на вариантах с внесением доломитовой муки не имела существенных различий. Она находилась в пределах 1,23-1,26 г/см3 (табл. 2).

2. Изменение плотности неудобренной почвы под влиянием химических мелиорантов в севообороте I, г/см3

Слой Почвы, см Доза химического мелиоранта

контроль 1 0,25 Нг 1,0 Нг 3,0 Нг

Перед закладкой опыта - 1990-1991 гг.

0-10 1,12 1,14 1,10 1,13

10-20 1,19 1,18 1,19 иі

20-30 1,31 1,28 1,32. 1,31

10-30 1,25 из 1,26 1,26

Ячмень - 1993-19 94 гг.

0-10 1,06 1,09 1,07 1,09

10-20 1,18 1,16 1,14 1,15

20-30 1,29 1,25 1,24 1,24

10-30 1.24 !,19 1,20

После уборки последней культуры севооборота плотность почвы (ta вариантах с внесением химических мелиорантов была заметно ниже, чем на контроле. При внесении доломитовой муки в дозе 0,25 Нг плотность почвы в слое 10-30 см уменьшилась на 0,02 г/см3, что находится в пределах точности определений. Максимальное снижение плотности отмечено при внесении дозы 1,0 Нг - 0,07 г/см3. Заделка в почву доломитовой муки в более высоких дозах (3,0 Нг) не имела преимущества перед одинарной дозой (табл. 2).

Физико-химические свойства почвы

Кислотность выщелоченных черноземов. Наблюдения за состоянием кислотности почв проводили в начале и конце ротации изучаемых севооборотов. Перед закладкой опыта (1990-1991 гг.) в паровом поле величина рНя*. колебалась в пределах 4,6-5,0,

На неудобренном фоне в севообороте I за ротацию величина рН обменной кислотности при внесении доломитовой муки дозой 0, 25 Нг возросла на 0,2, при полной дозе - на 0,5, при тройной дозе - на 0,5 ед. рН. Л на удобренном фоне при внесении доломитовой муки дозой 0,25 Нгона повысилась на 0,1, при полной дозе - на 0,3, при тройной дозе - 0,9 ад. рН (табл. 3). На вариантах с более высокими дозами доломитовой муки (1,0<3,0 Нг) снижение кислотности шло интенсивнее, чем с низкой (0,25 Нг) дозой доломитовой муки. Но ¡{и одна из применяемых доз (даже тронная) доломитовой муки не обеспечила доведение реакции почвы до уровня нейтральной.

Гидролитическая кислотность (ГК) до внесения химических мелиорантов в севообороте I колебалась от 5,9 до 6,9 мг/экв. на 100 г почвы. После: »адел к и в почву доломитовой муки снижение показателя ГК проходило более активно. На варианте с дозой доломитовой муки 0,25 Нг ГК снизилась на 1,3, при полной дозе - на 1,5 н при тройной дозе - на 1,4 мг/экв, на 100 г почвы. До:-а доломитовой муки (1,0 Нг) привела к наибольшему изменению гидролитической кислотности (табл. 3),

Оценивая эффективность действия химических мелиорантов в других севооборотах, можно отметить, что снижение гидролитической кислотности почвы в них на неудобренном фоне происходило аналогичным образом.

Расчет нормативных показателей изменения кислотности почвы показал, что от 1 т доломитовой муки гидролитическая кислотность изменялась от 0,33 мг/экв. на 100 г почвы (севооборот Т) до 0,60 мг/экв. на 100 г почвы (севооборот V), а обменная кислотность - на 0,07-0,12 ед. рН. Установлены также нормативы затрат доломитовой муки на снижение единицы гидролитической кислотности, которые составили 1,7 (севооборот V) - 2,7 (севооборот I) г/га.

3. Динамика кислотности почвы в слое 0-20 см

.Варианты опыта Без удобрений Т^РбоКи

начало ротации конец ротации начало I ротации конец ротации

ОК ГК ОК 1 ГК ОК ГК ОК ГК

Севооборот I

Контроль (без мелиоранта) 4,7 6,9 4,8 6,8 4,8 6,9 4,9 6,9

Доломитовая мука 0,25 Нг 5,0 5,9 5,2 4.0 5,1 4,6 5,2 3,6

Доломитовая мука 1,0 Нг 4,6 6,2 5.1 4,7 5,1 4,9 5.4 3.8

Доломитовая мука 3,0 Нг 5,0 6,5 5,5 4,5 5,2 4,5 6,1 3,2

Севе }оборот И

Контроль (без мелиоранта) 4,8 6,9 4,9 6.4 4,8 6,5 4.9 6,4

Доломитовая мука 0,23 Нг 5,0 6,3 5,2 4,6 5,1 4.8 5,2 4,2

Доломитовая мука 1,0 Нг 4,7 5,9 5,0 4,5 5,0 5,1 5,6 3,7

Доломитовая мука 3,0 Нг 4,8 6,7 5,4 5,6 5,1 5,6 6,1 3.6

Севооборот Ш

Контроль (без мелиоранта) 4,8 6,8 5,0 6,8 4,9 6,4 4,9 6,3

Доломитовая мука 0,25 Нг 4,8 5,6 5,2 4,5 5,1 4,6 5,2 4,0

Доломитовая мука 1,0 Нг 4,6 6,1 5,0 4,6 5,0 4,5 5,5 3,4

Доломитовая мука 3,0 Нг 4,8 7,0 5,4 5,5 5,0 5,6 6,0 4,1

Севе оборот [V

Контроль (без мелиоранта) 4,8 6,6 4,9 6,4 4,9 6,8 4,9 6,7

Доломитовая мука 0,25 Нг 4,8 6,2 5,1 5,6 5,1 4,5 5,1 4,4

Доломитовая мука 1,0 Нг 4,7 6,0 5,1 4,0 5,1 4,6 5,7 3,7

Доломитовая мука 3,0 Нг 4,8 5,6 5,5 4,7 5,0 5,5 6,2 3.6

Сев< даборот V

Контроль (без мелиоранта) 5,0 6,3 5.1 5,8 4,9 5,8 5,0 5,6

Доломитовая мука 0,25 Нг 4,8 6,8 5,1 6,1 5,0 6,1 5.1 4,7

Доломитовая мука 1,0 Нг 4,6 6,9 5.0 4,4 5,0 4,4 5,4 3,9

Доломитовая мука 3,0 Нг 5,0 5,7 5,6 4,6 5,1 4,6 6,0 3,5

Примечание. ОК - обменная кислотность, рН«,,,

ГК - гидролитическая кислотность, мг/экв. на 100 г

Состав поглощенных оснований. Насыщенность основаниями почвы опытного участка невысокая. Сумма поглощенных оснований по изучаемым севооборотам колебалась от 30,0 до 34,8 мг/экв. на 100 г почвы. В их составе преобладал кальций.

За время ротация изучаемых севооборотов на контрольном варианте содержание кальция практически не изменилось (кроме севооборота II). На варианте с доломитовой мукой 1,0 Нг по завершении ротации севооборотов I, II, III, IV, V содержание кальция возросло соответственно на 2,6; 1,4; 2.6; 1,2; 3,9 мг/экв. на 100 г почвы.

В почве повышалось не только содержание кальция, но и магния. На вариантах с доломитовой мукой, которая содержит 20-27% MgO, при ее внесении в дозе 1,0 Нг количество магния увеличилось на 0,5-4,0, с тройной дозой - на 4,2-5,1 мг/экв. на 100 г почвы.

С увеличением дозы доломитовой муки просматривается закономерное повышение степени насыщенности почв основаниями. По завершении ротации севооборотов степень насыщенности почв основаниями увеличилась на 7,310,7% и составляла от 88,6% (севооборот V) до 92,1 % (севооборот П).

Химический состав почвы

Содержание гумуса. Наблюдения, выполненные в течение одной ротации четырехпольных севооборотов показали, что никаких существенных изменений в его содержании не произошло. Все отклонения, которые были зафиксированы, не превышали 0,1% (при общем содержании 6,9-7,1%) и находились в пределах точности определений. Не способствовало увеличении» гумуса и внсселие химических мелиорантов в различных дозах.

В севообороте V, где присутствовали многолетние злаковые травы, на всех изучаемых вариантах имелась четко выраженная тенденция к повышенному накоплению органического вещества. Это позволяет нам говорить о том, что многолетние травы способны замедлить процесс разрушения гумуса почвы.

Азотный режим. Внесение азотных удобрений 40 кг/га д,в. способствовало более высокому накоплению нитратного азота в пахотном слое выщелоченного чернозема. Особенно резко различия между неудобренным и удобренным вариантами просматривались в ранневесеиний и весенний периоды, а к уборке зерновых культур они, как правило, сглаживались.

Доломитовая мука, вносимая в разных дозах, способствовала улучшению нитрнфикационной деятельности и, соответственно, повышенному содержанию N-ЫОз в пахотном слое. При этом следует отметать, что в отдельных случаях (первое поле севооборота I, первое поле севооборота III, четвертое поле севооборота IV) положительного эффекта химической мелиорации на содержание нитратного азота не проявлялось.

Максимальное накопление нитратного азота во всех изучаемых севооборотах было зафиксировано при совместном использовании химических мелиорантов и азотных удобрений (12,1-15,3 мг/кг N-N03).

Фосфатный режим. В условиях нашего опыта содержание доступного для растений фосфора было высокое: от 164 (севооборот IV) до 206 (севооборот II) мг/кг по Чирикову.

С; внесением химических мелиорантов количество Р2О5 в пахотном слое повышалось. После заделки доломитовой муки в дозе 1,0 Нг его содержание по разным севооборотам находилось в пределах 155 (севооборот IV) - 171 (севооборот I) мг/кг, При совместном использовании химических мелиорантов и Р« содержание РгО$ в этих севооборотах составляло соответственно 178 и 194 мг/кг.

Калийный репс им. За все годы наших исследований обеспеченность почвы калием в изучаемых севооборотах оказалась высокой: 95*135 мг/кг по Чирикову. Однако была замечена некоторая тенденция к более высокому содержанию обменного калия после внесения доломитовой муки в дозах 1,0-3,0 Нг. На динамику его обменных соединений положительно повлияло также ежегодное внесение К;о.

Вынос и баланс элементов питания

Нынос кальция. Было установлено, что на вариантах с внесением химических мелиорантов содержание кальция в растениях по отношению к контролю повышалось. Особенно заметно оно проявилось в растениях озимой пшеницы, ячменя и костреца безостого, где содержание данного элемента достигало соответственно 0,52; 0,57; 0,60%.

Но выносу кальция среди изучаемых культур выделились кострец безостый и ячмень (табл. 4). Озимая пшеница, просо, яровая пшеница, овес выносили кальция заметно меньше. С увеличением урожайности надземной массы, обусловленной действием мелиорантов, вынос данного элемента возрастал.

Нынос и баланс азота. На неудобренном фоне поступление азота в почву во гюех севооборотах было одинаковым - 30 кг/га за ротацию. Но расходные части баланса изучаемых севооборотов имели уже существенные различия. Больше всего азота (170,2 кг/га) расходовалось в севообороте I, а меньше всего - в сев'юбороте IV (114,6 кг/га).

По возмещению выноса изучаемые севообороты на неудобренном фоне не имели существенных различий. Он составлял 17,6-26,1%.

На делянках с химическими мелиорантами вынос азота по сравнению с контролем возрос от 16,8 (севооборот II) до 57,4 (севооборот I) кг/га за ротацию, а возмещение выноса при этом снизилось до 13,1% (ссвооборот I) - 21,9% (севооборот IV).

На удобренном фоне приходная часть баланса во всех севооборотах составила 165 кг/га. Возмещение азота в этом случае находилось либо в пределах

4. Вынос кальция с урожаем основной и побочной продукции сельскохозяйственных культур, кг/га

Купыура Продукция Контроль Вид и доза мелиоранта

Мел Известковая мука Доломитовая пука

3,0 Нг 1.0 Нг 0,25 Нг

Озимая зерно 1,9 2,5 3,0 2,8 3,6 2,8

пшеница солома 7,5 8,4 10,1 8,4 12,1 9,1

Яровая Зерно 2,2 2,2 2,6 2,9 1,9 3,3

пшеница солома 4,8 6,1 6,9 6,5 6,9 5,4

Ячмень зерно 2,2 1,9 1,9 2,0 2,9 2,7

солома 11,1 12,0 12,3 12,5 10,5 8,5

Овес зерно 1,1 1,9 2 Л га 2,0 1,7

солома 4,6 4,6 4,1 5,8 5,9 6,0

Просо зерно 0,4 0,5 0,9 0,7 и 0,8

солома 4,5 3,9 6,6 7,5 5,6 5.9

Кострец сено 20Д 25,6 26,5 24,6 29,4 26,4

безостый

допустимого дефицита (81-89,5%, севооборот I), либо достигало оптимальных значений (108,6-110,2%, севообороты III и IV).

Совместное использование минеральных удобрений и мелиорантов обеспечило самый высокий прирост биомассы и здесь, соответственно, отмечен максимальный вынос данного элемента (163,3-283,4 кг/га в сумме за ротацию). Интенсивность баланса азота находилась в пределах допустимого дефицита.

Баланс фосфора. Поступление данного элемента в почву на неудобренном фоне составило 2,7 кг/га за ротацию, а его вынос за ротацию колебался от 42,2 (севооборот V) до 73,3 кг/га (севооборот П). Возмещение выноса было 3,66,3%.

На удобренном фоне поступление фосфора в сумме за ротаи.ию во всех севооборотах составило 182,7 кг/га, что значительно превысило его выноса На вари<ште без мелиорантов минимальная интенсивность баланса фосфора составила 216,9% (севооборот П), а максимальная - 413,3% {севооборот V).

При совместном использовании доломитовой муки (1,0 Нг) и минеральных удобрений вынос фосфора возрастал и это снизило показатель возмещения выноса. На этих вариантах он составлял от 158,8% (севооборот II) до 306,5% (севооборот V).

Расчеты баланса фосфора показали, что для оптимального уровня возмещения выноса в 100-110% в севооборотах I, II, III достаточно применять 40 кг/га фосфорных удобрений, в севообороте IV - не более 30 кг, в севообороте V - 20 кг/га Р2О5 на 1 га севооборотной площади.

Баланс калия. Все изучаемые нам» культуры из трех элементов питания больше всего выносили калий, а его поступление в почву на неудобренном фоне не превышало 1,5 кг/га за ротацию. Соответственно и уровень возмещения выноса на неудобренном фоне составлял 0,5-1,5%.

На удобренном фоне возмещение выноса калия без применения мелиорантов составляло от 70,3 (севооборот V) до 12,6% (севооборот I). Совместное применение минеральных удобрений и доломитовой муки в дозе 1,0 Нг способствовало возмещению выноса калия на уровне 53,5 (севооборот V) -11,2% (севооборот I),

Обеспечение допустимого для калия баланса с уровнем возмещения выноса в 20% (для степных почв) возможно при внесении на фоне химических мелиорантов 20 кг/га К20 ежегодно в севообороте V, 15 кг/га - в севооборотах И, Ш, IV н 10 кг/га К^О - в севообороте I.

Влияние химических мелиорантов на продуктивность севооборотов

В опытах наибольшую урожайность с единицы площади з.с. на фоне без удобрений обеспечили ячмень (1,81 т/га з.е.) и озимая пшеница (1,78 тЛа з.с.). Яровая пшеница (1,55 т/га з.е.), кострец безостый (1,42 т/га з.с,), овес (1,11 т/га з.е.) и про го (0,85 т/га з.е.) им заметно уступали. Все эти культуры положительно реагировали на внесение минеральных удобрений и доломитовой муки в дозе 0,5-3,0 Нг, Меньшее влияние на их продуктивность оказали мел, известковая мука и доломитовая мука в дозе 0,25 Нг.

Продуктивность изучаемых севооборотов в сумме за ротацию зависела от набора культур. Озимая пшеница и ячмень оказались наиболее отзывчивыми на внесение химических мелиорантов и севообороты с этими культурами (севообороты I. II) обеспечили максимальную продуктивность (табл. 5).

Минимальный сбор продукции за ротацию показал севооборот IV, где присутствовали овес и просо.

Химические мелиоранты повысили продуктивность как отдельных культур, так и севооборотов в целом. Наиболее эффективным оказалось использование доломитовой муки в дозе 1,0 Нг. Следует отметить, что се внесение в севообороте I на неудобренном фоне повысило суммарную продуктивность на 1,47 т/га з.е., а в севообороте II - на 1,01 т/га з.е. Остальные виды и дозы химических мелиорантов не имели особых преимуществ перед данным вариантом или даже уступали ему.

Положительное значение имело сочетание химических мелиорантов с минеральными удобрениями. Внесение на фоне доломитовой муки (1,0 Нг) минеральных удобрений позволило получить максимальную продуктивность -9,72 т/га з.е. (севооборот I). В этом севообороте отмечена также самая высокая прибавка от удобрений -1,28 т/га з.е. за ротацию.

Достаточно высокие прибавки урожая от использования доломитовой муки н минеральных удобрений зафиксированы и в других севооборотах (на-

5. Влияние химических мелиорантов на продуктивность севооборотов (т/га з.е. с основной и побочной продукцией)

Варианты опыта Севообороты

I п Ш IV V

Без удобрений

Контроль (без мелиоранта) 6.97 5,54 4,61 4,18 4,72

Men 7,75 6,03 5,25 4,63 5,07

Известковая мука 7,91 6,16 5,36 -V>3 5,19

Доломитовая мука 3,0 Нг 8,17 6,30 5,55 5,34 5,54

Доломитовая мука 1,5 Нг 8,42 6,41 5,76 5,64 6,00

Доломитовая мука 1,0 Нг 8,44 6,55 6,34 5,83 5,10

Доломитовая мука 0,5 Нг 8,09 6,23 5,77 5.47 5,84

Доломитовая мука 0,25 Нг 7,60 5,78 5,10 4,54 5,20

NioPioKso

Контроль (без мелиоранта) 8,22 6,22 5,59 5,16 5,19

Мел 8,74 6,77 6,25 5,82 5,59

Известковая мука 9,08 7,15 6,57 6,06 5,91

Доломитовая мука 3,0 Нг 9,44 7,39 6,67 6,39 5,93

Доломитовая мука 1,5 Нг 9,76 7,60 6,90 6,68 5,24

Доломитовая мука 1,0 Нг 9,72 7,82 7,56 6,98 6,91

Доломитовая мука 0,5 Нг 9,16 7,26 6,87 6,54 6,43

Доломитовая мука 0,25 Нг 8,51 6,74 5,89 5,81 5,52

пример, севооборот III). Однако принятый здесь набор культур не обеспечил получение максимального урожая.

Большой интерес представляет вопрос о длительности действия химических мелиорантов. Для его определения в качестве диагностической культуры высевался ячмень (по завершении ротации севооборотов). Доломитовая мука в дозе 0,25-0,5 Нг в этом поле не проявляла положительного мелиоративного действия. Так, на варианте с дозой 0,5 Нг урожайность ячменя составила 2,34, а на контроле - 2,15 т/га. С внесением более высоких доз доломитовой муки урожай ячменя повысился на 0,32 т/га или 15% (доза 1,0 Нг) и 0,42 т/га или 20% (доза 3,0 Нг). Следовательно, высокие дозы доломитовой муки способны оказывать более длительное последействие.

Экономическая и энергетическая эффективность применения

мелиорантов

Химическая мелиорация и использование удобрений в севообороте I оказались рентабельными агротехническими приемами (табл. 6).

При внесении доломитовой муки в дозе 0,5-1,5 Нг окупаемость 1 руб. затрат составила 1,8-2,0 руб. Использование химического мелиоранта в этих дозах позволяет получить 1987,0-2084,1 руб. условного чистого дохода на гектар , севооборотной площади, что на 281,6-379,3 руб. больше, чем на контроле.

6. Экономическая эффективность применения химических мелиорантов и минеральных удобрений в севообороте I

Варианты опыта Затраты, руб. Стоимость валовой продукции, руб. Условно чистый доход, руб. Окупаемость затрат, руб. Уровень рентабельности, %

Конт^юяь (без мелиоранта) Беэ 9048,3 гдобрений 17575,2 8526,9 1,94 94,2

Мел 10494,9 19256,0 8761,1 1,83 83,4

Известковая мука 10585,1 19992,4 9407,2 1,88 88,9

Доломитовая мука 3,0 Нг 12765,8 20736,7 7970,9 1,62 62,4

Доломитовая мука 1,5 Нг 11237,6 21172,5 9934,8 1,88 88,4

Доломитовая мука 1,0 Нг 10731,4 21154,8 10423,4 1,97 97,1

Доломитовая мука 0,5 Нг 10005,7 20168,0 10162,4 2,01 101,6

Долонитовая мука 0,25 Нг 9489,3 18874,1 93Б4,8 1,98 98,9

N«,P«,K;f.

Кокт[юль (без мелиоранта) 11967,2 20234,4 8267,2 1,69 69,1

Мел 13318,4 21554,3 8235,9 1,61 61,8

Известковая мука 13497,8 22608,8 9110,9 1,67 67,5

Доломитовая мука 3,0 Нг 15652,8 23443,6 7790,8 1,50 49.8

Доломитовая мука 1,5 Нг 14093,0 24024,6 9931,6 1,70 70,5

Доломитовая мука 1,0 Нг 136С6,9 24116,9 10509,9 1,77 77,2

Доломитовая мука 0,5 Кг 12730,4 22557,7 98273 1,77 77,2

Доломитовая мука 0,25 Иг 12269,1 20663,7 8394,6 1,68 68,4

Применение минеральных удобрений совместно с мелиоргттами также повышало как уровень рентабельности так и окупаемость затрат, которые составляют 1,70-1,77 руб. и рост условно чистого дохода - 1986,4-2102,0 руб. (та15л. 6).

Аналогичные показатели экономической эффективности получены и в других севооборотах.

Энергетическая оценка эффективности мелиорантов показала, что мел, известковал; мука и доломитовая мука дозой более 1,0 Нг во всех севооборотах имели биоэнергетический КПД (энергоотдачу) ниже единицы (-0,2 -0,9).

Использование оптимальной дозы доломитовой муки (1,0 Нг) повысило биоэнергетический коэффициент во всех севооборотах (кроме севооборота II) до 1,0-1,4. Это говорит о более рациональном использовании мели оранта в указанной дозе,

ВЫВОДЫ

1. На черноземе выщелоченном Окско-Донской равнины максимальный выход продукции обеспечил четырехпольный зернопаровой севооборот с чередованием культур: пар чистый - озимая пшеница • яровая пшеидца - ячмень. Этот севооборот имел также преимущество по суммарному расходу влаги и ее потреблению на формирование единицы урожая.

2. Среди изучаемых химических мелиорантов (мел, известковая мука, доломитовая мука) наиболее эффективным оказалось применение доломитовой муки в дозе 1,0 Нг, что позволило повысить продуктивность зернопарового севооборота на 1,47 т/га з.е,

3. Минеральные удобрения, вносимые ежегодно в дозе МюРеоКи, без применения химических мелиорантов увеличили выход продукции на 1Д5 т/га з.е. за ротацию, а на фоне оптимальной дозы доломитовой муки - на 1,28 т/га з.е.

4. В результате совместного использования минеральных удобрений и доломитовой муки в дозе 1,0 Нг продуктивность зернопарового севооборота за ротацию повысилась с 6,97 т/га з.е. до 9,72 т/га з.е.

5. При использовании химических мелиорантов и минеральных удобрений увеличились стоимость валовой продукции и сумма условно-чистого дохода соответственно на 6541,7 и 1983,0 руб. за ротацию севооборота. При этом окупаемость 1 руб. затрат снизилась с 1,94 до 1,77 руб., а уровень рентабельности - с 94,2 до 77,2%.

6. Внесение доломитовой муки в дозе 1,0 Нг за ротацию зернопарового севооборота уменьшило обменную кислотность рНыи, на 0,3-0,5 ед., гидролитическую кислотность - на 1,4-2,5 мг/экв. на 100 г почвы. Существенному снижению кислотности почвы способствует совместное внесение химических мелиорантов и минеральных удобрений. Степень насыщенности почвы основаниями при этом возросла с 79,1 до 89,8%,

7. Доломитовая мука в оптимальной дозе (1,0 Нг) способствовала ^сличению числа водопрочных агрегатов в пахотном слое чернозема выщелоченного на 4,4%, Плотность почвы за ротацию севооборота в слое 10-30 см понизилась с 1,26 до 1,19 г/см1.

8. В течение одной ротации четырехпольного зернопарового севооборота существенных изменений в содержании гумуса не отмечено. Только в севообороте, где i0% его площади занимали многолетние злаковые травы, отмечена тенденция к повышенному накоплению органического вещества.

9. Минеральные удобрения и химические мелиоранты способствовали улучшению нитрификационной деятельности и повышенному накоплению нитратного азота в пахотном слое. Удобрения и мелиоранты увеличили также и содержание подвижного фосфора. Существенных различий между удобр:нны-ми вариатами по содержанию обменного калия не отмечалось.

10. Изучаемые культуры по выносу кальция находились в следующей убывающей последовательности: кострец безостый, ячмень, озимая пшеница, яровая пшеница, овес, просо. Доломитовая мука (1,0 Нг) повышала вынос данного элемента на 40-45%.

11. Химические мелиоранты, повышая урожай, увеличивали вынос элементов питания и усиливали дефицитность их баланса. Для достижения баланса азота с допустимым дефицитом необходимо в зернопаровом севообороте вносить 40-50 кг/га азота в год. Оптимального баланса фосфора можно достичь при внесении 20 кг/га Р20; на 1 га севооборотной площади. Баланс калия с допустимым уровнем возврата в 20% можно получить при внесении 10-15 кг/га KiO в год.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для получения максимальной отдачи от химических мел нора тов на мелиорируемых землях целесообразно использовать четырехпольный зериопа-ровой севооборот пар чистый - озимая пшеница - яровая пшеница - ячменк

2. В условиях лесостепи Саратовского Правобережья на чернозема выщелоченных для улучшения водно-физических и агрохимических свойств почвы и повышения урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур рекомендуется вносить доломитовую муку вдозе 1,0 Нг.

Слисок работ, опубликованных по теме диссертации

I, Рашковский Е.М., Шубитидзе Г.В., Курбатов Л.С., Гринберг С.Ю. Некоторые итоги мелиорации черноземов с повышенной кислотностью // Р£}уль-таты науч. исслед. по селекции, семеноводству и технологиям возделывания полевых культур за 1991-1995 гг. - Саратов, 1996. - С. 229-235.

2. Шубитидзе Г.В., Пронько B.B. Влияние химических мелиорантов на физико-химические свойства чернозема выщелоченного //Вавиловские чтения — 2004: Материалы Всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 115-й годовщине со дня рождения акад. H.H. Вавилова, Саратов, 24-26 нояб. 2004. Секция агрохимии и экологии, - Саратов, 2004. - С. 110-113.

3. Шубитидзе Г.В., Пронько В.В. Влияние химических мелиорантов на физические свойства чернозема выщелоченного //Вавиловские чтения - 2004: Материалы Всерос. науч,-практ. конф., посвящ. 115-й годовщине со дня рождения акад. H.H. Вавилова, Саратов, 24г2б нояб. 2004, Секция агрохимии и Зоологии. - Саратов, 2004. - С. 107-110.

4. Шубитидзе Г.В., Пронько В.В. Действие и последействие химических мелиорантов на урожайность зерновых культур в севооборотах на выщел оченных черноземах Окско-Донской равнины //Вавиловские чтения — 2004: Материалы Всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 115-й годовщине со дня рождения акад. Н.И. Вавилова, Саратов, 24-26 нояб. 2004. Секция агрохимии и экологии. - Саратов, 2004. - С. 113-Пб.

Отпечатано в ЗАО ГГЦ «ИППОЛиТ-99». Тел.: (845-2) 59-06-69 Заказ № 228. Тираж (00

»-«о б а