Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

АГРОЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА НОРМ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПЛАНИРУЕМУЮ УРОЖАЙНОСТЬ РИСА

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "АГРОЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА НОРМ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПЛАНИРУЕМУЮ УРОЖАЙНОСТЬ РИСА"



На правах рукописи

Караченцев Владимир Васильевич

' ' ' ■ ■ Ч

АГРОЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

МЕТОДОВ РАСЧЕТА НОРМ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ

НА ПЛАНИРУЕМУЮ УРОЖАЙНОСТЬ РИСА

Специальность fi6.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Краснодар - 2003

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском

институте риса в 2000-2002 гг.

і .

Научный руководитель: доктор бнологинескнх наук,

профессор А.Х. Шеуджен

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных

наук, профессор В.Т. Куркаев; ■■■,... кандидат сельскохозяйственных

наук А.К. Шхапацев

Ведущее предприятие: Краснодарский научно-исследо-.

вательский институт сельсг -хозяйства им. П.П. Лукьянеяко"

Зашита состоится 27 ноября 2003 г. в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 220.038.03 в Кубанском государственном аграрна ^ университете по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Кубанского государственного аграрного университета. -

Автореферат разослан "22 " СктЯОрЯ 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент^^^'.,^ А.Е. Ефремов

-31. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основным рисосеющим регионом России является Краснодарский край, где собирается 75-80 % общего объема производства в стране этой ценной культуры. Урожайность зерна риса здесь в 2000-2002 гг. в среднем составила 42,2-48,1 u/га, что является недостаточным, поскольку биологический потенциал возделываемых сортов значительно выше.

В повышении урожайности этой культуры решающая роль принадлежит минеральным удобрениям, и в первую очередь азотным, которые обеспечивают 80-90% прибавки от применения полного удобрения. Эффективность применения удобрений определяется вносимыми нормами, оптимизация которых является одной из важнейших задач современного земледелия вообще и рисоводства в частности. Агрохимической наукой разработано множество методов расчета норм удобрений, позволяющих оптимизировать режим минерального питания растений на основе агрохимических показателей плодородия почвы и величин выноса питательных элементов с урожаем, но на культуре риса этот вопрос изучен недостаточно.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось экспериментальное сравнение эффективности различных способов установления норм азотных удобрений на посевах риса, в том числе нескольких методов расчета норм на планируемый урожай, и выявление наиболее оптимального метода для использования в рисоводстве. В связи с поставленной целью предусматривалось решение нескольких взаимосвязанных задач:

- установить динамику содержания нитратного и аммонийного азота, подвижного фосфора и обменного калия в почве по фазам вегетации риса;

- изучить особенности роста, развития и фотосинтетической деятельности растений в зависимости от уровня азотного питания;

- определить величины потребления растениями риса основных элементов минерального питания с целью уточнения их выноса основной и побочной продукцией с 1 га посева;

j UHG МСХА

-4- обосновать рациональность использования одного или нескольких методов установления норм азотных удобрений в рисоводстве по агрохимическим, физиологическим и экономическим показателям.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые в полевых экспериментах проведена комплексная оценка различных методов установления норм азотных удобрений на посевах риса, уточнены величины выноса элементов минерального питания на единицу продукции.

Практическая значимость работы состоит в том, что проведением сравнительной оценки различных способов установления норм азотных удобрений доказана наибольшая эффективность метода использования результатов прямых полевых опытов. При отсутствии таких данных наиболее приемлемым является компенсационный метод расчета норм азотных удобрений на планируемую урожайность риса. Применение его на лу го во-черноземе видных почвах позволит получать планируемые урожаи риса при соблюдении других условий возделывания культуры.

. Апробация работы. Материалы диссертационной работы были доложены, обсуждены и получили положительную оценку специалистов на научно-практической конференции "V Неделя науки МГТИ" (Майкоп, 2001), региональной научно-практической конференции "Агропромышленный комплекс юга России - сегодня" (Майкоп, 2001) и Международной научной конференции "Обеспечение высокой экономической эффективности и экологической безопасности приемов использования удобрений и других средств химизации в агротехнологиях" (Москва, 2003). Основные результаты, изложенные в диссертации, опубликованы в 9 печатных работах.

Обьем и стру!стура диссертации. Диссертационная работа изложена на 140 страницах машинописного текста. Состоит и введения, трех глав, выводов, предложений производству и списка литературы. Результаты исследований представлены в 31 таблице. Список литературы включает 250 наименований, в том числе 20 иностранных.

2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальные данные получены в условиях полевых опытов, проведенных на мелиоративной рисовой системе ГЭСП "Красное", расположенного в Красноармейском районе Краснодарского края.

Агрометеорологические условия зоны рисосеяния Кубани благоприятны для получения высоких урожаев риса. Погодные условия, наблюдаемые за период вегетации растений риса, несколько различались между собой в отдельные годы. Более жаркими во все годы исследований были июль, сентябрь, а также август за исключением 2002 г. Пониженными температурами мая и июня отличался 2001 г. Наиболее близкими к средним многолетним были температуры 2002 г.

Почва опытного участка - лугово-черноземная, характеризующаяся благоприятньщн агрохимическими свойствами; содержание гумуса — 3,6%, аммония обменного - 13,8-15,0 мг/кг, фосфора подвижного -46,4-52,2 мг/кг, калия обменного - 230-255 мг/кг. Реакция среды нейтральная; рН водкой вытяжки — 6,9-7,0.

Объектом исследований служил районированный сорт риса Лиман. Агротехника проведения экспериментов общепринятая для данной зоны и соответствовала рекомендациям ВНИИ риса. Норма высева 6,5 млн. всхожих семян на 1 га, способ посева рядовой, глубина заделки семян 0,5-1,0 см. Предшественник - оборот пласта многолетних трав. Посев осуществлялся в I декаде мая.

Опыты закладывались на делянках общей площадью 40 м2 при учетных площадках 24 м\ Повторность в опытах 4-х кратная. Исследования проводились на оптимальном фосфорно-калнйном фоне РзоК«>, который создавался внесением полной нормы фосфорно-калийных удобрений до посева. Азотные удобрения вносили в два приема: % необходимой нормы до посева и !/3 - в подкормку в фазу кущения. В качестве азотного удобрения использовали мочевину, фосфорного - двойной суперфосфат, калийного - калийную соль.

Исследования предусматривали проведение двух полевых опъпов. С целью подтверждения оптимальности рекомендуемой ВНИИ риса нормы был заложен опыт 1 с возрастающими нормами азотных удобрений в диапазоне от 60 до 210 кг/га с шагом 30 кг. Опыт 2 предусматривал определение сравнительной эффективности применения норм азота, установленных различными способами. Расчет норм азотных удобрений проводился пятью расчетными методами на два уровня урожайности -50 и 65 и/га. Кроме расчетных методов был использован также вариант с внесением рекомендуемой ВНИИ риса нормы. Схема полевого опыта 2 представлена в таблице 1.

Таблица 1

Схема опыта 2

Вариант Нормы азота, кг/га

по годам

2000 2001 2002

РадК^О - КОНТРОЛЬ - - -

Рекомендуемая норма 150 150 150

Плановый уровень урожайности 50 ц/га

Балансовый по гумусу (Мг) 95 95 95

Балансовый по легкогидродизуемому азоту (Ы^.) 101 122 107

Балансовый по минеральному азоту (1^М11Н) 110 134 120

Компенсационный 123 123 123

Нормативный 160 160 160

Плановый уровень урожайности 65 ц/га

Балансовый по гумусу (Кг) 218 218 218

Балансовый по легкогвдролизуемому азоту (1^) 224 245 230

Балансовый по минеральному азоту (Кыин) 233 257 243

Компенсационный 160 160 160

Нормативный 208 208 208

Перед закладкой опытов каждый год отбирался генеральный средний образец почвы, в отдельные фазы периода вегетации риса проводился отбор почвенных образцов с опытных делянок из пахотного горизонта (0-20 см). Гумус в почве определяли по методу Тюрина; общий азот - по Кьельдалю; легкогидролизуемый азот - по Тюрину и Кононо-

вой; обменный аммоний — колориметрически в I % вытяжке КС1 с использованием фенола; нитратный азот - дисульфофеноловой кислотой по Грандваль-Ляжу; фосфор валовой — по Дениже; фосфор подвижный и калий обменный - по Чирикову; калий валовой - методом спекания по Смиту; рН водной вытяжки - потенциометричсским методом.

Площадь ассимиляционной поверхности листьев определяли'весовым методом; чистую продуктивность фотосинтеза - по изменению прироста биомассы растений, образуемой за учетный период 1 м1 листовой поверхности за сутки по Ничипоровичу (1979); содержание фотосинтетических пигментов в листьях — по методу Годнева в модификации Шеуджена, количество пигментов рассчитывали по формулам Хольма-Веттштейна (Методы биохимического анализа, 1978); интенсивность фотосинтеза - на верхних неотделенных от растений листьях методом Бородулиной в модификации Шеуджена (Куркаев В.Т., Шеуд-жен А.Х., 2000). Содержание общего азота, фосфора и калия в растениях определялось в одной навеске по методу Куркаева (Куркаев В.Т., 1970). Сухую массу растений определяли гравиметрически после шестичасового высушивания при температуре 105"С.

Уход за посевами и фенологические наблюдения проводились в соответствии с рекомендациями ВНИИ риСа'Тустота стояния растений учитывалась путем подсчета растений на 2-х смежных рядках длиной 83,3 см в четырех местах делянки. Перед уборкой оценивали полегаемость посевов по пятибалльной шкале и по диагонали каждой делянки отбирали модельные снопы по 10 растений для проведения биометрического анализа и определения структуры урожая. Учет урожая проводили сплошным обмолотом каждой делянки с пересчетом на стандартную влажность и чистоту.

Полученные экспериментальные данные математически обработаны методом дисперсионного анализа. Расчет экономической и биоэнергетической эффективности различных способов установления норм азотных удобрений выполнен по методике ВНИИ экономики сельского хозяйства (Методические рекомендации..., 1987).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

ЭЛ. Пищевой режим почвы под рисом

Внесение азотных удобрений в целом не влияло на общий характер динамики содержания подвижных форм этого элемента в почве по ходу вегетации риса. Использование различных способов установления норм азотных удобрений существенно отразилось на абсолютных показателях содержания обменного аммония и нитратов в почве, поскольку в зависимости от используемого метода количество вносимого азота было неодинаковым,

Количество нитратного азота в почве перед посевом в среднем за 2 года составляло 13,3 мг/кг, а уже в фазе всходов оно уменьшилось в 2,5-3 раза по сравнению с исходным, в кущение присутствие этой формы азота в почве было незначительно (около 1 мг/кг и менее), и уже в выметывание нитраты практически не обнаруживались используемыми аналитическими методами.

Динамика содержания аммонийного азота в почве под рисом, в отличие от нитратного, имела иной характер. Исходное его содержание в почве до посева в среднем за 2 года составляло 14,4 мг/кг. На контрольном варианте после затопления рисового поля к фазе всходов его количество возросло в 1,8 раза, а на вариантах с внесением азотных удобрений это увеличение было еще выше - в 2,1-2,6 раза (табл. 2). В период от всходов до выметывания растений риса содержание обменного аммония в почве снижалось постепенно, а после сброса воды с рисового поля — резко, и после уборки этот показатель достигал значений, близких к исходному уровню, который наблюдался перед посевом.

Внесение азотных удобрений существенно повышало содержание обменного аммония в почве. В фазе всходов, кущения и выметывания оно было выше на 15,5-62,1 %, 15,7-51,8 и 10,4-48,3 % соответственно. При этом во все фазы наблюдалась закономерность - с возрастанием количества внесенного азота увеличивалось содержание его аммонийной формы в почве. Использование нормативного и балансовых методов расчета норм азотных удобрений при планировании урожайности

-965 ц/га приводило к их завышению, что обусловило накопление избыточного количества подвижных форм азота и нарушало сбалансированность пищевого режима для растений риса.

Таблица 2

Динамика содержания аммонийного азота в почве при нормах азотных

удобрений, установленных различными методами, мг/кг

Вариант Срок определения

всходы кущение выметывание после уборки

Р№Кбо - контроль 26,4 24,9 21,1 13,6

Рекомендуемая норма 35,5 33,0 26,6 14,6

Плановый уровень у эожайности 50 ц/га

Балансовый по Ыг 30,5 28,8 ' 23,3 14,4

Балансовый по Ы<1Г 32,6 30,7 24,9 14,4

Балансовый по >1Н1Ш 33,4 31,7 25,5 14,6

Компенсационный 34,2 32,0 25,6 14,8

Нормативный 36,4 34,2 27,4 14,8

Плановь й уровень у эожайности 65 ц/га

Балансовый по 41,2 35,9 30,1 16,0

Балансовый по >1лг 41,6 36,8 30,4 15,5

Балансовый по М„ин 42,8 37,8 31,3 15,9

Компенсационный 36,7 33,9 27,8 15,2

Нормативный 39,8 35,0 29,1 16,4

Фосфорный режим почвы под рисом при внесении азотных удобрений претерпевал менее значительные изменения. При внесении рекомендуемой и расчетных норм азота на планируемый уровень урожайности 50 ц/га количество подвижного фосфора в почве в фазы всходов, кущения и выметывания риса было несколько ниже, чем на контроле. Нормы азота, рассчитанные на урожайность 65 ц/га, на вариантах кроме компенсационного метода, наоборот, в эти фазы вегетации повышали содержание подвижного фосфора в почве по сравнению с контролем. Примерно такие же изменения наблюдались и в калийном режиме почвы под рисом.

3.2. Рост и развитие растений риса

Полевая всхожесть семян риса характеризовалась довольно низкими значениями, на контроле она составила 30,2%. Внесение азотных удобрений снижало этот показатель на 0,6-2,1 %. В то же время установлено положительное их влияние на выживаемость растений, она достоверно возрастала на 5,8-8,0 % по сравнению с контролем. Наибольший эффект по этому показателю наблюдался при использовании рекомендуемой нормы и рассчитанной нормативным методом на уровень урожайности 50 ц/га.

Продолжительность вегетационного периода на контроле в среднем, за 3 года составила 117 дней. Азотные удобрения достоверно увеличивали его на 9-14 дней при внесении норм, рассчитанных на уровень урожайности 65 ц/га, за исключением компенсационного метода. На этих же вариантах отмечалось значительное полегание посевов риса. Нормы, рассчитанные балансовым методом по содержанию в почве лег-когидролизуемого и минерального азота на уровень урожайности 65 ц/га, вызывали полегание растений уже с начала фазы молочной спелости зерна; к уборке риса эти делянки были полностью полегшими.

Положительное влияние азота на рост растений риса в высоту проявлялось уже в фазу кущения, где отмечено ее увеличение на 6,6-22,2 см по сравнению с контролем, а относительный прирост достигал 71,1 %. В фазах выметывания и молочно-восковой спелости зерна различия сохранялись, но в процентном отношении были несколько меньше и составляли 11,5-31,6% и 11,6-32,1 % соответственно. Наибольшие значения этого признака отмечены при внесении норм азота, установленных балансовыми методами на уровень урожайности 65 ц/га.

Усиление роста растений под действием азотных удобрений увеличивало накопление ими сухого вещества. В кущение этот показатель был выше по сравнению с контролем на 20,0-55,0 %, в выметывание — на 15,2-33,6% и в фазу молочно-восковой спелости зерна— на 23,142,8%. В фазах кущения и выметывания величина накопления сухого вещества так же, как и высота растений, была наибольшей на вариантах с повышенными нормами азота, полученными при расчете балансовыми методами на планируемый уровень урожайности 65 ц/га. Но в фазе мо-

лочно-восковой спелости зерна сухая масса растений на этих вариантах была примерно такой же, как и при внесении норм, рассчитанных этими методами на урожайность 50 ц/га; т. е. более высокие нормы внесения удобрений не давали ожидаемого эффекта. Наиболее четко это прослеживалось на варианте с использованием для балансового расчета показателя содержания минерального азота в почве - при различии вдвое норм, установленных для уровней урожайности 50 и 65 ц/га, были получены одинаковые величины сухой массы. Наибольшее количество сухого вещества в эту фазу накапливалось на вариантах с нормами, рассчитанными нормативным методом на уровень урожайности 50 ц/га н компенсационным - на 65 ц/га.

3.3. Фотосинтетическая деятельность растений риса

Независимо от способа установления нормы на вариантах с внесением азотных удобрений ассимиляционная поверхность растений была достоверно больше, чем при выращивании на безазотном фоне (табл. 3). Так, в фазах кущения, выметывания и молочно-восковой спелости зерна рост этого показателя составил соответственно 15,6-62,6 %, 9,8-36,0 % и 15,4-68,2 % по сравнению с контролем. Наибольших величин в эти фазы площадь листьев одного растения достигала на вариантах с нормами, рассчитанными балансовыми методами на урожайность 65 ц/га. Такой же эффект наблюдался и по содержанию фотосинтетических пигментов в растениях риса.

Сезонная динамика чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) не претерпевала существенных изменений (табл. 3). В каждый отдельный срок определения азотные удобрения существенно повышали ЧПФ по сравнению с контролем, но в отличие от площади листьев и содержания ппастидных пигментов максимальных значений в фазы выметывания и молочно-восковой спелости этот показатель достигал на вариантах с нормами, рассчитанными компенсационным методом на уровень урожайности 65 ц/га и нормативным - на 50 ц/га. На варианте с нормой, установленной методом балансового расчета по содержанию минерального азота в почве на урожайность 65 ц/га, ЧПФ в эти фазы была сравнима с контрольными значениями или даже ниже.

Табяица 3

Площадь листьев и чистая продуктивность фотосинтеза у растений риса при нормах азотных удобрений, установленных различными методами

Вариант Площадь листьев, см1 Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2-сут.

1* 2 3 1 2 3

Рї0Кбс - контроль 51,3 135,2 75,8 4,9 7,8 9,6

Рекомендуемая норма 66,1 163,0 95,2 7,1 9,6 11,8

Плановый уровень урожайности 50 ц/га

Балансовый по >1г 59,3 148,4 87,5 5,3 8,5 10,5

Балансовый по Ни- 62,8 153,8 90,4 6,1 8,8 10,9

Балансовый по >!,„„, 65,1 160,1 94,3 6,4 11,5

Компенсационный 66,7 160,2 93,9 6,5 9,2 11,5

Нормативный 67,5 166,8 99,8 7,3 % 8 12,1

Плановый уровень урожайности 65 и/га

Балансовый по>}г 76,6 177,4 108,6 6,7 8,8 И,2

Балансовый по 80,2 182,6 120,8 6,2 7,7 10,0

Балансовый по Ымин 83,4 183,9 127,5 5,8 7,4 9,6

Компенсационный 66,9 168,2 101,2 7,2 .9,7 12,2

Нормативный 74,3 174,3 107,3 7,0 8,9 11,5

*) Фазы вегетации; 1 - кущение. 2—выметывание, 3 - молочно-восковая спелость зерна

3.4. Потребление и вынос азота, фосфора и калия растениями риса

Азотные удобрения существенно влияли на потребление растениями азота уже с фазы всходов (табл. 4). Так, в растениях на удобренных делянках количество азота было выше на 0,05-0,66%, 0,12-0,54 и 0,17-0,47% сухой массы в фазы всходов, кущения и выметывания соответственно, чем в растениях на контрольных делянках.

Внесение азотных удобрений способствовало не только обогащению вегетативных органов этим элементом, но и лучшей аттракции его из листьев в зерновки. На вариантах с рекомендуемой нормой, а также ус-

тановленными всеми изучаемыми методами на уровень урожайности 65 ц/га, а нормативным — и на 50 ц/га, содержание этого элемента в зерне возрастало на 0,17-0,22 % по сравнению с контролем.

Таблица 4

Динамика содержания азота в растениях риса при нормах азотных удобрений, установленных различными методами, % сухой массы

Вариант Фаза вегетации

всходы кущение выметывание полная спелость

листья листья + стебли зерно

Р8о*но ~~ контроль 2,84 2,35 1,48 0,69 1,08

Рекомендуемая норма 3,16 2,67 1,87 0,76 1,25

Плановый урове] № урожайности 50 ц/га

Балансовый по 2,89 2,47 1,65 0,71 из

Балансовый по Ыдг 2,96 2,51 1,68 0,73 1,15

Балансовый поМми„ 3,03 2,58 1,72 0,74 1,19

Компенсационный 3,04 2,55 1,70 0,74 1,18

Нормативный 3,19 2,68 1,89 0,78 1,26

Плановый уровень урожайности 65 ц/га

Балансовый по Мг 3,42 2,81 1,91 0,82 1,28

Б&1ансовый по идг 3,46 2,86 1,94 0,83 1,28

Балансовый по 3,50 2,89 1,95 0,85 1,30

Компенсационный 3,18 2,68 1,88 0,79 1,26

Нормативный 3,37 2,78 1.91 0,81 1,27

Изменения в азотном питании риса отразились также на потреблении фосфора растениями риса. При использовании балансовых методов расчета норм удобрений по содержанию легко гидролизу емого и минерального азота на урожайность 65 ц/га содержание фосфора в зерне снизилось на 0,01 и 0,03 % соответственно. На большинстве же других вариантов наблюдалось повышение этого показателя на 0,03-0,04 % по сравнению с контролем.

Внесение азотных удобрений оказывало незначительное влияние на потребление калия растениями риса. В целом наблюдались те же зако-

номерности, что и с фосфором, но в менее выраженной форме. Умеренные нормы азота повышали по сравнению с контролем потребление калия растениями риса, повышенные - понижали.

Анализ динамики накопления элементов минерального питания рисом показал, что в фазе кущения растения потребляют около 25 % азота от общего количества, а в выметывание - уже 75-80 %. Наиболее интенсивно этот процесс происходит в период кущение-выметывание, а на начальном и заключительном этапах онтогенеза - в значительно меньших масштабах. Внесение азотных удобрений существенно увеличивает вынос азота одним растением. В фазе кущения общее количество утилизированного одним растением азота возрастало на 26,1-90,6% по сравнению с контролем, в выметывание - на 28,5-76,0 % и в полную спелость - на 29,5-84,9 %. В фазах кущения и выметывания растений .наибольший вынос наблюдался на вариантах с самыми высокими нормами азота, которые были получены при расчете на уровень урожайности 65 ц/га за исключением метода компенсации выноса, а уже в полную спелость при внесении более умеренных норм - рекомендуемой, а также рассчитанных нормативным методом на уровень урожайности 50 ц/га и компенсационным - на 65 ц/га.

Потребление фосфора осуществлялось более равномерно в онтогенезе растений. К фазе выметывания растения его поглощали 53,1-64,4% от общего выноса, В фазе полной спелости зерна риса вынос фосфора одним растением возрастал на 25,9-67,5 % по сравнению с контролем при различных способах установления норм азотных удобрений. Максимальных величин этот показатель достигал при внесении рекомендуемой нормы, а также рассчитанных нормативным методом на уровень урожайности 50 ц/га н компенсационным — на урожайность 65 ц/га.

Динамика потребления калия имела иной характер, в отличие от азота и фосфора. Уже в выметывание растения поглощали практически все необходимое количество калия для формирования урожая. Применение азотных удобрений повышало вынос калия одним растением по сравнению с контролем. Наибольшая величина этого показателя в фазе полной спелости наблюдалась на вариантах с использованием расчетных норм, установлен-

ных 1юрмативным методом на урожайность 50 ц/га и компенсационным на урожайность 65 ц/га.

Азотные удобрения существенно повышали вынос элементов минерального питания основной и побочной продукцией в расчете на 1 га площади посева риса. Уже внесение самой низкой в опыте расчетной нормы (95иУга), установленной балансовым методом по содержанию .гумуса в почве на урожайность 50 ц/га, повышало вынос азота в 1,5 раза по сравнению с контролем (табл. 5).

Таблица 5

Вынос азота урожаем риса и коэффициенты его использования из удоб-

рений при нормах, установленных различными методами

Вариант Вынос, кг/га Коэффициент использования азота т удобрений, %

зерно солома хозяйственный

Р8оКм - контроль 44,71 18,57 63,28 - '

Рекомендуемая норма 85,63 35,40 121,03 31,92

Плановый уровень урожайности 50 ц/га

Балансовый по Мг 67,01 27,37 94,38 29,99

Балансовый по Н,г 71,42 29,47 100,88 30,57

Балансовый по К,™ 77,23 31,70 108,93 32,60

Компенсационный 76,46 32,13 108,59 31,88

Нормативный 88,07 38,17 126,24 32,17

Плановый уровень урожайности 65 ц/га

Балансовый по N.. 84,48 39,51 123,99 21,20

Балансовый по 81,79 41,37 123,16 18,61

Балансовый поМ^ш 81,77 43,31 125,08 17,52

Компенсационный 87,07 37,67 124,73 31,25

Нормативный 85,47 38,70 124,18 22,98

На вариантах с применением рекомендуемой нормы азота, а также рас-" считанных всеми используемыми методами на урожайность 65ц/га И' нормативным - на урожайность 50 ц/га, величины общего выноса азота были выше, чем в контроле, на 91,3-99,5%, и что примечательно, были

выше,чем в контроле, на 91,3-99,5 %, к что примечательно, были примерно одинаковыми. В то же время на этих вариантах заметно различалось соотношение величин выноса основной и побочной продукцией.

Рекомендуемая норма и рассчитанные всеми изучаемыми методами на урожайность 50 ц/га, а компенсационным методом — и на 65 ц/га, давали примерно одинаковые, вполне удовлетворительные коэффициенты использования азота го удобрений. Нормы, установленные нормативным и балансовыми методами на урожайность 65 ц'га, были гораздо менее эффективными, коэффициент использования азота ш удобрений здесь снижался на 8,94-14,40 % по сравнению с лучшим по этому показателю вариантом.

Применение азотных удобрений существенно повышало вынос фосфора в расчете на 1 га посева риса, наибольших величин он достигал на вариантах с нормами, рассчитанными нормативным методом на уровень урожайности 50 ц/га и компенсационным - на урожайность 65превышая контроль на 78,5-80,4 %. Близкий к ним эффект обеспечивала и рекомендуемая норма.

Калий преимущественно выносился побочной продукцией. Применение азотных удобрений повышало общий вынос калия на 45,6-91,0 % по сравнению с контролем. Наибольший рост отмечен при внесении норм, рассчитанных нормативным методом на уровень урожайности 50 ц'га и компенсационным - на урожайность 65 ц/га.

Вынос азота 1 ц основной продукции с учетом побочной возрастал при внесении азотных удобрений, что обусловлено более высоким содержанием этого элемента как в зерне, так и в соломе (табл. 6). Нормы, рассчитанные компенсационным и балансовыми методами на планируемый уровень урожайности 50 ц'га, увеличивали этот показатель на 3,9-9,8%. Нормы, установленные нормативным методом на этот же уровень урожайности, а также компенсационным — на урожайность 65 ц/га, обеспечивали уже более значительное его увеличение — на 18,3 % по сравнению с контролем, а на вариантах с использованием нормативного и балансовых методов при расчете на планируемую урожайность 65 ц/га рост этого показателя достигал 20,9-30,1 % по сравнению с контролем.

Таблица б

Вынос азота, фосфора и калия 1 ц зерна риса с учетом побочной продукции при нормах азотных удобрений, установленных различными методами, кг/ц

Вариант Азот Фосфор Калий

РвоКда - КОНГрОЛЬ 1,53 0,80 1,68

Рекомендуемая норма 1,77 0,86 1,87

Плановый уровень урожайности 50 ц/га

Балансовый по Ыг 1,59 0,81 1,71

Балансовый по 1,62 0,83 1,72

Балансовый по Мним 1,68 0,84 1,79

Компенсационный 1,68 0,85 1,82

Нормативный 1,81 0,86 1,90

Плановый уровень урожа іности 65 ц/га

Балансовый по 1,88 0,84 1,85

Балансовый по ^ 1,93 0,85 1,82

Балансовый по Т^и,, 1,99 0,82 1,83

Компенсационны й 1,81 0,86 1,89

Нормативный 1,85 0,84 1,88

■ Вынос фосфора и калия 1 ц основной продукции с учетом побочной при внесении азотных удобрений возрастал в менее значительной степени, чем азота - на 1,3-7,5 % и 1,8-13,1 % соответственно. Наибольшее повышение отмечено на вариантах с нормами, рассчитанными нормативным методом на уровень урожайности 50 ц/га и компенсационным - на 65 ц/га.

3.5, Урожайность и качество зерна риса

Результаты учета урожая в опыте I с возрастающими нормами азотных удобрений показали, что в среднем за 3 года максимальная урожайность достигалась при внесении 180 кг/га азота (табл, 7). Внесение 210 кг/га сопровождалось достоверным снижением урожайности.

Оптимальной была норма 150 кг/га, поскольку дополнительные 30 кг азота обеспечивали математически недостоверную прибавку урожайности. Нашими исследованиями подтверждается оптимальность рекомендованной ВНИИ риса нормы азотных удобрений на посевах риса сорта

Лиман на лугово-черноземной почве по предшественнику оборот пласта многолетних трав.

Таблица 7

Урожайность риса и элементы ее структуры при внесении возрастающих норм азотных удобрений

Вариант Урожай кость, ц/га Продуктивная кустистость, шт./раст. Масса зерна с главной метелки, г Пусто-зер- ностъ, % Масса 1000 зерен, г

РзоКбо - фон 40,1 1,3 2,64 12,5 29,3

Фон + N60 54,3 1,6 3,25 13,8 29,1

ФОН + N90 59,2 1,7 3,42 14,5 28,9

Фон + N120 63,8 1,7 3,53 15,2 28,9

ФОН + N¡50 67,4 1,9 3,69 16,0 28,6

Фон + N^0 68,1 2,0 3,65 18,3 28,5

Фон+ "N210 64,2 2,1 3,47 20,1 28,0

НСРМ 3,6 0,2 0,14 0,9 0,2

Повышение урожайности обеспечивалось увеличением массы зерна с растения, что в свою очередь обусловлено лучшей озерненностью главной метелки и большим коэффициентом продуктивного кущения. В то же время, азотные удобрения повышали лустшерносгъ метелки на 1,3-7,6% по сравнению с контролем. Масса 1000 зерен уменьшалась при внесении азотных удобрений, причем наиболее значительное снижение наблюдалось на вариантах с самыми высокими нормами азота.

В полевом опыте 2 при использовании различных методов установления норм азотных удобрений также были получены существенные прибавки урожайности. Большинство расчетных методов позволило получить планируемые урожаи, но достигнутая продуктивность обеспечивалась внесением различных норм азотных удобрений (табл. 8).

Применение азотных удобрений позволило получить прибавки 17,928,5 ц/га в зависимости от нормы, или 50,0-68,8 % от урожайности на контроле. Наилучшие результаты были получены при использовании нормативного метода для определения нормы азота на урожайность

50 ц/га, компенсационного метода при расчете на урожайность 65 ц/га и рекомендуемой нормы.

-Таблица 8

Урожайность зерна риса при нормах азотных удобрений, установленных различными методами

Вариант Урожайность, ц/га Прибавка, ц/га Окупаемость удобрений прибавками урожая, кг зерна/кг N

РюКбо - контроль 41,4 - -

Рекомендуемая норма 68,5 27,1 18,1

Плановый уровень урожайности 50 ц/га

Балансовый по Кг 59,3 17,9 18,8

Балансовый по >1„г 62,1 20,7 18,8

Балансовый по Миш1 64,9 23,5 19,4

Компенсационный 64,8 23,4 19,0

Нормативный 69,9 28,5 17,8

Плановый уровень урожайности 65 ц/га

Балансовый по К 66,0 24,6 п,з

Балансовый поМлг 63,9 22,5 9,7

Балансовый по Минн 62,9 21,5 8,8

Компенсационный 69,1 27,7 17,3

Нормативный 67,3 25,9 12,5

НСР05 - 5,6 -

Окупаемость азотных удобрений прибавками урожая была различной. Нормативный и балансовые методы при расчете на уровень урожайности 65 ц/га приводят к установлению завышенных норм и нерациональному использованию удобрений, поскольку здесь каждая единица внесенного азота окупается в среднем вдвое меньшим количеством зерна риса, чем на оптимальных по этому показателю вариантах.

При внесении азотных удобрений снижается пленчатость зерна риса на 0,3-0,7 % по сравнению с контролем. Наибольшее снижение отмечено инвариантах с рекомендуемой нормой, а также рассчитанной норма-

тивным методом на уровень урожайности 50 ц/га. Повышенные нормы азота, установленные балансовым методом по содержанию легкогидро-лнзуемого и минерального азота, наоборот, повышали этот показатель на 0,4 %. Стекловидность возрастала на 0,3-1,8 % при применении азотных удобрений, при этом максимальный ее рост наблюдался на вариантах с внесением рекомендуемой нормы, а также расчетных, установленных нормативным методом на урожайность 50 ц/га и компенсационным - на 65 ц^га.

Выход крупы в контрольном варианте составил 68,5 %, внесение азотных удобрений в большинстве вариантов повышало его на 0,5-2,0 %. Лишь повышенные нормы азота не давали такого эффекта н на варианте с нормой, установленной балансовым методом по содержанию минерального азота в почве, выход крупы был даже ниже на 0,5 %, чем в контроле.

В большинстве вариантов отмечено повышение содержания крахмала и белка, причем максимальных величии первый показатель достигал на варианте с рекомендуемой нормой и превышал контроль на 2,2 %, а второй - при норме, установленной балансовым методом по содержанию минерального азота в почве на уровень урожайности 65 ц/га, где содержание белка на 1,7%, или в 1,27 раза было выше, чем в контроле.

3.6. Экономическая н биоэнергетическая эффективность применения азотных удобрений при различных способах установления их норм

Рентабельность применения азотных удобрений под рис и окупаемость понесенных затрат характеризуются высокими величинами на всех вариантах опыта. На варианте с нормой, установленной балансовым методом по содержанию минерального азота в почве, где получен самый низкий условно чистый доход, рентабельность составила 50,8 %. Более эффективные нормы позволяют достичь рентабельности 114,4-125,1 %, когда окупаемость затрат составляет 2,14-2,25. Наиболее эффективными были как рекомендуемая норма, так и нормы, уста нов-

ленные нормативным методом на уровень урожайности 50 и/га и компенсационным - на 65 и/га. Учитывая оба уровня урожайности, из расчетных методов наиболее эффективным с экономической точки зрения является компенсационный метод расчета норм азотных удобрений под рис.

Наибольший энергетический КПД применения азотных удобрений отмечен на варианте с нормой, рассчитанной балансовым методом по содержанию гумуса в почве на уровень урожайности 50 ц/га, где каждая единица энергии, внесенная с удобрениями, оправдывалась дополнительными 3,58 единицами, созданными в прибавке урожайности зерна риса. Нормы, рассчитанные всеми остальными методами на уровень урожайности 50 ц/га, компенсационным методом на урожайность 65 ц/га, а также рекомендуемая обеспечили несколько меньший, но все же очень высокий биоэнергетический КПД применения удобрений -3,33-3,50. Балансовые методы при планировании урожайности 65 ц/га давали нормы, энергоотдача от которых была вдвое ниже, чем на оптимальных по этому показателю вариантах.

ВЫВОДЫ

1: Нормы внесения азотных удобрений под рис можно устанавливать экспериментальным и расчетным методом. В наибольшей степени потребностям растений отвечают нормы, установленные путем проведения многолетних полевых опытов в конкретных почвенно-климатических условиях при сложившемся уровне культуры земледелия. Расчетные методы дают в разной степени менее надежные результаты.

2. Рекомендованные научно-исследовательскими учреждениями нормы азотных удобрений устанавливаются в условиях высокой культуры земледелия (хорошая планировка чеков, полная обеспеченность техникой, средствами защиты растений и удобрениями, строгое выполнение технологии выращивания риса). В связи с этим в хозяйствах с невысоким уровнем культуры земледелия, а также в несколько отличных почвенно-климатических условиях эти нормы могут оказаться завышенными.

3. При внесении рекомендуемой нормы азотных удобрений в течение всего периода вегетации повышается содержание в почве обменного аммония на 26,1-34,5 % по. сравнению с безазотным фоном, что улучшает обеспеченность растений доступными формами этого элемента. Улучшение азотного режима почвы благоприятно сказывается на росте и развитии растений риса. Они интенсивнее растут — в фазы кущения, выметывания и мсшочно-восковой спелости их высота на 11,4-11,9 см, а сухая масса на 27,0-39,8 % больше, чем в контроле; значительно возрастает их фотосинтетическая активность, что проявляется в увеличении площади листьев на 20,6-28,8 %, а также обеспеченности их хлорофиллами а+б на 31,7-39,9%, при этом чистая продуктивность фотосинтеза возрастает на 22,9-44,9 % по сравнению с контролем. В конечном итоге это обеспечивает получение прибавки урожайности 27,1 ц/га зерна риса, а вынос азота в расчете на 1 га посева возрастает почти вдвое (на 91,3 %).

4. Расчетные методы установления норм азотных удобрений в связи с тем, что учитывают множество факторов, при планировании одинаковой урожайности дают несколько различные результаты. Все используемые расчетные методы обеспечили значительное превышение плановой урожайности 50 ц/га. Наиболее близкую к расчетной урожайности обеспечил балансовый метод расчета норм азотных удобрений по содержанию гумуса в почве.

5. При планировании более высокой урожайности (65 ц/га) надежные результаты дает компенсационный метод. Внесение рассчитанной этим методом нормы азота обеспечивало по большинству показателей примерно такой же эффект, как и применение рекомендуемой нормы. Достоверная прибавка урожайности от удобрений на этом варианте составила 27,7 ц/га, что превышало плановый уровень урожайности на 4,1 ц/га.

6. Балансовые методы, а в некоторой степени и нормативный, при расчете на высокий уровень урожайности дают завышенные нормы, что приводит к нерациональному использованию азотных удобрений. При этом наблюдается израстание растений и полегание посевов, на 9-14 дней удлиняется вегетационный период, снижается на 8,94-14,40 % коэффици-

ент использования азота из удобрений и на 4,5-12,4% повышаются его затраты на формирование 1 ц зерна по с равнению с вариантом с рекомендуемой нормой, что во многом обусловлено значительным увеличением выноса элемента побочной продукцией. Все это вызывает снижение качества продукции и повышает риск загрязнения окружающей среды.

7. Применение рекомендуемой н рассчитанных компенсационным методом норм азотных удобрений экономически и энергетически оправдано. Условно чистый доход от внесения этих норм составляет 3874,624434,01 рубУга, окупаемость затрат - 2,14-2 ДЗ, рентабельность - 114,4 -123,2 %.

8. Для повышения надежности расчетных методов необходимо уточнить используемые балансовые и нормативные коэффициенты в связи с сортосменой, применением регуляторов роста, микроэлементов, совершенствованием системы защиты растений от вредителей и сорняков. Для риса сорта Лиман вынос азота I ц зерна с учетом побочной продукции следует принять равным 1,81 кг, нормативный расход тука на создание I ц зерна риса - 2,08 кг.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для установления норм внесения азотных удобрений под рис следует руководствоваться результатами прямых полевых опытов, проведенных непосредственно в хозяйстве или научно-исследовательскими учреждениями в аналогичных почвенно-климатических условиях. При отсутствии таких данных возможно использование расчетных методов. Наиболее приемлемым в условиях Краснодарского края показал себя компенсационный метод расчета норм азотных удобрений на планируемую урожайность риса.

2. Расчетные методы могут быть использованы научно-исследовательскими учреждениями и специалистами хозяйств при планировании экспериментов по установлению оптимальных норм внесения азотных удобрений для определения диапазона вариации изучаемого фактора.

Список опубликованных работ

1. Караченцев В.В,, Шеуджен А.Х. Влияние возрастающих норм азотных удобрений на урожайность зерна риса // Матер, науч.-практ. конф. 5-й Недели науки МГТИ. - Майкоп, 2001. С. 40.

2. Караченцев В.В. Сравнительная опенка эффективности расчетных методов определения норм минеральных удобрений на планируемый урожай // Вестн. КНЦ АМАН. 2001. Вып. S. С. 54-55.

3. Караченцев В.В., Коротенко С.С., Шеуджен А.Х. Влияние возрастающих норм азотных удобрений на урожайность риса // Вестн. КНЦ АМАН. 2001. Вып. 8. С. 56,

4. Караченцев В.В,, Шеуджен А.Х. Сравнительная оценка эффективности методов определения норм минеральных удобрений под рис // Матер, науч.-практ. конф. "Агропромышленный комплекс юга России - сегодня". - Майкоп: изд-во МГТИ, 2001. С. 178-179.

5. КараченцевВ.В., ШеудженА.Х. Потребление азота, фосфора и калия растениями риса при внесении расчетных норм азотных удобрений // Удобрения и регуляторы роста на посевах риса. — Краснодар, 2002. С. 60-62.

6. Караченцев В.В., Шеуджен А.Х. Фотосинтетическая деятельность растений риса при различных уровнях азотного питания // Удобрения и регуляторы роста на посевах риса. - Краснодар, 2002. С. 63-67.

7. Караченцев В.В. Проблемы оптимизации азотного питания посевов риса // Междунар. науч. конф. "Обеспечение высокой экономической эффективности и экологической безопасности приемов использования удобрений и других средств химизации в агротехнологиях" / Бюл. ВИУА. 2003. № 118. - М.: Агроконсалт, 2003. С. 120-122.

8. Караченцев В.В., Аношенков В.В., ШеудженА.Х. Пищевой режим почвы и урожайность риса // Энтузиасты аграрной науки. - Краснодар: КубГАУ, 2003. Вып. 1. С. 174-183.

9. Харитонов Е.М., Караченцев В.В., Шеуджен А.Х. Агроэкологи-ческие основы установления норм азотных удобрений в рисоводстве. -Майкоп, 2003. - 127 с.

Лицензия ИД 02334

Подписано в печать Гб.ю .03 Бумага офсетная Пен. л. 1,0 Тираж 100

14.07.2000

Формат 60 х 84 Офсетная печать

Заказ № 606

Отпечатано в типографии КубГАУ, 350044, Краснодар, Калинина, 13