Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Агрохимические основы повышения эффективности систем удобрений полевых культур на дерново-подзолистых почвах Среднего Предуралья
ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия
Автореферат диссертации по теме "Агрохимические основы повышения эффективности систем удобрений полевых культур на дерново-подзолистых почвах Среднего Предуралья"
На правах рукописи
БАШКОВ Александр Степанович
Агрохимические основы повышения эффективности систем удобрений полевых культур на дерново-подзолистых почвах Среднего Предуралья
Специальность 06.01.04 - Агрохимия
Диссертация . в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
Пермь 2000
Работа выполнена в отделе агрохимии УдмГНИИСХ н на кафедре агрохимии и почвоведения ИжГСХА
Научный консультант доктор сельскохозяйственных наук, академик МААО, заслуженный деятель науки Удмуртской Респубчики, профессор, лауреат премии им Д Н Прянишникова И.П.Дергогин.
Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных наук, заслуженный
деятель науки РФ, профессор, лауреат премии им Д Н Прянишникова Ю.П.Жуков, доктор сельскохозяйственных наук, профессор С.И.Попова,
доктор сельскохозяйственных наук, заслуженный деятель науки Удмуртской Республики, профессор М.Ф.Кушсиов,
Ведущая организация Министерство сельского хозяйства и продовольствия
Удмуртской Республики
Защита состоится 28 июня 2000 г на заседании диссертационного совета Д 120 08 01 в Пермской государственной сельскохозяйственной академии им ДН Прянишникова в ауд 41 по адресу 614600, г Пермь, ГСП-165, ут Комму нистическая, 23
С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомитьсч в библиотеке академии
Диссертация в виде научного доклада разослана 26 мая 2000 г
Ученый секретарь диссертационного совета канд с -х наук, доцент
Л А Михайлова
' ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследований. Проблема повышения продуктивности земледелия в Восточной части Нечерноземной зоны, куда входит Среднее Пре-дуралье, может быть решена путем получения высокой и устойчивой урожайности сельскохозяйственных культур и в первую очередь* на основе сохранения и повышения плодородия почв. Важнейшее свойство почвы — плодородие, является главным и часто определяющим фактором уровня продуктивности "земледелия. Более 70 % пахотных угодий Среднего Предуралъя представлены дерново-подзолистыми почвами, которые имеют большей частью повышенную кислотность, низкую катионную емкость поглощения и недостаточное содержание доступных- элементов питания, особенно азота и фосфора. Решающее значение в повышении производительности этих почв, наряду с другими важными приемами; имеет применение минеральных и органических удобрений и химических мелиорантов. .
Действие удобрений на плодородие почвы, урожайность полевых культур и качество продукции зависит от степени окультеренности почв, предшественников, сроков и способов внесения, доз и соотношений основных элементов питания и от сочетания органических, известковых и минеральных удобрений, т.е. системы их применения в севооборотах.
Реформы начатые в России без научной и практической проработки, привели к резкому снижению производительности в аграрном секторе экономики, значительному падению объемов известкования и фосфоритования, а применение органических и минеральных удобрений уменьшилось в несколько раз. Достигнутый в предыдущие годы, за счет химизации земледелия, уровень плодородия почв в основной массе хозяйств слабо поддерживается, что приводит к значительному уменьшению урожайности сельскохозяйственных культур и к снижению плодородных свойств почв. Поэтому важнейшей задачей агрономической науки является разработка таких систем применения удобрений, которые бы позволяли получать запланированные урожаи и более длительное использование созданного уровня плодородия почв с большей отдачей продуктивности культур.
В решении этой проблемы в современных условиях имеют значение рекомендации, разработанные на основе исследований в многолетних опытах в севооборотах при системном применении всех удобрительных средств во времени. Особую важность при этом приобретают опыты по установлению рациональных дифференцированных балансов питательных веществ в зависимости от продуктивности сельскохозяйственных культур и агрохимических показателей почвы. Особенно это актуачьно для дерново-подзолистых почв Среднего Предуралья. ' ' - -
' Цель и задачи исследований. Цель исследований состояла в комплексном и системном изучении влияния сочетаний и соотношений доз минеральных удобрений, навоза и химических мелиордащэвь&;сррооборотах на плодородие дерново-подзолистых почв, уражШйё<йК.Мо1девв№(Купьтур, качество продукции и продуктивность севооборотой.'(5^ой цельк>;ре1иались елед>,ющие задачи: •
]иХШ5ЖЖ
1. Изучить влияние извести, фосфоритной муки и бентонитовои пины на плодородие почвы и продуктивность полевых культур, а также выявить условия их эффективного применения
2. Дать оценку изменениям фосфатного и калийного режима почв при длительном применении удобрений
3. Определить отзывчивость полевых культур на удобрения и агрохимические показатели почвы
4 Оценить действие органической, минеральной и органо-минеральной систем удобрений на продуктивность культур и качество растениеводческой продукции
5. Установить характер изменения агрохимических показателей дерново-подзолистых почв при внесении различных доз, сочетаний, соотношений и систем удобрения
Новизпа исследований В результате длительных исследований установлено влияние навоза, извести, фосфоритной муки на продуктивность полевых культур, севооборота, условия их более эффективного применения в зависимости от почвенных показателей, предшественников и длительности внесения
Выяснена роль бентонитовой пины в улучшении водно-физических и агрохимических свойств почв и на этой основе показано влияние ее на урожайность картофеля и других полевых культур Установлена зависимость эффективности бентонитовой глины от гранулометрического состава почв и набора культур севооборота.
В стационарных опытах и методом микроплощадок выявлена зависимость урожайности ряда полевых культур от показателей агрохимических свойств дерново-подзолистых почв и составлены соответствующие уравнения регрессии Разработаны и апробированы системы удобрения севооборотов, позволяющие получать продуктивность с гектара пашни от 3,7 до 5,3 т зе/га, с сохранением и повышением плодородия почв
Объекты и методы исследований Исследования автора проводились в основном в южно-таежной подзоне таежно-тесной зоны и северной лесостепи Объектами исследований выбраны дерново-сичьно- и среднеподзолистые суг-чииистые и супесчаные почвы, в основном слабосмытые. Эти почвы занимают около 75 % площади пашни Удмуртии
Полевые опыты на э гих почвах проводились на опытных полях ИжГСХА «Ярушки», «Смирново», «Июльское», в .экспериментальном агрохимическом севообороте отдела агрохимии УдмГНИИСХ, на полях ОПХ «Ижевское», учхоза «Июльское», колхоза «Память Кирова» Каракулинского, совхоза «Васильев ский» Красногорского и совхоза «Большевик» Балезинского районов, а также в совхозе «Правда» и колхозе им Холмогорова Завьяловского района и др. хозяйствах республики Агрохимические показатечи почв представлены в табл 1.
В полевых краткосрочных опытах использовались следующие культуры озимая рожь, ячмень, однолетние травы (горох с овсом и вика с овсом), картофель, лен-долгунец, кукуруза Опыты в севооборотах включали еще клевер, яровую пшеницу. В стационаре отдепа агрохимии УдмГНИИСХ севооборот
имел следующую схему: чистый пар, озимая рожь, картофель, яровая пшеница, клевер I и'II года пользования, озимая рожь, ячмень. Многолетний полевой, опыт на опытном поле ИжГСХА «Июльское», проводился в четырехпольном зерно-пропашном севообороте с чередованием культур: однолетние травы, озимая рожь, картофель, ячмень. V ' '-' , <
.' ¡.Агрохимические показатели почв в год закладки опытов (А„),
. ; : Почва ; ; _ ; Место . проведения опыта Гумус, . %. - рНка Я | Иг V, % р2о5! к2о
мг — экв. на 100 г поч- * - вы по Кирсанову мг/кг почвы '
Дерново- среднеподзолистая средне-суглинистая оп.поле ИжГСХА " «Ярушки» 2,10 5,5 12,5 1,55 89 155* 98
Такая же • оп. полеИж-, ГСХА . . «Смирновой 1,64. Л1 15,4 3,78 80 50 107
Дерново- среднеподзолистая связно-песчаная колхоз им. Холмогорова 0,86 4,9 5,7 2,29 71 13 57
Дерново- сильноподзолистая связ-нопесчаная Совхоз «Правда» ■ 1,38 4,4 4,6 2,38 66 13 76
Дерново- ., , среднеподзолистая средне-суглинистая оп. поле Удм-ГНИИСХ 1,90; 5,4 7,6 2,30 77 39 118
Такая же ОПХ «Ижевское» • ' ' 2,50 , 5,0 ' 13,9 3,40 80 53 , 83
Дерново- среднеподзолистая легкосуглинистая ..... совхоз «Большевик» ' ; 2,00 4.2 9,6 5,80 61 ?: 45
Дерново- среднеподзолистая средне-суглинистая совхоз «Васильевский» - 3,9 - 7,10 - 30 75
Дерново- среднеподзолистая легкосуглинистая • . оп. поле ИжГСХА «Июльское» 1,93 5,4- 11,0 2,85 79 67 92
Дериово- среднеподзолистая легкосуглинистая УОХ «Июльское» 2,50-, 6,2 . 12,4 1,40 91- 89 122
Дерново- _ среднеподзолистая супесчаная слабоокультуренная ТОО им. Холмогорова 1,50 • 4,6 6,6 3,20 67 32 288
Дерново-среднеподзолис-тая супесчаная средне-; окультуренная СХТ «Узей-Тукля» 2,20 5,2 10,1 1,94 84 66 305
* обменный калий по Масловой
В вегетационных опытах высевали гречиху, в вегетационно-полевом (сосуды из полиэтиленовой пленки без дна) — картофель В полевых опытах (одногодичных, в севооборотах и стационарах) была четырехкратная повторность вариантов с общей площадью делянки от 50 до 120 м2 Вегетационно-полевые опыты проведены в шестикратном повторении, вегетационные - в сосудах Митчерлиха в восьмикратном повторении Для лабораторных опытов использовали большие стеклянные стаканы емкостью 400 см
Отбор почвенных образцов осуществляли в 20 точках тростевым буром поделяночно Химический анализ почвенных и растительных образцов проведен по ГОСТам, принятым в агрохимслужбе страны Уборку культур проводили прямым методом со взвешиванием продукции в поле, структуру урожайности определяли согласно методикам государственного сортоиспытания Статистическая обработка полученных данных проведена дисперсионным и корреляционно-регрессионным методами на ЭВМ Pentium-200 в разработанных приложениях программ Excel 97-2000, SPSS 8 О, Statistica и др
На основании проведенных исследований и обобщения экспериментальных данных разработаны и выносятся на защиту следующие положения-
I Закономерности изменений показателей агрохимических свойств дерново-подзолистых почв от раздельного и совместного внесения извести, навоза, различных доз, сочетаний и соотношений минеральных удобрештй при длительном и системном их применении
2. Уровень продуктивности основных полевых кулмур, качество продукции в зависимости от плодородия почвы, органической, минеральной и ор-гано- минеральной систем удобрений в севооборотах.
3. Особенности эффективного использования химических мелиорантов в зависимости от свойств дерново-подзолистых почв региона.
4. Оптимальные параметры агрохимических показателей почв для разного уровня продуктивности севооборотов
Практическая зпачимость и реализация результатов исследований. Основные научные разработки нашли отражение в следующих публикациях и рекомендациях
1. «Итоги и перспективы» -Свердловск, 1976
2. «Рекомендации по интенсификации сельскохозяйственного производства Уральского региона Нечерноземной зоны РСФСР» -М , 1976
3. «Научные основы и рекомендации по применению удобрений в Нечерноземной зоне Европейской части РСФСР» -М, 1976.
4. «Интенсификация растениеводства» -Ижевск, 1978
5. «Рекомендации республиканской научно-производственной конференции по увеличению производства зерна, кормов и других продуктов земледелия в колхозах и совхозах Удмуртской АССР в 1978 г » -Ижевск, 1978
6. «Защита почв от водной и ветровой эрозии на Урале, в Башкирии и Татарии (рекомендации)» М,1979
7. «Рекомендации по возделыванию сельскохозяйственных культур в ' 1980 г.».-Ижевск, 1980.
8. «Рекомендации по увеличению производства зерна, кормов и других продуктов земледелия в колхозах и совхозах Удмуртской АССР в 1981 г.».-Ижевск, 1981.
9. «Научные основы системы земледелия Удмуртской АССР». —Ижевск,
- •• ]982. 5 • •• 4 --; ., 10. «Ваш сад и огород».—Ижевск,'1984.
- II.«Озимая рожь. Рекомендации по технологии выращивания в Удмур-. тии урожая зерна 30-40 ц/га».-Свердловск, 1984. •. _ . ■
12.«Интенсивные технологии на полях Удмуртии (опыт и рекоменда-; ции».—Ижевск, 1986 • ' -
13.«Сад и огород. Советы садоводам-любителям».-Ижевск, 1993.
• 14.«Производство зерна яровой пшеницы на производственные цели в ; ' Среднем Предуралье».-Ижевск, 1998. - • ■-
* Результаты исследований позволили разработать научно обоснованную систему применения удобрений, реализация которой позволяет получить продуктивность основных полевых культур выращиваемых в Среднем Предуралье на уровне 3,7-5,3 т з.е. с гектара при сохранении и повышении плодородия почв. Теоретические положения подтверждаются широкой производственной проверкой в хозяйствах. 1 ' • . ' •
Апробация работы. Результаты исследований доложены на: ■
- научно-практических конференциях ИжГСХА (1969, 1985, 1995, 1996,-.1997, 1998); ;
- научных конференциях почвоведов, агрохимиков и земледелов Среднего Поволжья и Южного Урала (1968,1972, 1974); ' г
- Всесоюзном семинаре-симпозиуме молодых ученых сельского1 хозяйства (1969); '' ' "'■""< • ' ■ '..-•-
- Всесоюзных отчетно-методических совещаниях Геосети опытов с удобрениями (1971,1977, 1986); ■ . • .
- делегатских съездах Всесоюзного общества почвоведов (1985, 1989, 1996);
- научно-практической конференции по проблеме: «Состояние и перспективы развития аграрно-промышленного комплекса Удмуртской Республики» (1998).
По теме диссертации опубликованы 64 научные работы, общим объемом более 30 печатных листов. ' - ' - - ■ . ^
Автор выражает глубокую признательность профессорам И.П.Дерюгину и В.П.Ковриго за постоянную помощь и консультации. Искренне благодарен принимавшим в разные годы участие в работе аспирантам А.П.Колотову, Т.В.Котешовой, Л.АЛенточкиной, преподавателям и' сотрудникам А.И.Безносову, ' Т.Ю.Бортник, Г.П.Дзюину, А.А.Горчеву, В.П.Култышеву, Л.Ф.Одинцовой, Н.Ф.Поповой, студентам агрономического факультета и лабо--рантам кафедры агрохимии и почвоведения ИжГСХА. ;
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Условия почвообразования и характеристика дерново-подзолистых
почв
Среднее Предуралье относится к восточной части Нечерноземной зоны Российской Федерации Климат здесь умеренно континентальный с продолжительной холодной зимой и коротким, но жарким летом Среднегодовое количество осадков колеблется в южной части от 436 до более чем 600 мм на севере, в т. ч. за вегетационный период - 225-350 мм По характеру природной растительности Среднее Предуралье почти полностью относится к лесной зоне, только самая южная часть - к северной лесостепи.
Почвенный покров региона изучался в начале века Рисположенским Р В. (1909), затем Никитиным В Л , Маландиным Т А, Коротаевым Н Я, Пер-мяковым Ф И , Ковриго В П и др. Благодаря в основном хвойной лесной растительности, промывному типу водного режима и преобладанию бескарбонатных почвообразуюших пород здесь формировались подзолистые и дерново-подзолистые почвы Г1о данным Коротаена Н.Я (1960) в Пермской области подзолистые почвы занимают 30 % территории, дерново-подзолистые - 45%, в Кировской области - 80 % (Платунов А А, 1997)
Наиболее обстоятельную группировку почв Удмуртии дал В П Ковриго (1964) По его данным дерново-подзолистые почвы в землепользовании республики занимают 70 % площади. Среди почв других типов наиболее широко встречаются серые лесные и дерново-карбонатные
Дерново-подзолистые почвы сформировались на покровных желтовато-бурых и красновато-бурых глинах и суглинках, а также флювиогляциальных песках и супесях. В Удмуртии встречаются двучленные почвообразующие породы Под бескарбонатными суглинками и глинами на глубине 60-100 см и более залегают пермские карбонатные буровато-красные пылеватые глины и покровные тяжелые суглинки ита пески и супеси, которые принимают активное участие в формировании почв, особенно их физико-химических свойств Дерново-подзолистые почвы подразделяются по степени оподзоленности, гранулометрическому составу и степени смытости.
Дерново-подзолистые суглинистые почвы Эти почвы широко распространены в южно-таежной подзоне таежно-лесной зоны Однако небольшие их площади довольно часто встречаются и в северной подзоне лесостепной зоны Дерново-подзолистые почвы по оподзоленности делятся на дерново-слабо-, средне- и сильноподзолистые Дерново-сильноподзолистые почвы имеют подзолистый горизонт ботее 10 см белесоватого цвета пластинчатого сложения Дерново-среднеподзолистые почвы имеют подзолистый горизонт до 10 см Эти почвы сформировались преимущественно на водораздельных плато, пологих склонах, а также на хорошо дренированных надпойменных террасах речных долин Мощность пахотного горизонта дерново-сильно- и среднеподзолистых почв практически одинакова колеблется от 20 до 25 см При этом на слабосмы-тых почвах припахивается подзолистый, а на среднесмытых - иллювиальный
горизонт. Поэтому степень оподзоленности на пашне определить в современных условиях трудно.
Дерново-слабоподзолистые суглинистые почвы имеют незначительное распространение. Подзолистый горизонт у этих почв отсутствует, но имеются признаки оподзоливания, выраженные в виде кремнеземистой присыпки в под-гумусовом слое. Плодородные свойства дерново-слабоподзолистых почв значительно лучше, чем у средне- и сильноподзолистых.
В северной лесостепной подзоне довольно часто встречаются вторично насыщенные дерново-подзолистые суглинистые почвы, у которых сравнительно ' низкая обменная и гидролитическая кислотность и высокая степень насыщенности основаниями. Эти почвы сформировались на покровных маломощных суглинках, подстилаемых на небольшой глубине карбонатными красновато-бурыми суглинками и глинами. Вторично насыщенные почвы, как правило, меньше нуждаются в известковании и более плодородны.
В результате грамотной ' хозяйственной 'деятельности ' дерново-подзолистые суглинистые почвы подвергаются окультуриванию. При этом увеличивается содержание гумуса, доступных элементов питания, снижается кислотность. В настоящее время наибольшее распространение имеют слабоокуль-туренные почвы, а средне- и сильноокультуренные занимают около 20 % пашни и встречаются вблизи животноводческих ферм (в результате систематического применения органических удобрений и извести).
Свойства дерново-подзолистых почв зависят от их окультурешюсти. Дер-ново-срёднеподзолистые среднесуглинистыс среднеокультуренные по сравнению со слабоокультуренными почвами имеют менее кислый подзолистый горизонт, высокую степень насыщенности основаниями и лучшую обеспеченность элементами питания. Сильноокультуренные дерново-среднеподзолистые среднесуглини-стые почвы практически не имеют подзолистого горизонта, нейтральны, с высокой степенью насыщенности основаниями (>90 %) и повышенным содержанием подвижного фосфора и обменного калия. В условиях Среднего Предуралья имеются почвы всех степеней смытости, при этом, безусловно, они отличаются по агрохимическим свойствам. - ,
Дерново-подзолистые супесчаные почвы. В Пермской области, как сообщают Петухов М.П. и др. (1964), легкосуглинистые почвы вместе с супесчаными занимают в пашне 14,4 % площади. В Удмуртии песчаные и супесчаные почвенные разновидности занимают 23 % площади пашни (Ковриго В.П., 1999), 20 % в Кировской области (Платунов A.A., 1997). Дерново-подзолистые супесчаные и песчаные почвы встречаются в условиях спокойного волнисто-равнинного рельефа и занимают все основные его элементы. В основном легкие почвы представлены средне- и сильноподзолистыми, очень редко встречаются дерново-слабоподзолистые супесчаные и песчаные почвы.
Дерново-подзолистые легкие почвы сформировались на флювиогляциаль-ных песках и супесях или двучленных породах — песках и супесях, подстилаемых буроватыми, красноватыми карбонатными пылеватыми глинами или покровными красновато-бурыми опесчаненными суглинками. Эти почвы более кислые, имеют степень насыщенности основаниями всего 53-56 %, а иногда даже менее 30 %.
Содержание гумуса в супесчаных и песчаных почвах - 0,5-1,5 % и только на пониженных участках повышается до 2,0-2,9 % Oint имеют очень низкую и низкую обеспеченность подвижным фосфором (Р;05) — от следов до 50 мг/ki почвы, обменного калия (КзО)- от 25 до 68 мг на I кг почвы При окультуривании агрохимические показатели таких почв улучшаются Вторично насыщенные основаниями легкие почвы не встречаются
Краткий обзор позволяет сделать заключение, что в Среднем Предуралье пашня в подавляющем большинстве представлена дерново-подзолистыми почвами разной степени оподзоленности и гранулометрического состава Эти почвы отличаются от подобных почв Центральных районов Нечерноземной зоны тем, что они имеют низкое содержание подвижного алюминия, и как следствие, внесенный фосфор остается в почве длительное время в более доступной форме, поэтому имеет высокое действие на урожайность даже в небольших дозах
При сильно- и среднекислой реакции суглинистые почвы Среднего Пре-дуралья имеют, как правило, довольно высокую степень насыщенности основаниями и почти не содержит подвижного алюминия в отличие от аналогов этих почв в западных регионах страны
Наблюдаются особенности минералогического состава илистой фракции Эта фракция суглинистых почв имеет в своем составе диоктаэдрический иллит, каолинит и лабильные минералы, представленные смешаннослойными иллит -смектитами, которые содержат меньше межпакетного калия, поэтому обладают повышенной способностью к его необменному закреплению Определение минералогического состава илистой фракции в почве нашего многолетнего опыта (Носов В В , 1997) в МГУ показало, что она содержит заметно больше лабильных силикатов, чем суглинистая почва Подольского района Московской области в Ар на 2%, в ЕВ на 13%
2. Краткая справка изучения почвенного покрова зоны и применения удобрений под полевые культуры
К началу шестидесятых годов в Среднем Предуралье проведено подробное изучение почв (Важенин И.Г, 1936, 1938, 1950; Кабанов ТТ и др, 1933, Иванова Е Н, 1945, Прокошев В Н, 1952; Пермяков Ф И , 1952), эффективности удобрений (Важенин ИГ, 1950, 1953, 1954, Важенин ИГ, Карасева ГИ, 1959; Прокошев В Н, 1947, 1957, Прокошев В Н, Устюжанина Е М, 1940, Панов А А , 1954, Зубарев М И, 1937, Рудометов С И, 1958, Петухов М.П , 1947, 1954, 1964; Смагина Н С , 1962, Атикин АС и др , 1964, Васильева J1В , 1964, Петухов М П , Панова Е А , Чернов Л А, 1961, 1962), а чуть позднее появилась обстоятельная работа по применению удобрений Петухова МП, Прокошева В Н (1964), вышли труды Соликамской опытной станшш - том I (1953), том II (1958), том III (1965), а затем IV том (1975) и другие важные для зоны статьи и труды Пермского СХИ и Пермской ГСХОС Все научные исследования, обобщенные в этих изданиях, проведены на территории Пермской области за исключением работы Пермякова ФИ «Почвы Удмуртии» (1952) Безусловно, почвенно-ктиматические условия Удмуртии имеют особенности и поэтому все.
что изучено в других регионах, с определенными поправками можно использовать в республике. ,, , . . -
Опытная работа на почвах началась еще в 1911 году, когда Удмуртия входила в состав Вятской губернии. Результаты этих исследований показаны в справке Антошина С.П. (1929) за 1911-1917 it., за двадцатые и тридцатые годы в статье сотрудников Северо-Восточной сельскохозяйственной опытной станции Великсн лепова A.JL, Иванова В.А. (1929). В этих опытах изучались нормы азотных, фосфорных, калийных, известковых и органических удобрений., Получены интересные результаты эффективности удобрений на картофеле, льне, озимой ржи, пшенице и клевере. Однако они имели поисковый, любительский характер, без учета плодородия почв, на которых вносились удобрения.
В связи с образованием Удмуртской сельскохозяйственной опытной станции в 1950 году в республике появились более детальные исследования по применению удобрений. Они опубликованы в статьях Боярова А.И. (1961,1963, 1964, 1968). Проведенные исследования позволили сделать следующие предварительные выводы: • '-.'Y,.
1. На урожайность всех изучаемых культур (яровая и озимая пшеница, озимая рожь, картофель, лен) наибольшее действие оказывает внесение только одного азота и азота на фоне РК. .;■■.•.'
,2. Действие фосфора в составе суперфосфата было значительно , ниже в сравнении с азотом и нестабильно по годам исследований. Лучшая доза Р45. •
3. Фосфоритная мука в двойной дозе незначительно уступает суперфосфату. На кислых почвах её рекомендуется вносить в дозе Рфво-90-
4. Лучший срок внесения фосфорных удобрений - осенью под зяблевую обработку. ' _ .... .., . ..
5. Калийные удобрения неустойчиво оказывают влияние на урожайность, за исключением случаев их внесения под картофель на легких почвах.
3. Влияние длительного внесения удобрений на урожайность полевых. культур, продуктивность севооборота и плодородие почвы .,
В краткосрочных полевых опытах очень сложно, практически невозможно изучить влияние комплексного внесения удобрений на всесторонние изменения плодородия почв, их свойства и процессы в них, на величину и качество. урожая сельскохозяйственных культур (Прокошев В.Н.,. 1952; Щерба C.B.,-1953; Кудзин Ю.К., 1962, Егоров В.Е., 1963; Найдин П.Г., 1963; Соколов А.В., 1967). Влияние всех факторов и существенные изменения можно изучить при проведении длительных опытов в конкретных условиях и на типичных почвах региона.
В дополнение к ранее проведённым многолетним полевым и краткосрочным опытам в соответствии с поставленными задачами по схеме и методике исследований, разработанными профессором Дерюгиным И.П. в 1979 г. на опытном поле ИжГСХА был заложен многолетний полевой опыт на почве, типичной для региона. Автор настоящей работы является ответственным исполнителем этого опыта с 1980 года. Опыт в натуре был развернут последовательно на
трех полях, начиная с пара занятого однолетними травами По 1990 год включительно исследования велись-на трех поаях, а начиная с 1991 года, только на первом поле В 1998 году на первом поле завершилась пятая ротация севооборота: горох с овсом - озимая рожь картофечь - ячмень. Опыт включает 17 вариантов, где исследуются три системы удобрений. I Минеральная, в том числе и парные сочетания; II Органическая - павоз Ют/га пашни, III Органо-минеральная. Схема опыта показана в табл 2 и 3 Обобщаются пять ротаций на первом поле, три неполных на втором и третьем поле Итого учетных лет. по однолетним травам -11, озимой ржи -11, картофеля - 10 и ячменя - 9 лет. Стационар заложен на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве (табл 1)
3.1. Отзывчивость полевых культур на внесение удобрений
По данным международной сельскохозяйственной организации при ООН (ФАО) в нормальных условиях 80 % урожайности формируется за счет плодородия почвы, и только 20 % зависит от других факторов В условиях Свердловской области (Иванов М.А, 1988) установлено, что 54 % урожая зависит от окульту-ренности почвы, 19 % - от погодных условий (особенно от осадков в период вегетации) и только 8 % от природного плодородия почв Очевидно, это относится к старопахотным землям В многолетних опытах, как сообщают Постников А В и др (1981) доля участия удобрений в величине урожая колеблется от 14 до 48 %, а Попова С И. (1982) в своих исследованиях установила, что все факторы наиболее значительное влияние на продуктивность осуществляют через плодородие; 30 % дополнительного урожая формируется за счет правильного чередования культур
Растения в почве многолетних опытов при длительном систематическом внесении удобрений встречаются не столько с внесенными под эти культуры удобрениями, сколько с продуктами их взаимодействия с почвой Чтобы показать влияние удобрений и плодородия почв на уровень урожайности в многолетнем опыте, мы сравниваем минимальные и максимальные урожаи культур за все годы внесения удобрений.
Без внесения удобрений за пять ротаций севооборота (1 вар ) в почве произошло значительное снижение плодородия, поэтому здесь получены минимальные урожайности всех культур Наивысшая среднегодовая продуктивность гектара севооборота получена при внесении полного минерального удобрения на фоне навоза и извести (рис 1)
2. Схема внесения удобрений в четырехпольном зернопропашном севообороте (опытное поле ИжГСХА), кг д.в./га
Вариант Горох с овсом " Озимая рожь Картофель Ячмень
N | Р205 I К20 навоз, ■' т/га N |РА 1 К20 N | Р205 ! К20 навоз, т/га N | Р205 | К20
• кг д.в./га' кг д.в./га кг д.в./га кг д.в 7га
1 - - - - - . - - - - - ■ - -
2 : - ■ - ' — • ■ - ■ - - - , - - - -
"3 60 80 - - 80 80 — 100 80 - - 80 80 -
4 60 - ■ 80 ■ - 80 - 60 100 120 : - ' 80 - 60
5 -• 80 80 . - - 80 60 80 120 - ' 80 60
6 60 80 80 - 80 80 60 100 80 120 80 80 . 60
■7 60 80 80 - 80 80 60 100 80 120 : - 80 80 60
60 80 80 80 80 60- 100 80 120 20 80 80 60
9 90 120 120 20 120 120 120 150 120 120 20 120 120 120
10 - - - - ■ 20 . - - - - — - 20 - - -
11 100 . 100 - 120 - 120 100 120: 150 100 150 - 150 100 110
12 60 80 80 80 80 60 100 80 120 20 80 80 60
13 60 80 -40 20 80 80 40 100 80 50 20 80 80 30
14 60 100 80 20 80 ' 130 60 100 120 120 "20 80 130 60
15 90 80 80 20 120 80 60 150 80 120 20 120 80 60
16 40 40 40 20 60 60 60 60 60 60 20 60 • 60 60
17 - - - - • 30 - 30 40 20 40 - 30 30 30
Известь вносили по полной гидролитической кислотности через восемь лет, т.е. на две ротации севооборота на всех вариантах кроме 1 и 7.
Картофель
Ячмень
Культура
О Минимальная Ш Максимальная
Т
Горох с овсом Озимая ролсь
Рис 1 Минимальный и максимальный уровни урожайности почевых культур
Максимальная средняя урожайность в зерновых единицах однолетних трав (горох с овсом) - 2,18 т/га получена при внесении К^Р^, озимои ржи -3,68 т/га при внесении Ы^Р) «Кь картофеля - 5,25 г/га на этом же варианте и
тз eirá
_ 1-без удобрений
2-минеральная
--3-органическая
4-с мешанная
ротации
Рис 2 Влияние систем чтобрений на продуктивность однолетних трав по ротациям
ячменя - 3,55 т/га с одинаковой дозой, каждого элемента в полном удобрении. Комплексное применение удобрений повысило урожайность однолетних трав на 1,26 т/га, озимой ржи - на 2,26 т/га, картофеля - 2,71 т/га и ячменя - на 1,79 т/га зерновых единиц. Следовательно, наиболее отзывчивой культурой на удобрения и плодородие почвы оказался картофель, несколько менее - озимая рожь, затем ячмень и однолетние травы.
Горох с овсом убирали на зеленую массу, которую пересчитали в сено с 16 % стандартной влажности. Средняя урожайность первой культуры севооборота на контрольном варианте без удобрений от ротации к ротации заметно снижалась (рис. 2). За первую и вторую ротацию севооборота среднегодовая продуктивность была 1,36 т з.е./га, а за четвертую и пятую ротацию она снизилась до 0,55 т з.е./га. Органо-минеральная система удобрений во все ротации имела явное преимущество перед друг ими системами. Применение минеральных удобрений обеспечивало большую продуктивность однолетних трав, чем органическая система удобрений, за исключением четвёртой ротации севооборота. Средняя прибавка от всех удобрений возросла с 0,75 т/га в первой и второй ротациях до 1,11 т/га в четвертой и пятой ротациях, , а по органо-минеральной системе до 1,55 т/га. Очевидно, сказывается действие не только ежегодного внесения удобрений, но и повышенное плодородие почвы при систематическом их внесении. • ■
Особенно высокую эффективность имело полное минеральное удобрение, как по фону навоза, так и без него (табл. 3).
3. Влияние сочетаний и доз удобрений на продуктивность гороха с овсом, т з.еУга (среднее за 11 лет 1975-1995 гг.)
Вариант Средняя урожайность Отклонения
Известь Навоз N Р к Ммин. удобр. Всех удобр.
1 Без удобрений 0,92 ■ - • - - - - • - - ■ _
2.Известь по 1г.к. 1.18 0,26 ■ _ - . - • - ■ - 0,26
3. Известь+КтР1 1.45 - • . 0,27 0.53
4. Известь+№К1 1,47 - - - 0,29 0,55
5. Известь+Р^ 1,53 - . — -- 0,35 0,61
6. Известь +К,Р,К1 1,79 0,12 - 0,26 0,32 0,34 0,61 0,87
7.]Ч,Р,К1 ' 1,67 - - - - 0,75 0,75
8.Изв +навоз 40 т/га 2,09 - 0,31 - - -0,06 0,51 1,17
9. Изв.+нав. 40 т/га+ N1.5P1.5Ku 2,18 - - - 0,60 1,26
10. Изв.+нав. 40 т/га 1,58 - 0,40 - ' - - ' 0,66
11. Изв.+№Р1К1+ЫРК экв. навозу 1,99 . - - - - - - 0,81 1.07
12. Изв.+нав. 20 т/га+М,Р,К, 1.78 - - - - - • 0,86
13. Изв.+нав. 40 т/га+М,Р,Кп.5 2.15 - - ■ ' - —:' 0,97 1,23
14. Изв.+нав. 40 т/га+Г^Р, 5К1 2.15 - - - - 0,97 1.23
15. Изв.+нав. 40 т/га+М, 5Р1К1 2.18 - - 0,06 - 1,00 1,26
16. Изв.+нав. 40 т/га+Мо 5Р0 ;К0.з 2,01 - - 0,09 - - 0,83 1,09
17. Изв.+МРК по выносу 1,49 - - - - 0,31 0,57
НСРП5 0,26 - - - - ■
Учитывая значительное влияние погодных условий вегетационных периодов, показываем колебания продуктивности однолетних трав по годам исследований на кот-роле и при применении органо-минеральной системы.
МАХ ММ
1-1-1-1-г
1979 1980 1981 1983 1984 1985 1987 1988 1989 1991 1995
Годы
Рис 3 Колеоания максимальной и минимальной продуктивности однолетних трав за 11 лет
Максимальный уровень урожайности от многолетней средней колебался в пределах 80-144 %, а минимальный - 59 108%, те эффективность удобрений зависела от погодных условий (рис 3), причем минимальная урожайность имела меньшую амплитуду колебаний
Озимая рожь важнейшая зерновая культура в Предуралье, которая высоко оплачивает прибавкой урожая вносимые удобрения (рис 4) Так же, как и у однолетних трав, заметна тенденция снижения продуктивности озимой ржи без внесения удобрений Уменьшение урожайности зерна в четвертой и пятой ротации по сравнению с двумя первыми составило 40 %
Во все пять ротаций севооборота явное преимущество в увеличении продуктивности озимой ржи имела органо-минеральная система удобрений, за исключением второй ротации, в которой она обеспечила продуктивность на уровне минеральной Органическая система во все годы исследований уступала по влиянию на продуктивность озимой ржи, однако имела значительное действие на урожайность в I ротации увеличила на 46 %, II - на 74 %, П1 - на 25 %, IV -на 42 % и в V ротации - на 82 0 о
. т з.е.У 5,00
3,00
2,00
0,00
4,00
1,00
I И 111 IV V ротации
Рис. 4. Влияние систем удобрений на продуктивность озимой ржи по ротациям
Максимальная средняя урожайность зерна при внесении полного минерального удобрения в дозах М^Р^Кг по извести и навозу составила 3,68 т з.еУга. Повышение урожайности обусловлено лучшей перезимовкой, более плотным стеблестоем к уборке и большей продуктивностью колоса. . ,
В четвертой ротации была отмечена различная интенсивность зеленой окраски листьев озимой ржи. Определение хлорофилла показало, что в листьях контрольного варианта его содержалось 697 мг %, а при внесении минеральных удобрений на фоне извести и навоза - 816-944 мг %. Так как признаком недостаточного питания магнием является светло-зеленая окраска зерновых культур (БеляевТ.Н., 1982), т.е. пониженное содержание хлорофилла, то определение содержания подвижного магния подтвердило это положение. Обнаружена довольно тесная положительная зависимость между содержанием хлорофилла в листьях и обеспеченностью почв обменным магнием (г=0,753). От содержания хлорофилла в листьях значительно зависела урожайность зерна озимой ржи (г=0,750). Напрашивается вывод о необходимости, внесения магнийсодержащих удобрений' на' дерново-подзолистых почвах, т.к. проявляется определенная связь урожайности - ржи и обеспеченности почв магнием (г=0,381).
Погодные условия в годы проведения исследований были очень различны, поэтому урожайность ржи на всех вариантах значительно варьировала (рис. 5). В варианте без удобрений колебания урожайности особенно велики - от 0,34 т/га . до 2,93 т/га, в зависимости от условий погоды относительно средней урожайности в пределах 20-176 %. Колебания максимальной продуктивности озимой ржи , по годам исследований при внесении комплекса удобрений тоже значительны: 2,25 - 5,88 т/га, или от средней максимальной - 54-140 %, Следовательно, по-
годные условия и особенно перезимовка, в сильной степени влияют на величину колебаний сбора зерновых единиц озимой ржи, причем на почве без удобрений они более значительны, чем по чучшим вариантам их внесения, т е удобрения снижают негативное действие погодных условий на рост и развитие растений
МАХ
мш
-1-1-1-г
1980 1981 1982 1984 1985 1986 1988 1989 1990 1992 1996 Рис 5 Колебания максимальной и минимальной Годы
продуктивности озимой ржи за 11 лет
Озимая рожь хорошо отзывается на внесение навоза (табл 4), однако достоверное влияние получено только на фоне без минеральных удобрений, В этих условиях известь так же имела доказуемое положительное действие
4 Влияние сочетаний и до 1 удобрений на урожайность озимои ржи за 11 лет
учета, т з е /га
Вариант
_7_ 8
9_ 10 11 12
Средняя урожайность
1,42
1,73
3,10
2.26
2,15
_3.39_ 3,27 3 65 3,45 2.14 3 37 3,50
Отклонения
Из
весть 3
Навоз
N
031
0 12
Т
1 24
1 13
О 26
0 41
К.
7
0 29
0,07
№>К
1,37
0 53
0 42
1 66
_1 85_ 1,51 1,31
"Тб4~
Всех удобр
0,31
1,68
0,84 0 73
1.97
1 85
2 23 2 03
_072_ 1 95
Окончание таблицы 4.
1 2 3 4 5 6 7 • £ 9
' 13 3,58 - - - - - 1,44 2,16
14 - 3,68 - ' - ' - 0,03 - 1,54 2,26
15 3,50 ' - - -0,15 - - . 1,36 2,08
16 • 3,25 - - ■ ■ _ - ' 1,11 1,83
17 2,40 - - - - - 0,6? 0,98
НСРоз 0,32
Внесенный азот на фоне РК увеличил сбор зерновых единиц на 1,1 т/га, чуть меньше действие фосфора, калий на фоне двух других элементов не повлиял на урожайность озимой ржи, т.е.; прибавка получена в пределах ошибки опыта. Минеральные удобрения , имели высокое и близкое между собой действие на урожайность озимой ржи в вариантах 6, 7, 8, 14 - прибавка здесь составила от 1,45 до 1,80 т/га. На озимой ржи парные сочетания малоэффективны, кроме М]Р]. Все удобрительные средства в любом сочетании и соотношении достоверно увеличивали сбор зерновых единиц и наиболее эффективно ' действовали в сочетании:, известь + навоз + И^К^'и известь + навоз + NiPi.sK]. В этих вариантах урожайность увеличилась на 139-143 % к контролю.
Картофель имеет важнейшее значение в нашей зоне как продовольственная, кормовая и техническая культура. Часто небольшую урожайность этой культуры получают из-за низкого уровня плодородия почвы и удобренпосш. Схема опыта позволяет проследить за влиянием тех или иных удобрений в разных дозах, сочетаниях и соотношениях. На рис. 6 приводятся данные десятилетних результатов учета действия различных систем удобрений на продуктивность картофеля. .. . _ -
Рис. 6. Влияние систем удобрений на продуктивность картофеля по ротациям
Характерно, чю урожайность картофеля от ротации к ротации возрастала Если продуктивность в среднем за первые две ротации была 4,26 т/га, то в третьей и четвертой в среднем составила уже 5,32 т/га В 1997 i произошло резкое снижение урожайности, из-за холодной и дождливой погоды мая и первой половины июня (осадков свыше 220 %, температура ниже нормы) посаженные клубни частично стоили, всходы появились поздно Все по отразилось на урожайности клубней картофеля
Если принять продуктивность картофеля без удобрений в каждой ротации за 100 %, то при минеральной системе этот показатель составит в I ротации 160 %, II - 160 %, III - 166 %, IV - 205 % и в V ротации - 194 %; по органической системе - соответственно 149, 136, 138, 196 и 125 % Применение органо-минеральной системы практически удваивает продуктивность картофеля, особенно с увеличением времешг ее применения. За первые две ротации севооборота смешанная система по сравнению с фоном без удобрений увеличила продуктивность картофеля на 78 %, а за IV и V в среднем рост продуктивности составил уже 131 %
По сравнению с другими культурами урожайность картофеля была более стабильной, особенно в вариантах с внесением полного минерального удобрения на фоне навоза и известкования Однако, по годам исследований она изменялась довольно значительно (рис 7)
1981 1982 1983 1985 1986 1987 1989 1990 1993 1997 Рис. 7. Колебания максимального и минимального Годы
уровней продуктивности картофеля
Максимальная урожайность картофеля получена в 1983 году при внесении полного минерального удобрения в соотношении 1 1,5 1 на фоне известкования и навоза (14 вариант) 11,02, минимальная - на контроле в 1997 г. - 0,97 т з с./га Колебания максимального уровня продуктивности относительно средней составили 52 - 192 %, шачительно выше колебания были без удобрений -от 36 до 209 % Таким образом, при внесении удобрений, особенно при их оптимальном сочетании и соотношении, урожайность более стабильна по годам
- 21 В этом случае погодные условия существенно меньше влияют на величину сбора клубней с гектара.
' Среднегодовые прибавки урожайности картофеля от извести и особенно навоза (табл. 5) значительно выше НСР. На картофеле наиболее эффективным был калий, прибавка составила 1,41 т/га, затем фосфор - 1,13 и азот - 0,83 т з.е./га. Снижение доли калия в полном удобрении (вар. 13) не изменило урожайность, а увеличение доли фосфора (вар. 14) достоверно повысило, тогда как повышение доли азота не изменило этот показатель. Парные сочетания элементов питания (особенно NP) имели меньшую эффективность. В этом варианте получена в среднем за десять лет недостоверная прибавка урожайности клубней, т.е. без калия азот с фосфором не действовали, причём это стало особенно проявляться после III ротации севооборота, т. е. после 12 лет опыта.
5. Влияние сочетаний и доз удобрений на продуктивность картофеля за 9 лет учета, т з.еУга (опытное поле ИжГСХА) .
Вариант .. Средне-год. урожайность Отклонения
СаСОз Навоз N р2о5 к2о NPK Всех удобр.
1. Контроль без удобрений - 2,54 - ' - ' -
2. СаСОз по I г.п. 2,87 0,33 - - 0,41
3. СаСОз + 3,21 - - - - - 0,34 0,74
4. СаСОз +N^1 3,39 - - - - - 0,52 1,02
5. СаСОз + Р,К1 3,71 - - - - - 0,84 1,32
6. СаСОз + М1Р1К| 4,45 -0,03 - 0,74 1,06 1,24 1,58 2,15
7. К,Р1К1 4,48 - - - - - 1,94 2,12
8. СаСОз + навоз 40т/га + >!,Р,К, 5,12 - 1,22 - 1,22 2,72
9. СаСОз + навоз 40т/га + 4,85 ' - ■ - ■ - 0,95 2,61
10. СаСОз + навоз 40 т/га 3,90 - 1,03 - - - 1,63
И. СаСОз + М,Р,К1 + ЫРК - эквивалент навозу 4,49 - - 1,62 2,30
12. СаСОз + навоз 20г/га + М,Р,К, 4,65 • - 0,2 - - - 2,23
13. СаСОз + навоз 40 т/га + М,Р,Ко.3 5,00 -0,12 1,10 2,75
14. СаСОз + навоз 40т/га + К,Р,.5К, 5,25 - ■ - 0,13 -; 1,35 3,19
15. СаСОз + навоз 40т/га + -4,83 - - -0,29 - - 0,93 2,54
16.СаСОз + навоз 40т/га +Ы0.5Ро.5Ко.5 ■ " 4,79 - - - . 0,89 2,57
17. СаСОз + №>К по выносу 3,65 - - 0,78 1,15
НСР05 0,40 0,40
Полное минеральное удобрение заметно сильнее действовало без навоза (вар 6, 7 и 11 ) В среднем по этим трем вариантам внесение NPK увеличило урожайность на 1,93 т/га, а по фону навоза (вар 8, Ч, 13, 14, 15, 16) без учета норм и соотношений - только на 1,07 т'га, те ниже на 0,86 т/га Однако, максимальные прибавки клубней получены при комплексном внесении всех удобрений (вар 8, 9, 13, 14, 16 и др ) Таким образом, картофель показал себя очень отзывчивой культурой на все виды удобрений, особенно при совместном их внесении
Ячмепь Изучаемые системы удобрений по-разному действовали на продуктивность ячме1и В отличие от других культур севооборота ячмень при совместном внесении навоза и высоких доз удобрений часто полегал, поэтому минеральная система в III и IV ротациях севооборота имела преимущество перед смешанной, а в V ротации - одинаковое действие (рис 8) Органическая система значительно уступала минеральной п смешанной В отношении к фону без удобрений продуктивность по навозу составила в I ротации - 151 %, II - 151 %, III - 132 %, IV - 195 % и в V ротации - 134 % Минеральная система соответственно 168, 147, 207, 342 и 143 смешанная 176, 161, 188, 309 и 143 % Таким образом, в среднем за пять ротаций севооборота минеральная и органо-минеральная системы оказали одинаковое действие на продуктивность ячменя- 3,54 н 3,42 т/га ежегодно
I И III IV V ротации
Рис 8 Влияние систем удобрений на продуктивное 1ь ячменя по ротациям
Минимальный уровень урожайности ячменя колебался за девять лет опыта от 0,65 до 2,39 т з.е./га., что от средней составляет 43-157 % (рис. 9). Макси. мапьная урожайность тоже имела значительные колебания — 2,28-5,71 т/га (57143 %). Следовательно, и ячмень так же, как и другие культуры, на удобренных вариантах показал более устойчивую урожайность, чем без удобрений. Амплитуда колебаний максимальной урожайности составила 86 %, минимальной -.114%:;-. ' ' ' .'ч
В севообороте навоз вносили в занятом пару и под картофель, а ячмень использовал его последействие. Уровень последействия в сильной степени зависел от насыщенности севооборота навозом. При насыщенности 5 т/га пашни (12 вар.) прибавка в последействии в среднем за 9 лет учёта составила всего 0,03 т з.еУга, при 10 т/га пашни (8 вар.) возросла до 0,08 т з.е./га, что значительно выше НСР. На фоне без минеральных удобрений (вар. 10) прибавка получена несколько ниже — 0,7 т з.е./га, что тоже достоверно.
Рис. 9. Колебания максимального и минимального уровня
. урожайности ячменя "" ■ " •
Ячмень хорошо отзывался на внесение азотных, фосфорных и особенно калийных удобрений, прибавка соответственно получена 1,15; 0,62; 1,29 т/га. Прокошев В.Н. еще в 1957 году отмечал высокую отзывчивость ячменя на внесение калийных удобрений. Снижение доли калия, увеличение азота и фосфора в два раза не изменили действие полного удобрения. Наиболее эффективно парное сочетание азота с калием, прибавка — 0,96 т/га;, менее эффективно внесение азота с фосфором. Максимальные сборы зерна ячменя получены в 6, 8,12 вариантах, где в среднем урожайность составила 3,55 т з.еУга. Увеличение к абсолютному контролю составило 101 %, к фону извести — 81 % и к фону известь + навоз — 33 %. Минеральные удобрения при всех сочетаниях и соотношениях снижают свою эффективность по навозу примерно на 29 %.
6 Действие сочетаний и доз удобрений на урожайность ячменя, т з е /га (среднее за 1982-1998 гг.)
, Средняя Отклонения
Вариант урожайность Известь Навоз N р2о5 КгО Мин уяобр Всех удобр
1. Без удобрений 1.76 - - - - - - -
2 Известьпо1гп 1,96 0 20 - - - - - 020
3 Известь ЫвЛо 2.25 - - - - 0,29 0,49
4 Известь <-Ы8оК«о 2 92 - - - - - 0 96 1,16
5 Известь + РадКм 2 39 - - - - 0.43 0 63
6 Известь + №оР«оКбо 3 54 0 23 - 1.15 0 62 1,29 1 58 1,78
7 ^оРяоКбо 3 31 - - - - 1,55 1.55
8 Изв +■ навоз 40т/га КюР^Кы» 3,55 - 0,89 - - - 0,89 1,79
9 Изв + навоз 40т/га + N120P1.Z0K.120 3 15 - - - - - 0,49 1,39
10 Известь + навоз 40 т/га 2 66 - 0,70 - - - - 0 90
11 Изв +М,5оР|ооК,,о 3 28 - - - - - 132 1,52
12 Изв ь навоз 20т/га н-^оРкоКсд 3,57 - 0,03 - - - - 1,81
13 Изв+навоз 40 т/га + ЫиЛоКзо 3 38 - - - - 0,02 0,72 1,62
14 Изв + навоз+ К8оРпоК«о 3 36 - - - -0,19 - 0 70 1,60
15 Изв н навоз + МиоРяоКбО 3 27 - 0 28 - - 0 61 1,51
16 Изв ь навоз Ч^боРбоКво 3 37 - - - - - 0,71 1,61
17 Изв + №оРзоКзд 3 04 - - 1 - - - 1 08 1 28
НСРи »33 Í -
Таким образом, двадцатилетнее внесение удобрений способствовало значительному увеличению производительности дерново-подзолистых почв Систематическое применение органо-минеральной системы удобрений увеличило продуктивность полевых культур до уровня 2,18-5,25 т з е/га, несколько ниже эффективность минеральной системы и значительно меньше действие органической Применение оптимальных сочетаний и доз удобрений снизило негативное влияние погодных усчовий на продуктивность культур, особенно озимой ржи, ячменя и картофеля, способствовало стабильности урожайности по годам По отзывчивости на удобрения и плодородие почвы культуры можно расположить в следующей последовательности: картофель —► озимая рожь —» ячмень —» однолетние травы Навоз, как правило, увеличивая общую продуктивность, снижал действие минеральных удобрений
3.2. Зависимость урожайности полевых культур от агрохимических показателей дерново-подзолнетыт почв
Установление взаимосвязи между эффективностью удобрений и агрохимическими показателями почв, а также связи урожайности полевых культур с агрохимическими свойствами аерново-подзолистых почв признается очень
важной задачей агрономической науки (Кулаковская Т.Н., 1970, 1990; Дерюгин И.П., 1976 и др.). Изучение связи урожайности полевых культур с показателями плодородия почвы нами проводилось по рекомендациям ВИУА (Методика исследований, и разработки нормативов зависимости урожая от плодородия почвы. -М.: ВИУА, 1985, -20с.; М.: ВИУА, 1990, -49с.; Кулаковская Т.Н., 1970, 1990), в стационарных опытах и методом микроплощадок в условиях производства на следующих культурах: озимая рожь, яровая пшеница, ячмень, однолетние травы, картофель и др.(Праизводство зерна яровой пшеницы..., 1998; Баш-ков A.C., Горчев A.A., 1998; Башков A.C., и др., 1999). •
■ . Результаты исследований показали,, что наиболее существенная связь величины урожайности озимой ржи, ячменя, картофеля, однолетних трав и кукурузы обнаружена в большей степени с показателями обеспеченности почв подвижными элементами питания, чем с содержанием гумуса, кислотностью почвы и ее физико-химическими свойствами, причем коэффициент корреляции зависел как от биологии культуры, так и от гранулометрического состава почв (табл. 7). . - ■ . . ,
7. Зависимость урожайности полевых культур от содержания подвижного фос-• - фора и обменного калия в почве
Показатели Слой: почвы, см • Кукуруза Озимая рожь Ячмень Однолетние травы Картофель
Дерново-подзолистые суглинистые почвы • -
Коэффициент корреляции (г-1) Р205П мг/кг 0-20 - 0,20 0,42 0,43 0,33-0,53
20-40 - - - - 0,33
к2о, мг/гк 0-20 • ' - 0,33 0,33 0,46 0,33-0,41
20-40 i - . ■ - • ' -. • ■ 0,19
• : ■ Дерново-подзолистые супесчаные почвы '
Коэффициент корреляции (г-') р2о5, мг/кг - 0-20 0,20 0,71 ■ - - ' - ■ - 0,50
20-40 0,30 0,37 - - 0,72
к2о, мг/гк 0-20 0,41 0,30 - - 0,38
20-40 . -0,10 0,25 . - . -0,17
Более высокими коэффициентами корреляции характеризуется влияние содержания подвижного фосфора на урожайность озимой ржи и картофеля на супесчаных почвах по сравнению с суглинистыми, причем не только пахотного, но и подпахотного горизонтов (20-40 см); это согласуется с данными Юлушева И.Г. (1989) о высокой доступности растениям фосфора иллювиального горизонта. ! ; -■ • " .•' . ■-,./.
Для вариантов где проявилась достаточно высокая положительная коррелятивная зависимость, были составлены уравнения регрессии, которые в дальнейшем могут быть использованы для расчета возможного урожая культуры по содержанию в почве.подвижного фосфора, обменного калия, степени подвижности фосфора и калия. Уравнения имеют следующий вид:
- для картофеля- У=1,2288*Р2О50 П6ГЗ*К2О04394,,*ст. подвижности Р205
0 07664« г/- /~\0
*ст подвижности КгО ,
- для сена гороха с овсом У-0,53384* Р;О50 ид,79*КгО° 3320+рНКс " ^
- для ячменя. У—22,506762* Р:О<0':м8*КгО"°'14432*ст подвижности Р2О50 004639*ст подвижности КгО0104478,
- для озимой ржи: У=22,02* Р:О500"87*К2О°",,4*ст подвижности К2О0 06862, Результаты обобщений 286 определений урожайности яровой пшеницы и
усредненных агрохимических показателей почвы методом предварительной группировки показаны в табл 8. С улучшением агрохимической системы дерново-подзолистых почв заметно увеличивается сбор зерна яровой пшеницы, улучшается его качество, в том числе и белковость
8 Зависимость урожайности и качества зерна яровой пшеницы от агрохимических показателей дерново-подзолистых суглинистых почв
Агрохимические показ атеш пахотного горизонта Содержание в зерне, % (на абс сухое вещество)
р2о5 к2о Б Нг Р.О, к2о Урожайность
рНка мг/кг почвы мг экв/100 г V, % мг/ литр зерна, т/га К р2о5 К.О беток
почвы
5,5 139 115 12 6Т2 6 41 0 26 1.27 0 92-1,98 2,32 0 81 0,62 | 13 2
60 187 151 18 1 [20 90 0 44 1 77 2 01-3,00 2 30 0.83 0 60 13,1
6,0 228 172 18,5 20 90 0 53 2 20 3 01-4 00 2,38 0 95 0,54 13,7
6,1 263 229 21 4 1.8 42 0 6*? 2,38 4 05-4,78 2,42 0 97 0,52 13,8
г=0,б! 0,98 0,93 0,82 -0 78 0 88 0 96 0.94 - 0.76 0,93 -0,94 0 80
Таким образом, систематический мониторинг агрохимического состояния дерново-подзолистых почв позволяет прогнозировать не только действие отдельных видов удобрений, определять дозы их внесения, но и довольно точно рассчитывать уровень урожайности и качество продукции
4. Влияние отдельных видов удобрений и их сочетаний на продуетивность
кулыур севооборота
4.1. Действие органических удобрений
Ведущая роль в пополнении органического вещества почвы принадлежит навозу, компостам и другим органическим удобрениям Эффективное использование этих удобрений имеет не только практическое, но и научное значение Низкий уровень применения органических удобрений, плохое хранение , неправильное использование, нарушение сроков внесения приводят к низкой их окупаемости, снижению содержания гумуса в почве, нарушению экологического равновесия, повышению содержания нитратов в водах, кормах, овощах.
Большое значение для лффективности навоза имеют сроки его внесения, особенно на почвах разного гранулометрического состава (табл 9)
. .■ , 9. Влия1гае сроков внесения и глубины заделки навоза на урожайность и " ■ качество картофеля
Вариант Среднесуглннистая почва, 1966, 1968-69гг. Супесчаная почва, 1968-70 гг.
Урожайность на контроле и ' прибавка на . удобренных ' вариантах, ц/га' Содержание и выход крахмала Урожайность на . контроле и прибавка на удобренных вариантах, ц/га Содержание и выход крахмала
% - ц/га % ц/га
Без навоза (К) 118,7 13,9 16,5 90,2 15,9 13,9
Без навоза с весенней перепашкой (К) , -3,4 . .. - . 2,8 •■' -
Навоз осенью под вспашку 40,2 15,7 24,9 25,9 15,1 16,1
Навоз осенью под дискование 34,9 15,3 23,5 22,6 ■ 15,4 15,9
Навоз весной под перепашку 36,0 / 39,4* 15,1 22,8 43,1/40,3* 15,1 18,1
Навоз весной под дискование 34,8 14,7 22,6 39,6 15,4- 17,7
НСР05, и/га 13,2 - 14,4 - -
. Прибавки ко второму кошролю ' .
Опыты по изучению влияния сроков внесения и способов заделки навоза под картофель проводились в ОПХ «Ижевское» и «Уромское» (Башков А.С., Дзюин Г.П., Белоусова Л.А., 1976) на дерново-подзолистой суглинистой и дерново-подзолистой супесчаной почвах. Полуперепревпшй навоз крупного рогатого скота в дозе 30 т/га вносили на глубину 18-20 см под вспашку и на глубину 10-12 см под дискование. Минеральные удобрения в опытах не применяли.
На суглинистой почве сроки внесения навоза существенно не повлияли на величину урожайности, а на супесчаной выявлено высокое его действие при весеннем сроке внесения: прибавка к осеннему сроку внесения составила 17,1 ц/га. Глубина заделки на всех почвах значительного влияния на урожайность не имела, хотя отмечается некоторая тенденция к увеличению действия навоза внесенного под вспашку. Под действием навоза на суглинистых почвах в клубнях картофеля повысилось содержание крахмала на 0,8-1,8 %. На супесях этого не наблюдалось, но выход крахмала с единицы площади увеличился за счет прироста урожайности. . •
Навоз оказал существенное , положительное влияние на урожайность последующих за картофелем культур. Величина суммарного действия навоза на суглинках не зависела от сроков и способов внесения, а на супесях его эффективность оказалась выше при заделке весной. Следовательно, эффективность сроков внесения и способов заделки навоза в первую очередь зависит от гранулометрического состава почвы.
По данным ряда авторов (Домрачев Д.И., 1955; Панкин В.П., Бояров А.И., 1968) при возделывании озимой ржи важное значение имеет совместное внесе-
ние органических и минеральных удобрений Действительно, в среднем по четырем полевым опытам проведенным нами на опытном поле УдмГНИИСХ (Башков А С, Длоин Г П , и др , 1976). внесение 30 г га навоза совместно с минеральными удобрениями повысило урожайность таимой ржи на 12,1 ц/га Особенно положительно сказывается внесение навоза в занятом пару (Башков А. С , Дзюин Г П , 1978) Навоз, внесенный под парозанимающую культуру, способствовал снижению гибели озимой ржи в зимних условиях, т к в растениях при подготовке к зимовке накапливалось больше Сахаров Так, по сравнению с контролем содержание сахара в листьях было больше на 5,4 %, а в узлах кущения - на 6,6 °о
Навоз улучшал питательную ценность зеленого корма, увеличивал содержание элементов питания в зеленой массе озимои ржи, а зеленые удобрения снижали накопление нитратов (рис 10)
Сидеральный пар Чистый пар
Рис 10 Влияние сидерации на содержание нитратов в зеленой массе озимой ржи (опытное поле «Июльское») 1992 г Навоз в чистом виде, а также на фоне минеральных удобрений в стационаре кафедры агрохимии и почвоведения ИжГСХА показал высокую эффективность на всех культурах севооборота (табл 10)
Все без исключения культуры севооборота положительно реагировали на внесение навоза Так, на фоне без минеральных удобрений от внесения навоза урожайность однолетних трав возросла на 34 %, озимой ржи - на 24, картофеля - на 36 и ячменя - на 36 % Внесение полного минерального удобрения снизило действие навоза примерно в два раза Однако и по минеральным удобрениям наиболее эффективным оказалось действие навоза при внесении под картофель, где прибавка урожайности клубней составила 0,67 т < е /га (15 %)
10. Влияние навоза на продуктивность кулыур в севообороте, т з.еУга (опытное поле ИжГСХА «Июльское», 1979-1998 гг.)
Вариант опыта Сельскохозяйственные культуры
горох с овсом озимая рожь картофель ячмень севооборот (сумма)
Средняя Откло нения Средняя Откло нения Средняя Откло нения Средняя Откло нения Средняя Отклонения
Изв. по1 г.п. 1,18 - - 1,73 -• 2,87. - 1,96 7,74 -
Изв. + навоз 40 т/га ■ 1,58 0,41 2,14 0,41 3,90 1,03 2,66 0,70 10,28 2,54
Изв. + Ы^К, 1,79 - 3,39 - 4,45 - 3,54 - 13,17 - ■
Изв. + навоз 40 т/га + И^К! 2,09 0,30 3,65 0,26 5,12 0,67 3,55 0,01 14,41 1,24
Изв. + навоз 20 т/га н-И^К, 1,78 -0,01 3,50 0,11 4,65 0,20 3,57 0,03 13,50 0,34
НСР05 ■ - • 0,26 - - 0,32 - 0,40 - 0,33 - - ' -
• Снижение насыщенности севооборота навозом с 10 до 5 т/га даже на фоне г довольно высоких норм минеральных удобрений (ЫРК —240) депрессивно повлияло на продуктивность всех культур; наибольшее снижение урожайности дал картофель (9 %). Продуктивность севооборота при насыщенности навозом 10 т/га увеличилась без минеральных удобрений на 32 %, а по их фону - на 9 %. Снижение насыщенности навозом на 50 % уменьшило продуктивность севооборота на 0,91 т/га.
11. Окупаемость одной тонны навоза урожайностью полевых культур, кг з.еУт
Культура Насыщенность навозом * ' ;
Ют/га 5 т/га
по фону ЫРК безЫРК по фону №К
Горох с овсом 7,5 10,0 ' - _ ■
Озимая рожь -■"■-■•■ 6,5 -10,3 7,5
Картофель 16,8 25,8 ' 10,0
Ячмень • ' 0,3 17,5 1,5
За севооборот •31,1 63,6 19,0
Каждая тонна навоза при насыщенности 10 т/га севооборотной площади по фону ИРК имела действие примерно в два раза ниже, чем без минеральных удобрений, но в том и другом случае наивысшая окупаемость получена при прямом действии навоза на урожайность картофеля, значительно меньше при внесении под однолетние травы (табл. 11). Уменьшение внесения навоза в два раза резко снизило его окупаемость на всех культурах, а в среднем по севообо-ротунаб!%. ' '
Органические удобрения, комплексно воздействуя на почву и на условия питания растений^ способствуют лучшей перезимовке озимых культур и имеют высокую окупаемость. В расчете на 1 тонну навоза получено по фону высоких
доз минеральных удобрений - 3,1 г з е /га, без фона минеральных удобрений -6,4 т з е /га.
4.2. Влияние химических мелиорантов на урожайность культур и эффективное! ь удобрений
В данном случае речь идет о химических мелиорантах в более широком смысле, чем в обычном понимании этого термина Мы рассматриваем роль в повышении плодородия почв, эффективности удобрений и урожайности полевых культур не только известковых материалов, но также фосфоритной муки и бентонитовой глины.
4.2.1. Влияние извести на продуктивность полевых культур
Практически во всех опытах, проведенных нами известь использовалась как источник кальция для снижения кислотности дерново-подзолистых почв, улучшения их физико-химических свойств: кроме того, известь изучалась как фон при испытании эффективности минеральных туков Прием химической мелиорации (известкование) изучен довольно подробно и всесторонне, в том числе и в Среднем Предуралье Эти разработки широко внедрялись в производство, при этом использовались глубокие исследования таких ученых, как Боя-ров А И. (1968), Дерюгин И П, Култышев В Г1. (1974) и другие
Максимальное количество известковых материалов вносилось в 198991 гг, например, в Удмуртии в среднем за год их применяли до I млн 190 тыс тонн. Известковалось в эти годы 140-150 тыс га ежегодно. В результате этих работ уменьшились площади пашни сильно-, средне-, слабокислых почв и увеличились площади близких к нейтральным и нейтральных почв Средневзвешенный показатель рНКа увеличился с 5,0 до 5,6 единиц (1980 и 1996 гг )
В краткосрочных и многолетних опытах при внесении извести и других химических мелиорантов практически всегда заметно увеличивались такие важные показатели почвы, как сумма обменных оснований и степень насыщенности основаниями. Все эти положительные изменения свойств почвы приводили к увеличению эффективности действия удобрений и повышению урожайности сельскохозяйственных культур Ряд авторов указывает зависимость действия извести на величину урожайности от требований возделываемых культур и от погодных условий Так, в опытах Петровой И.С. и др. (1984) из трех лет возделывания однолетние травы смеси лишь в один год было достоверным действие извести на урожайность смеси культур На озимой пшенице положительное действие извести наблюдалось во все годы исследований
В длительном опыте в четырехпольном севообороте, где прошло пять ротаций, известь вносили один раз в 8 тет - в 1976, 1982, 1990 годах по норме рассчитанной по 1 г к. На контрольном варианте без внесения удобрений и извести рНка в почве была стедующей в 1982 г - 4,3, 1990 г. - 4,2; 1998 г - 4,9 при рНка в исходной почве 4,6, т е колебания за эти годы были значительными 4,2-4,9 При внесении извести они еще более заметны Однако, можно
сделать вывод, что нейтрализующее влияние извести длится более 8 лет, и каждое последующее внесение извести способствует большей нейтрализации почв.
На варианте с ежегодным внесением средних норм минеральных удобрений без навоза и извести почва все годы оставалась сильнокислой: 1982 г. — 4,4; . 1990 г. - 4,2 и 1998 г. — 4,3 рНКсь т.е. ниже, чем на контрольном варианте. Гид. ролитическая кислотность к 1998 г. на контрольном варианте составила 3,4 мг-эквУЮО г почвы, при внесении извести — 1,3 и на варианте без извести, но с ми-■ неральными удобрениями — 4,6 мг экв./100 г почвы. Степень насыщенности основаниями почвы контрольного варианта за 20 лет возросла с 79 до 88 %, при внесении извести до 92 %, а без извести по минеральным удобрениям снизилась до 71%. -
Подобные изменения физико-химических свойств почвы не привели к значительному росту эффективности извести в севообороте даже на ячмене (табл. 12).
12. Влияние извести на продуктивность полевых культур четырехпольного севооборота, т з.е./га (опытное поле «Июльское», 1979-98 гг.)
Вариант Полевые культуры Сумма за .севооборот
. горох с овсом . озимая. рожь картофель ячмень '
средняя отклонен и я средняя отклоне-• н и я средняя отклонена я средняя отклонен и я средняя отклонен и я
Без удобрений 0,92 - 1,92 - 2,54 . - -. 1,76 - 6,64 , -
Известь по 1 г.к. 1,18 0,26 1,73 0,31 2,87 0,33 1,96 0,20 7,74 1,10
г^р.к,- 1,67 - 3,27 - . 4,48 - 3,31 - 12,73 -
Известь+ 1,79 0,12 3,39 0,12 4,45 0,30 3,54 0,23 13,17 0,44
НСР05 - ■ 0,26 0,32 •- 0,40 0,33 . ■ - - •
На наш взгляд, причиной этому является то, что физико-химические показатели и уровень обменной кислотности почвы на контроле достаточны для получения того уровня урожайности,. который мы имели в севообороте. Во вторых, две культуры из четырех (озимая рожь и картофель), возделываемых в севообороте, умеренно требовательны к кислотным свойствам почвы. Обе эти культуры за все пять ротаций севооборота имели одинаковый уровень продуктивности при внесении минеральных удобрений по фону извести и без нее. У гороха с овсом в IV и V ротации урожайность в варианте с минеральными удобрениями на фоне извести была выше на 8 %, чем без извести. По ячменю прибавка еще больше; в среднем за IV и V ротации она составила 10 % (табл.: 13). .4 > .
13 Действие извести на продуктивность к\льтур по ротациям севооборота (т з е /га)
Вариант Культура Ротации Сред- Откло-
I II III IV V нее нения
Контроль (б/у) горох , 1.00 1.71 0,79 0,54 0,56 0,92 -
СаСО, по 1 г к. с 1.31 2.14 1,02 0,64 0,79 1.18 0,26
СаСО, + М,Р,К, овсом 1 1,73 2,69 11,46 1,53 1,56 1,79 0,12
1 1.98 2 27 Г1.36 1,43 1,33 1,67 -
Контроль (б/у) озимая 1.40 1 1.87 1,87 1,19 0,76 I 42 -
СаСОз по 1 г к рожь 1.80 2,36 1 2 01 1,50 1,00 1,73 0,31
СаСОз + К,Р,К, 3 14 4,91 3.56 2,66 2,67 3,39 0,11
И.Р.К, , 3,03 4,45 3,50 2,54 2,82 3,27 -
Контроль (б/у) карто- t 2,97 2,70 2,95 3,13 0,97 2.54 -
СаСОз по I г.к. фель 3.12 3,16 3,31 3.72 1,02 2,87 0,33
СаС03+М,Р,К, , 4.751 4,31 4,89 6,42 1,88 4,45 -0,13
Н,Р,К, 1 4.51 4,70 4,99 6,56 2,16 4,58 -
Контроль (б/у) 1,78 1,44 2,11 1.65 1.81 1,76 -
СаСОз по 1 г к ячмень ' 2,09 1 2.01 1,90 1,81 1.97 1,96 0,20
СаСОз + ^Р.К, 1 2,99 2 12 4,37 5,64 2,59 3,54 0,01
ЬГ.Р.К, , 3.29 2,40 3,33 5,08 2,43 3,31 -
НСРо5 — ДЯЯ гороха с овсом 0 26, для очимой ржи 0,32 д ¡я картофеля 0,40, для ячменя 0,33
Результаты, приведенные по ротациям, показывают, что в первые две ротации известь была эффективной без минеральных удобрений, а по фону минеральных удобрений в последние три ротации наблюдается возрастание действия извести В III и IV ротации в среднем по фону минеральных удобрений от извести получено 0,8 т/га зерна в год дополните тьно, а по фону без минеральных удобрений действие извести было зеркально противоположным. Если в первые две ротации известь достоверно увеличивала урожайность, то в три последние ее влияние резко >пало lax, в III ротации произошло снижение на 0,21 т/га, а в IV и в V - известь практически мало влияла на урожайность Подобные изменения можно объяснить тем, что при низком уровне потенциального плодородия почвы в опыте, особенно по запасу органического вещества и обеспеченности доступными формами фосфора и калия, известь в первые восемь лет, улучшая физико-химические свойства и стимулируя разложение органического вещества, способствовала улучшению питания ячменя и увеличивала его урожайность, а в третьей и четвертой ротациях резервов для улучшения питания за счет действия извести уже не быто, поэтому сбор зерна не возрастал
Следовательно, эффективность известкования на дерново-подзолистых суглинистых почвах в севообороте зависит не точько от кислотности почвы, но и в большой степени от отношения культур севооборота к этим свойствам, а так же отсутствия подвижного алюминия Систематическое применение минеральных удобрений приводит к увеличению кистотности почвы Гак, рНКи за 20 лет опыта снизилась с 5,4 до 4,3, а гидролитическая кислотность возросла с 3,0 мг
экв. до 4,6 мг экв. на 100 г почвы. Соответственно снизилась степень насыщенности основаниями, т.е. происходит значительное ухудшение физико-химических свойств почвы. Наблюдается явное возрастание действия извести в четвертой и пятой ротациях севооборота, особенно на таких культурах как ячмень и горохоовсяная смесь. ...
4.2.2. Эффективность фосфоритной муки на дерново-подзолистых почвах
Максимальную урожайность и высокую эффективность азотно-калийных удобрений можно получить на почвах с хорошей обеспеченностью доступным фосфором. Для суглинистых" дерново-подзолистых почв Удмуртии оптимальным содержанием доступного фосфора (Р2О5) является уровень 150 мг/кг почвы (Безносов А.И., Горчев A.A., 1984), по модели плодородия Ковриго В.П.(1999) для уровня урожайности 30-35 ц/га достаточно иметь фосфора 120-130 мг/кг почвы. Как сообщает Юлушев И.Г. (1988) для таких почв Кировской области в полевых севооборотах необходимо иметь доступного фосфора 150 мг/кг, для почв Свердловской области (Иванов H.A., 1988) тоже определен уровень 100-150 мг/кг. Попова С.И., Шубина A.B. (1985) считают, что оптимальный уровень Р2О5 в почве - величина не постоянная и. зависит от многих факторов. Для дерново-подзолистых суглинистых почв она колеблется от 100-120 до 180-200 мг/кг' почвы по Кирсанову. Таким образом, для восточной части Нечерноземной зоны довольно четко определен оптимальный уровень содержания подвижного фосфора в почве. Наиболее простой и дешевый путь для создания этого уровня — внесение фосфоритной муки - самого дешевого фосфорного удобрения. Прянишников Д.Н. еще в 1923 г. писал, что стоимость местного фосфора (Р2О5) в 15-20 раз дешевле фосфора суперфосфата] В современных условиях,по совершенно правильному заключению Юлушева И.Г. (1982),. нецелесообразно использовать для внесения в запас водорастворимые фосфорные удобрения. ;
Внесение в запас фосфоритной муки в Предуралье широко использовалось, максимальный уровень был достигнут в начале девяностых годов. В Удмуртии в 1989 году фосфоритование проведено на площади 98,1 тыс. гектаров, в 1990 году - на 102 тыс. га, в 1991 году - на 105 тыс. га, в 1997 уже только на площади 16,1 тыс. га, в 1998 году — на 0,2 тыс. га. Как сообщает Каблов А.И. (1999), в Пермской области в 1998 году уровень применения минеральных удобрений в 9 раз меньше объемов 1990 года. Уровень фосфоритования также резко снизился. В 1998 году, по сравнению с
1997 г. фосфоритование почв сократилось в 2,5 раза. ,
Проведенные работы по внесению фосфоритной муки в запас замет- ■ но улучшили фосфатное состояние почв. По данным агрохимцентра «Удмуртский» распространение почв с низким содержанием фосфора (<50 мг/кг) уменьшилось с 56,9 % от площади пашни в 1980 году до 28,7 % в
1998 году. Однако почв, нуждающихся в повышении уровня подвижного фосфора до оптимального, остается еще много - более 65 % площади паш-
ни Доля этих ночв в совремеш ыч ъсшвиях уве шчивается Поэтому исследования, которые приводились vhchuvh, остаются востребованными не топько при состав тении проектно-сметной документации, но и при производстве работ, их контрочю и оценке
Изучение возможности использования фосфоритной муки как фосфорного удобрения имеет в нашей стране более чем вековую историю В Среднем Предуралье впервые многолетнее действие фосфоритной муки в сравнении с суперфосфатом изучалось на Сотикамскои опытной станции с 1938 года (Про-кошев В H , Нассонова К Г1 146^) За 24 - те гний срок опыта убедитечьно показано действие фосфоритной муки на супесчаной кислой почве при ежегодном внесении не уступающее действию суперфосфата Без извести суммарная средняя прибавка от фосфоритной муки составита 108 % от прибавки при внесении суперфосфата На известкованном фоне произошло снижение эффективности, получена прибавка тотько 42 1 о, на фоне извести и навоза - 78 % к прибавке от водорастворимого удобрения
На дерново-подзотистых с\пинисты\ почвах проверялось действие ежегодного и запасного внесения фосфоритной муки Дерюгиным И П в 1962 году на опытном noie ИжСХИ «Ярушкн», затем Безносовым А И в 1963-64 годах Продолжалось исстедование действия фосфоритной муки на различных типах почв с учетом их оку 1ьтуренности в сочетании с другими фосфорными удобрениями (Дерюгин ИГ1, Безносов ЛИ. 1968, Безносов А И , 1472; Дерюгин И П н др , 1<>74)
Изучение особенности фосфоритования дерново-подзолистых суглинистых почв на различных фонах нами началось в стационаре в 1970 году и продолжилось в совхозе «Ьотьшевик» в 1974 году, в совхозе «Васильевский» в 1976 году (Башкой А С , Дзюин Г Г1, Долшх А А Бе юусова Л А , 1977, Баш-ков А С , Дзюин Г П, Бе юусона Л А , Долгих А А , 1477, Башков А С , Дерюгин И П , Долгих А А , 1478, Безносов А И , Богаков А С , Долгих А А , 1982)
Исследованиями Дерюгина И П (1978) Установлено, что фосфоритная мука в прямом действии да ке в твойной норме уступала суперфосфату На среднекислой почве (рНш 4,7, V-78 введение в схему опыта известкования показало, что нейтрализация кислой почвы привета к pocTv чффективности суперфосфата и значительно снизила действие фосфоритной муки, по крайней мере в первые 3-4 года
Многолетний опыт зато ленный нами в 1970 году на дерново-подзолистой среднесуг шнис.он почве в севообороте (чистый пар, озимая рожь картофель, яровая пшеница, к ienep I и II года пользования, озимая рожь, ячмень), включал изучение ежегодного и разового внесения фосфоритной муки в сравнении с суперфосфатом на трех Фонах известь по 1 г к, известь t-навоз 40 т/га и навоз 40 т га Резутьтаты опыта по трем закладкам представлены только за первую ротацию севооборота, когда диссертант принимал участие в проведении исследовании Стабт 14)
14 Влияние способов инссспия фосфоритной м\ ки н суперфосфата на продук тивность севооборота (()пытноь поте V дмГНИИСХ, 1970-79 гг )
Вариант
' N4sqK"; ,-фоН Фон-Рф ежегодно | Фон—Р(_п ежеготно Фон+Рф<п на 7 лет Фон^Р(.д1 о на 7 пет Среднее по фонам
Известь по 1 гк
Известь по 1 г к +• па-воз 40 т/га Г" ~
Среднее по трем фонам
НСРс<
i - по фактору «фоны>> - 0 (¿6 т з о./га
по фактору «дозы и способы» — 0,10 т з е /га - ця чаыных различий 0,20 т /га_
Ежегодное внесение фосфоритной муки на средне- и слабокислых при низкой и средней обеспеченности подвижным фосфором почвах дает достоверное увечичение продуктивности полевого севооборота Разовое внесение фосфоритной муки обеспечлвае1 бо lee высокое действие, продуктивность севооборота в этом сл>чае >вс шчнзась на 11 °о, а по фону навоза на 18 %, что выше, чем от суперфосфата Увеличение эффективности фосфоритной муки при совместном внесении ^ навозом подтвердилось в исследованиях Уточкина В Г (1978) Продуктивность севооборота при запасном внесении фосфоритной муки составила 98 % oí продуктивности при ежегодном внесения суперфосфата и 97 К от внесения его под севооборот
Счеаует отметить, что фосборшнця мука внесенная в шпас даже по известкованному фону, положительно действовала на продуктивность севооборота Продолжение этого опыта (сейчас идет \же четвертая ротация) показало, что ничего удивительного в этом нет При первичном известковании кислых почв, как правило, реакция почвенной среды не достигает абсолютной однородности, сохранявши очаювыи характер в 1ечение дтительного времени (Дзюин ГП, 1988) В ггих ус говиях даже на с 'абокислых и близких к ней тральным по значению рН почвах при недостатке в них фосфора фосфоритная мука проявляет положительное действие (Уточкин В Г , 1995)
Проведенными исследованиями на более клелых, менее окультуренных почвах впервые доказана необходимость известкования перед внесением фос форитнои муки (табт 15), г к без извести она действовала значительно слабее
15. Влияние фосфорных удобрений на продуктивность звена севооборота: ячмень-картофель-овес (совхоз «Большевик», 1975-77 гг.)
- Вариант Сумма за три года
Урожайность, • з.е. т/га Прибавка
з.е. т/га %
Известь по 1 г.к. +Ы270К220-фон ■ 55,5 - -
Фон+Рф ежегодно 65,4 9,9 18
Фон+Рф2оо на 3 года 69,1 13,6 25
Фон+Рс ежегодно 76,6 21,1 38
Фон+Рс2оо на 3 года 74,4 19,2 35
Без извести + РФ ежегодно 64,2 " 8,7 16
Без извести + Рф2оо на 3 года 67,3 11,8 21
НСР05 3,6 -
Наглядно демонстрируется тенденция снижения действия фосфорита без известкования сильнокислой почвы (рНш 4,2; V — 62 %; Р2О5 по Кирсанову — 9 мг/кг).
Внесение фосфоритной муки по предварительно известкованному фону оказало более благоприятное действие на продуктивность звена севооборота. По видимому, положительно сказалось отсутствие угнетающего влияния кислотности почвы на растения. Дополнительно проведенный опыт в условиях производства (совхоз «Васильевский»), где автор принимал непосредственное участие в закладке и проведении исследований, на очень сильнокислой почве (рНка 3,8-4,0) еще более убедительно подтвердил зависимость действия фосфоритной муки от извести. Материалы опыта опубликовал Дзюин Г.П. (1988), где он сообщает,' что фосфоритование такой почвы без известкования не действовало на урожайность ячменя. На известкованном фоне получили дополнительно 152 % прибавки урожая. На следующий год от фосфоритной муки без извести получили прибавку зеленой массы однолетних трав 35 % , по извести -89%. ' ' _ ' . \ 7 ' ' ' '' / • ;
Используя наши результаты с учетом исследований агрохимцентра «Удмуртский» было рекомендовано на очень сильнокислых дерново-подзолистых суглинистых почвах фосфоритование проводить по известкованным участкам. На сильно-, средне- и слабокислых почвах при необходимости внесения фосфоритной муки и извести на одном поле фосфоритную муку целесообразно вносить на 1-2 года раньше извести или под разную обработку, чтобы их частицы попали в различные микрозоны почвы. При расчете нормы фосфоритной муки для сдвига запасов подвижного фосфора на 1 мг/кг почвы, использовать норму 74 кг/га Р2О5'.' ' ' * " '
4.2-3. Влияние бентонитовой глины на свойства дерново-подзолистых почв
и окупаемость удобрений
Для решения важнейшей задачи земледелия - повышения и сохранения плодородия дерново-подзолистых почв наряду с классическими методами в Уд-
чуртии под руководством Ковриго В ГТ развернуто изучение оригинального направления внесения для тгак целей бентонитовой пины Бентонитовая глина, состоящая на 80-85 %щ высокодисперсных минералов типа монтмориллонита, об то дает высокой адсорбциошгой способностью, гидрофильностыо и поэтому проявляет себя как многофункциональный мелиорационный материал
Бентонитовая глина положительно влияет на физические свойства почвы, способствует ее оструктуриванию (Гончаров АИ, 1955, Ковриго ВП и др , 1996), уветичивает водоудерживающую способность (Самуилов ФД, 1968, Шарафеева Ф Г , 1980) как мульчирующий материал снижает испарение влаги (ЛедневАВ 1998) Наряду с этим она улучшает многие агрохимические свой ства почвы, в частности снижает обменную и гидролитическую кислотность, значите 1ьно увеличивает сумму обменных основании и степень насыщенности основаниями почвы (Нуриев С Ш и др, 1995 ЛедневАВ, 1998) При внесении бентонитовой глины наблюдаетсч увеигчение в почве содержания нитратного и аммонийного а юта, калия, магния (Лготски И , 1974, Яковлев Е Н и др , 1991, Ленточкина Л А 1999)
В резлльтате многих положительных изменений в почве при внесении бентонитовой пины следует ожидать более длительного действия удобрений на урожайность кульгур По данным Закирова М 3 (1989) урожайность хлопчатника увеличилась на 22,8 %, картофеля - на 45 %, а в Кировской области на легких дер-ново-подю чистых почвах при внесешш 3, 5, 8 и 10 т/га бентонитовой глины получена прибавка зеленой массы люпина 92-108,3 ц/га (Шарафеева Ф Г, 1980)
В наших исследованиях на дерново-подзолистых легких почвах внесение бентонитовой глины увеличило содержание в почве илистой фракции, незначительно уменьшило обменную и гидролитическую кислотность, увеличило содержание подвижного фосфора и обменного калия, способствовало лучшему азотному режиму почв, заметному увеличению полевой влажности почвы Все это привело к росту урожайности культур и росту окупаемости внесенных удобрений Исследования проводили в различных хозяйствах (габл 16,17,18)
[6 Влияние бентонитовой глины и удобрений на урожайность кульгур на
дерново-среднеподзолистой легкосуглинистой почве, тыс корм едУга _(УОХ «Июльское» 1992-1994 гг )_
Удобрение (В) Адсорбент i А)
без бентонито вой ГПИНЫ с бентонитовой ПЛКОЙ отклонение
тыс корм ед mi %
Без уяоорений 4 04 4 12 И),08 2
4*.Pis.)Ki3i 5.29 Ю.05 1
NoiPlylKn] S.20 5,20 0 0
5.08 5.77 -0,69 14
N-toIVIK-'I 5,15 5.73 +0,58 И
M«xP]riKi4^Hd30j 40 г га 4,84 5 41 +0,57 12
CoejHCL 4,92 5.25 +0 33 7
HCP < ■псных различии 0,34
фактор \ (оент пина) 0 14
фактор В (\доорения) 0,10
Бентонитовая глина при внесении азота до 90 кг/га не действовала на сбор кормовых единиц, а с увеличением доз выше 90 кг азота, она увеличивала урожайность на 0,57-0,69 тыс. корм, ед./га, что составило 11-14%.
В производственных условиях на дерново-подзолистых супесчаных почвах эффективность бентонитовой глины была выше, чем на суглинистой почве (табл. 17). "
17. Влияние бентонитовой глины и удобрений на урожайность клубней картофеля, т/га на дерново-среднеподзолистой супесчаной среднеокультуренной почве (СХТ «Узей-Тукля», 1993-1995 гг.)
Адсорбент (Л) Органическое удобрение (В) Доза азота (С) в зависимости от адсорбированных нитратов в почве Среднее по фактору
с учетом без учета среднее А> В
Без бентонитовой глины Без навоза 15,8 17,6 16,7 16,7 . 18,0
С навозом 40 т/га 16,4 17,0 16,7 18,6
Среднее 16,1 17,3 - -
С бентонитовой глиной Без навоза 18,9 19,6 19,2 19,8 -
С навозом 40 т/га " . 20,5 . - 20,3 20,4 :
Среднее 19,7 19,9 ■ ■ : . -
НСР05 Среднее по фактору С 17,9 ¿_ 18,6 . - '. - • . - . -
Частных различий - - 1,36 . • 2,37 Рф<Рг
Главных эффектов . 0,68 1,19 Рф<Рг
Учет урожайности картофеля в течение трех лет показал, что на дерново-подзолистой среднеокультуренной супесчаной почве при внесении бентонитовой глины среднегодовой сбор клубней увеличился на 19 %, т.е. на 3,1 т/га. Причем эффективность влияния глины была по годам исследования стабильной. Навоз положительно действовал на урожайность картофеля только в год внесения. Поэтому за 3 года достоверной прибавки не получено. Внесение азотного удобрения без учета адсорбированных почвой нитратов было неэффективным, т.е. можно получить такую же урожайность клубней картофеля при низкой дозе, но рассчитанной с учетом нитратов почвы.
. Еще большую эффективность бентонитовая глина показала при внесении ее на дерново-подзолистой супесчаной слабоокультуренной почве (табл. 18). В среднем за три года продуктивность культур увеличилась в 1,7 раза, т.е. на 71 %. Причем пропашные культуры (картофель, кукуруза) были более отзывчивы на минеральный адсорбент, чем озимая рожь (пропашные увеличили сбор в 1,82,4 раза, а озимая рожь - в 1,2 раза). Доломитовая мука положительно действовала только на урожайность кукурузы. В среднем за три года прибавки от известкования и внесения повышенных доз азотных удобрений были недоказуемы.
• В современных экономических условиях оценку действия удобрений наиболее целесообразно производить не только по величине прибавки урожая,
но и по окупаемости каждого килограмма купленного и использованного удобрения
18 Влияние бентонитовой глины, доломитовой муки и удобрений на урожайность полевых культур, т з е /га на слабоокультуренной дерново-среднеподзолистой супесчаной почве (ТОО им Холмогорова 1993-96 гт.)
Адсорбент (А) Известкование (В) Доза азота (С) Среднее Среднее по фактору
N6« ' N82 А В
Без бентонитовой глины без доломитовой муки 1,78 | 1,73 1,76 1,82 2,54
с доломитовой мукой. 6 т/ га 2,04 1,69 1,89 2,40
среднее 1.94 3,16 1,71 3,49 - -
С бентонитовой [ЧИНОЙ без доломитовой муки 3,32 3,12 -
с доломитовой мукой, 6 Т/Га 2,75 3,09 2,92
среднее 2,96 | 3,29 -
НСР05 Среднее по фактору С __ 2,45 2,50 - -
Частных различий Рф<Рг 1,22 Рф<Рг ' Рф<Рт
Главных эффектов Рф<Ьт 0,61
Окупаемость удобрений возросча от применения бентонитовой глины (табл 19) на супесчаной слабоокультуренной почве на 77-102 %, на супесчаной средне-окультуренной несколько меньше, но тоже достаточно высоко - па 11-25 %.
19 Окупаемость удобрений (КРК) на различных почвах, кг з е /кг ЫРК
Окупаемость ИРК
Вариант Без бентони- I С бентонито- Отклонение
товой глины вой глиной
1 2 3 4
Дерново-подзолистая легкосуглинистая почва (оп поле «Июльское», среднее
за 1992-94 гг)
К60Р тоКгз! 11.1 11,2 +0,1
МчоР^зКгз! 10,3 10,3 0
М^оРшКол 9 5 10,8 +1,3
К240Р,83К,31 7,9 8,8 +0,9
Ы88Р|0,К!3з+навоз 40 т га | 15,0 16,8 +1,8
Дерново-среднеподзолистая супесчаная среднеокультуренная почва (СХТ
У-¡ей-14 кдя, среднее за 1993-95 гг)
53,0 63,4 | +10,4
п родолжение табл. 19
1 2 3 4
ЫпвРмКет 53,8 59,9 +6,1
N^73+ навоз 40 т/га 93,7 117,1 +23,4
НпвР7я+ навоз 40 т/га 83,3 99,5 +16,2
Дерново-подзолистая супесчаная слабоокультуренная почва (ТОО им. Хол-- могорова, среднее за 1993-96 гг.)
^,г;Р|9оК_|2 6,1 10,8 +4,7
ЫюРюпКлч 5.5 11.1 ' +5.6
Примечание: 1. В опыте на опытном поле «Июльское» в 1992 г. выращивали картофель Невский, в 1993 г. - горох с овсом на зеленую массу, в 1994 г. - картофель Заворовский.
2. В опыте в СХТ «Узей-Тукля» во все годы выращивался картофель Невский. -
3. В опыте в ТОО им Холмогорова в 1993-96 гг. выращивали картофель Невский; в 1994 г. -кукурузу на зеленую массу, в 1995 г. - озимую рожь Крона. -
Как и следовало ожидать, на легкосуглинистой почве увеличение окупае-~ мости удобрений от бентонитовой глины незначительно - от 0 до 14 %.
Эти исследования позволяют нам рекомендовать на легких почвах применение бентонитовой глины в дозе 8 т/га, при перемешивании ее с пахотным слоем для улучшения агрофизических и агрохимических свойств этих почв, а также для увеличения урожайности сельскохозяйственных культур и роста ■ окупаемости удобрений,- Расчет энергетических затрат показал, что этот прием окупается дополнительной биологической энергией, а затраты полной энергии снижаются в 1,5 раза. -
Экономическая оценка внесения бентонитовой глины показала довольно высокую эффективность на супесчаной среднеокультуренной почве: уровень рентабельности возделывания картофеля повысился на 23 %, себестоимость снизилась на 112 р./т."
4.3. Влияние уровня применения минеральных удобрений на - . _ . продуктивность севооборота
Важную роль в окупаемости минеральных удобрений имеют дозы внесения их в севообороте. В стационаре изучались три дозы минеральных удобрений ЬГРК -165,240 и 360 кг/га при уровне насыщенности севооборота органическими удобрениями 10 т/га пашни ежегодно (табл. 20). •
Внесение высоких доз минеральных удобрений на фоне навоза не привело к возрастанию продуктивности озимой ржи и картофеля, снизило продуктивность ячменя; наблюдается лишь незначительная тенденция роста продуктивности . однолетних трав. Однако, при увеличении доз внесения КРК с 165 -до 240 кг/га (вариант 16 и 8) возросла урожайность всех культур. По сравнению с меньшей дозой урожайность однолетних трав увеличилась всего на 0,08; ячменя - на 0,18; картофеля - на 0,33 и наибольший прирост наблюдался у озимой ржи-0,40 т/га з.е. -'■..
20 Влияние доз минеральных удобрений на продуктивность культур в севообороте, т з е /га
Горох с овсом Озимая рожь Картофечь Ячмень Севооборот (сумма)
Вариант Средняя Откло нения г Средняя Откло нения Средняя Откло нения Сред няя Откло нения Средняя Олега нения
10 Изв 1- навоз 40 т/га 1 58 - Г 2 14 - 3 90 - 2 66 - 10.28
16 Изв ■*- навоз 40 т/га Ыо.чРо чКо.ч 2,01 0 43 3 25 1,11 4,79 0.89 3,37 0,71 13,42 ЗД4
8 Изв ^ навоз ьМ|Р(К| 2 09 _0,51 3 65 1 51 5 12 I 1 тт 3,55 0,89 14,41 4 13
9 Изв + навоз + Nt.sPi.dCu 2.18 0.60 з,4<; 1,31 4 85 0,95 3,15 0,49 13,63 3,35
НСРоч I Го 26 0 32 | 0.40 0,33 0,33
В целом за севооборот наиболее высокую прибавку дала меньшая доза N05^05^05 - 3,14 т/га, при ее увеличении до 240 кг/га урожайность поднялась только на 0,99 т/га, а доведение дозы МРК до 360 кг/га снизило общий сбор зерновых единиц, прибавка составила 0,31 т/га
21. Окупаемость различных доз удобрении урожаями культур севооборота,
кг з е /кг МРК
Вариант Горох с Озимая Карто- Ячмень За сево-
овсом рожь фель оборот
Изв + навоз + НРК - 165 1.94 5,77 4.50 2,72 3,70
Изв + навоз + - 240 1,86 6,91 3,77 3,50 4,00
Изв н навоз +■ МРК - 360 1.90 3,72 2,31 0,83 2,04
Как было показано ранее, наибочьшей отзывчивостью на совместное внесение органических и минеральных удобрений отличается картофель (табл21). Действительно, на картофеле получена самая высокая окупаемость всех трех уровней минеральных удобрений Если при дозе 165 кг №К на 1 кг их получено 29 кг зерновых единиц, то при дозе 360 кг ЫРК - 13,5 кг/кг Наименьшая окупаемость получена на однолетних травах
4.4. Роль соотношения элементов питания в севообороте
В стационаре на фоне известкования и органических удобрений изучалось соотношение элементов питания в полном удобрении (13, 14, 15 варианты) Схема опыта включала снижение дозы калия с 80 до 40 кг/га ежегодного внесения, увеличение доли фосфора и азота в полтора раза (табл. 22)
Уменьшение дозы калия с 80 до 40 кг/га ежегодного внесения по навозу и по фону МяоРяо снизило урожайность озимой ржи, картофеля и особенно ячменя. Ячмень в севообороте высевается посте картофеля, который отличается
большим выносом калия из почвы, т.е. происходит значительный расход запасов доступного калия, что приводит к дефициту его в почве для последующих культур. За севооборот произошло достоверное снижение продуктивности на 0,3 т з.е./га. ...... ; ................
22. Влияние соотношения элементов питания на . продуктивность культур в севообороте, т з.е./га (1979-1998 гг.)
; Вариант Горохе . овсом Озимая ■ рожь Картофель Ячмень Севооборот (сумма)
Средняя: Отклонения Средняя Отклонения Средняя Отклонения Средняя Отклонения Средняя Отклонения
Изв.+навоз 1,58 ■ - 2,14 • - 3,90 - ' 2,66 - 10,28
Изв.+навоз+ И^К] 2,09 0,51 3.65 1,51 5,12 1,22 3,55 0,89 14,41 4,13
Изв.+навоз+ М,Р,К0.5 2,15 0,57 3,58 1,44 5,00 1,10 3,38 0,72 14,11 3,83
Изв.+навоз+ Т^Р^К, 2,15 0,57 3,68 1,54 5,25 1,35 3,36 0,70 14,44 4,16
Изв.+навоз+ Ы|,5Р1К1 2,18 0,60 3,50 1,36 4,83 0,93 3,39 0,73 13,90 3,62
НСР05 ' 0,26 - 0,32 - 0,40 - 0,33 - 0,28 -
Возрастание дозы фосфора в полном удобрении с 80 до 120 кг/га ежегодного внесения в севообороте не отразилось на эффективности удобрений. Увеличение дозы азота в 1,5 раза (с 80 до 120 кг), без изменения доз фосфора и калия, не повлияло на урожайность культур; можно отметить даже тенденцию снижения продуктивности севооборота. В сумме за севооборот получено -уменьшение продуктивности на 0,51 т з.е./га, особенно за счет снижения урожайности ячменя, картофеля и озимой ржи. Снижение происходило в основном по причине полегания растений ячменя и озимой ржи, т.к. в среднем высота растений у этих культур увеличилась в этом варианте на 11-12 см и более. Следовательно, наиболее эффективным соотношением М^С^К^О для зерно-пропашного севооборота на дерново-подзолистых суглинистых почвах будет 1:1:1-0,5! Это подтверждается и окупаемостью "удобрений (табл.'23).
-1 23. Влияние соотношения элементов питания на их окупаемость ' ■■' - (кг з.е./кг КРК)
Вариант Горох с овсом Озимая рожь Картофель Ячмень Средняя за севооборот
Изв. + навоз 40 т + И^К] 1,86 6,91 3,77 3,50 4,0
Изв. + навоз 40 т + М^Ко.г ' 2,44 7,20 4,70 3,00 4,3
Изв. + навоз 40 т + Ы^ 5К4 1,96 5,81 4,35 2,41 3,6
Изв. + навоз 40 т + N,5?^, 2,04 5,19 2,63 1,88 2,9
НСР05 - - - - 0,73
Наибольшая окупаемость минеральных удобрений получена на озимой ржи и картофеле В лучших вариантах этот показатель составил по озимой ржи - 7,2 кг/кг, по картофелю — 4,7, по ячменю в лучшем случае получено 3,5, по однолетним травам — 2,4 кг з е на каждый килограмм МРК, внесенный на фоне известкования и органических удобрений Снижение доли калия повысило окупаемость по всем культурам, кроме ячменя Выше отмечалось, что после картофеля под ячмень К<о недостаточно, в этом случае снижается не только урожайность, но и окупаемость Увеличение нормы фосфора не изменило окупаемость на однолетних гравах и снизило этот показатель по озимой ржи, картофелю и ячменю Увеличение доли азота в по шом удобрении не изменило окупаемость по гороху с овсом, а по остальным культурам произошло снижепие на 1,4-1,8 кг/кг
4.5. Действие отдельных элементов питания на продуктивность культур и севооборота
Азот. Дерново-подзолистые почвы в связи с низкой гумусированностью содержат очень мало азота супесчаные и песчаные почвы — 0,03-0,1 %, суглинистые - 0,16-0,20 % (Вараксин И И . 1968) Только 1-2 % общего азота может находиться в почве в минеральной форме (Пискунов А С , 1994), т е в доступном для растений состоянии Поэтому выращивание сельскохозяйственных культур без внесения азотсодержащих удобрений нецелесообразно По данным многих исследователей (Петухов М П , Прокошев В.Н , 1964; Пискунов А С , Безносиков В А, 1971, 1973. 1975, Горчев А А, 1975, Пискунов АС, 1978, 1983, Дерюгин И П , 1978, Безносиков В А, 1982, 1983) величина урожайности полевых культур на дерново-подзолистых почвах Среднего Предуралья обусловлена уровнем применения азотных удобрений Эффективность азотных удобрений зависит от гранулометрического состава почв, их кислотности и окультуренности, физико-химических свойств, севооборота, сочетания и соотношения основных элементов питания и других причин
Изучение эффективности форм азотных удобрений в местных условиях проводилось на различных почвах, фонах и на разных культурах. В пригородной зоне Ижевска очень важно было установить оптимальный срок внесения водного аммиака, в том числе и в позднеосенний период (табл 24)
Опыты проводились на дерново подзолистой среднесуглинистой почве близкой к нейтральной, с содержанием гумуса 2,8 % и низкой обеспеченностью доступными элементами питания Учитывая сильное закрепление аммиака почвой, испытывали разные сроки его внесения под картофель в сравнении с аммонийной селитрой, внесенной вссной Было установлено, что лучшим сроком внесения водного аммиака является его запашка в сентябре. В этом случае получена прибавка клубней картофеля - 0,49 т з е га В последействии на яровой пшенице наибольшую прибавку дал весенний срок внесения Максимальный сбор зерновых единиц обеспечил позднеосеннии срок внесения водного аммиака, здесь его эффективность приблизи тась к влиянию аммонийной селитры, внесенной в этой же дозе
24. Действие и последействие различных форм азотных удобрений в зависимости от сроков их внесения (опытное поле УдмГНИИСХ 1966-1969 гг.)
Вариант ~ . Картофель Яровая пшеница Действие с последействием, среднее за 6 лет
Действие в среднем за 3 года Последействие в среднем за 3 года
т з.е./га прибавка т з.е./га при- ■ бавка т з.е./га ■ прибавка
PsoK»o - фон 4,62 - 15,3 - 6,15 ....
Фон+Nß a 6o — в августе 4,96 0,34 1,70. 0,17 6,66 0,51
G>oh+NB а.бо — в сентябре : 5,11 0,49 ■ 1,78 0,25 6,89 0,74
<Doh+Nb.b.6o — весной 4,78 - 0,16 1,85 0,32 6,63 0,48
Фон+N^aMi — весной 5,24 0,62 1,69 0,16 6,93 0,78
НСР05 0,35 - 0,15 0,25 - -
• Доказано, что на дерново-подзолистых почвах основное внесение азотных удобрений перед посевом оказывает решающее влияние на рост, развитие, перезимовку ржи и в конечном итоге величину урожая этой культуры (Горчев A.A., 1974; Башков A.C., Дзюин Г.П., 1978). В чистом пару перед посевом ржи достаточно вносить 30 кг, а в занятом - 60 кг/га азота. Если азотные удобрения не вносили перед посевом ржи, то наблюдается высокая эффективность азотных подкормок в дозе 20-40 кг/га, что подтверждается производственным опытом, проведенным в колхозе5 «Память Кирова» Каракулинского района (табл.25). .....
25. Влияние весенних азотных подкормок на урожайность озимой ржи (1994 г.)
Предшественник (А) • НСР(в= 1,06 ц/га Удобрения ' (Б) НСР<к=0,75 ц/га , Урожайность) ц/га Прибавка Окупаемость кг зерна/кг удобрений
ц/га %
Занятый пар . (однолетние травы) Без удобрений 13,9 - - ■ _ - ■
'N20 -•■ 15,4 1,5 10,8 7,5
- • N40 • - 16,6 2,7 19,4 6,8
Средняя 15,3 2,1 15,1 ' 7,2
Чистый пар Без удобрений 15,2 - "' -
N20 - " 19,0 3,8 25,0 19,0
N40 • • 22,4 7,2" 47,4 18,0
Средняя 18,9 5,5 36,2 18,5
На слабоокультуренных дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах в занятых парах требуется проводить азотные подкормки по фону внесения фосфорно-калийных удобрений. По чистому пару даже в отсутствии фосфорно-
калийных удобрений азотная подкормка дает очень высокий эффект Каждый килограмм азота окупается дополнительным сбором зерна 18-19 кг
В стационаре кафедры агрохимии и почвоведения эффективность азота в форме аммонийной сепитры и ¡уча гась на всех культурах севооборота, ее влияние на урожайность и продуктивность показано в табл 26
26 Действие азота на продуктивность кульгур в севообороте, т з е /га
(1979-1998 гг)
Вариант Однолетние трави Озимая рожь Картофечь Ячмень Сумма за севооборот
Сред- Откло- Среч- Откло- Сред- Откло- Сред- Откло Сред- Откло-
няя нения няя нения няя нения няя нения няя нения
СаСОз по Г г к 1 18 1 1 73 1 2 87 1 96 - 7.74 -
СаСОз +■ Р,К, I 53 - 2 15 1 - 3 71 2,39 9.78
СаСОз +И1Р1К, 1 74 0 26 * 34 1 1 24 4 45 0 74 3,54 1,15 13 17 3 39
НСРо-. 0 26 ' 0 32 - 0 40 - 0 33 - 0,41 -
Наибольшее влияние азот оказал на продуктивность озимой ржи и ячменя - прибавка составила 1,24-1,15 т з е /га, чуть меньше прибавка клубней картофеля Прирост урожайности однолетних трав составил всего 0,26 т/га или 17 % Продуктивность севооборота с полным удобрением (№К) по сравнению с парным сочетанием (РК) увеличилась на 35 %
Эффективность азотного удобрения по ротациям севооборота значительно изменялась (табл 27)
27. Влияние азога на продуктивность севооборота, т з е /га
' 1 ротация 1 2 ротация 3 ротация 4 ротация 5 ротация
Вариант Всего Прибавка Всего Прибавка Всего Прибавка Всего Прибавка Всего Прибавка
СаСОз по I г к 12,08 2,42 2,06 1,92 - 1,20 -
СаСО, + Р1К, 2,44 - 2,88 2,72 - 2,69 - 1,49 -
СаСОз +Ы1Р,К, 3,15 0.71 3,51 0,63 3,57 0,85 4,06 1,37 2,18 0,69
НСР05 и0,56 - Г 0,50 0,46 а 0.83 - 0,12 -
Причем заметна закономерность, чем выше урожайность за ротацию, тем больше прибавка от азота Например, продуктивность севооборота в IV ротации составила 4,06 т з е 'га, прибавка от азота - 1,37 т з е /га, а при продуктивности севооборота в V ротации 2,18 г з е /га, увеличение урожайности от азота всего — 0,69 т з е /га, г е ниже в три раза Расчет окупаемости показал, что каждый килограмм внесенного азота обеспечил получение 15,5 кг зерновых единиц озимой ржи, 14,4 - ячменя, 4,3 - картофеля и только 3,3 кг/кг при возделывании однолетних трав
Фосфор. Учитывая сравнительно ни »кую обеспеченность дерново-подзолистых почв доступным фосфором, стедовало бы ждать высокой эффек-
тивности фосфорных удобрений. Тем более, что во многих случаях этот элемент становится в первом минимуме, особенно на почвах с низким содержанием подвижного фосфора (I и II кл.) и его пониженной степенью подвижности (Дерюгин И.П., 1978). Как видно из данных табл. 28, даже при средней обеспеченности почвы доступным фосфором и длительном внесении удобрений этот элемент оказывает сильное влияние на урожайность культур.
28. Влияние фосфора на продуктивность полевых культур в . севообороте, т з.е./га (1979-1998 гг.)
Вариант , Горох с 'овсом Озимая рожь Картофель Ячмень Сумма за севооборот
Средняя При-авка Средняя При-авка Средняя При-авка Средняя При-авка Средняя При-авка
CaCOj по I г. к. 1.18 / 1,73 2,87 - 1,96 7,74 -
CaCOi + N,Ki 1,47 - ■ 2,26 - 3,39 - 2,92 - . 10,04 - •
СаСОз +NiP,K, 1,79 0,23 3,39 1,13 4,45 1,06 3,54 0,62 13,17 3,13
НСР<и 0,26 0,32 - 0,40 - 0,33 - 0,41 -
Прибавка урожая озимой ржи составила 1,13 т з.е./га ежегодно, картофеля - 1,06; ячменя - 0,62; однолетних трав - 0,32; или 50, 31, 21 и 21 % соответственно. Продуктивность севооборота возросла в среднем почти на 31 % или меньше, чем от азота всего на 7 %. '' '■'." - > ■'
Эффективность фосфорных удобрений по ротациям изменялась незначительно; прибавки от фосфора составили 0,71-0,88 т з.е./га (табл. 29).
29: Действие фосфора на продуктивность севооборота, т з.е./га
Вариант 1 ротация 2 ротация 3 ротация 4 ротация 5 ротация
Всего Прибавка Всего Прибавка Всего Прибавка Всего Прибавка Всего Прибавка
CaCOi по I г.п. 2,08 2,42 - 2,06 _ 1,92 1,20
СаСО, + N,K, 2,40 - 2,69 - 2,70 - 3,35 - 1,44 ■ - .
СаССЬ -UsWK, 3,15 0,75 3,51 0,82 3,57 0,87 4,06 0,71 2,18 0,74
HCPn, 0,56 - 0,50 - 0,46 - 0,83 0,12
Доля фосфора в формировании урожайности по ротациям севооборота колебалась от 17,5 до 24,4 %. Фосфор, как и азот, большую окупаемость имел при внесении под озимую рожь (14,1 кг/кг) и наименьшую на однолетних травах (4,0 кг/кг).
Калий. Многочисленные исследования, проведенные в местных условиях, показали, что эффективность калийных удобрений зависит от гранулометрического состава дерново-подзолистых почв, уровня применения удобрений, величины урожайности, известкования почв, от насыщения севооборота культурами, интенсивно поглощающими калий, от погодных условий, содержания обменного калия в почве и других причин (Дерюгин И.П., Башков A.C., 1968, 1969, 1971; Башков A.C., Дерюгин И.П., 1972; Башков A.C., Горчев A.A., Без-
носов А И, 1995, Башков А С , 1995) Наши выводы подтвердили ранее проведенные известными учеными исследования (Важенин ИГ, 1936, 1950, 1954; Горбунов НИ , 1935, 1469, Прокошев ВН. 1952, Беляев ГН, 1965, 1973; Про-кошев В В , 1984, 1988, Кулаковская Т Н , 19^0 и др )
На дерново-подзолистой среднесуглинистой почве (опытное поле Иж-ГСХА «Ярушки») в восьмипольном севообороте проведено два полевых опыта по изучению доз и форм калийных удобрений с чередованием культур: вика с овсом, озимая рожь, картофель, ячмень, яровая пшеница +• клевер, клевер I г п , клевер П г п ; озимая рожь В севообороте с формами калия четвертой культурой вместо ячменя ввети картофель
Изучение показало, что при ежегодном внесении в дозах К20 30, 60, 90 кг на гектар действие катия как в первый год, так и в последующие — неустойчиво Наблюдалась следующая тенденция в годы с недостаточным количеством осадков и повышенным тепловым режимом, особенно в июне и начале июля, калийные удобрения положительно влияли на урожайность (1964 и 1968 гг.) Если вегетационный период характеризовался нормальными условиями температуры и влажности, го калийные туки не действовали, а в особо влажные годы - депрессивно влияли на урожай (1965 г.) Подобное действие калииных удобрений наблюдали Шатилов И С , Павлова М Ф (1967), Кузнецова ЛИ (1960), Катрич НН (1964) и др В нашем опыте хлористыи калии вносили дважды весной под однолетние травы и летом под озимую рожь Очевидно, в засушливое лето от повторного внесения создалась повышенная концентрация почвенного раствора, которая негативно повлияла на рост и развитие молодых растений озимой ржи. Сохранившийся хлор в почвенном растворе отрицательно влиял на микробиологические процессы, в том числе и на нитрификацию Поэтому мы обнаружили снижение поступления в растения азота и фосфора. На фоне без навоза в растениях озимой ржи в фазы кущения и даже выхода в трубку содержание фосфора и особенно а юта при внесении хлористого калия по сравнению с фоном снизилось (в фазу кущения на 0,3-0,53 %, в фазу выхода в трубку на- 0,35-0,52 '"«), что, без} словно, повлияло на величину урожайности зерна озимой ржи
В опыте по изучению доз калийных удобрений расчет выноса калия культурами севооборота показал, что систематическое внесение К20 в дозе 30 кг/га и даже 90 кг/га не действовало на продуктивность культур, содержание калия в урожае и поэтому существенно не отразилось на размере его выноса. В сумме за 8 лет ежегодное внесение Кз0 увеличило вынос всего на 34 кг/га, а при дозе Кч0 - на 64 кг/га
Введение в севооборот повторного возделывания картофеля в опыте с формами калия привело к получению положительного эффекта от калийных удобрений Причем положительное действие проявилось, начиная С картофеля, а также действие калия достоверно \<ве шчило продуктивность последующих культур севооборота (табл 30)
30. Действие доз и форм калийных удобрений на продуктивность севооборота, (опытное поле ИжГСХА «Ярушки»,1964-1971 гг.)
Опыт Вариант Продуктивность Отклонение, т з.е./га НСР05, т з.е./га
т з.е./га %
Изучение доз калийных удоб-"рений ИбоРбо - фон 2,76 100 ■ . 0,25
Фон+Кзо 2,68 97 -0,08
Фон+К6о 2,78 101 +0,02
Фон+Кчо 2,65 96 -0.11
Изучение форм калийных удобрений ' ЫбоРбо-фон 3,11 100 • 0,29
Фон+Кхво 3,46 111 0,35
Фон+Ксво 3,48 112 0,37
ФОН+КксбП 3,39 109 0.28
Возделывание картофеля по картофелю привело к увеличению выноса калия из почвы."За два года вынос калия на фоновом варианте составил ., 325,4 кг/га, а при внесении калийных удобрений - 404-465 кг/га. Это, безуслов- . но, способствовало интенсивному расходу не только обменного, но и необменного калия из почвы, так как в питании растений принимают участие кроме обменного и другие формы калия (Кулаковская Т.Н., 1990). Быстрый расход запасов доступного калия в больших размерах приводит к его дефициту в почве. По данным Кудзина Д.К. и др. (1967) для проявления потребности в калии на черноземных почвах достаточно создать в севообороте дефицит калия в размере 350 кг/га. Поэтому становится ясным в опыте с формами калийных удобрений, почему проявилась высокая эффективность калия не только на картофеле, но и на других культурах. , . .
Следовательно, чередование культур, насыщенность севооборота культу- , - , рами с высоким выносом калия существенно увеличивают эффективность калийных удобрений. ' ''..-.
• В длительном опыте на дерново-подзолистой суглинистой почве полевые культуры по-разному отзывались на калийные удобрения (табл. 31). В абсолютных величинах наиболее высокое действие калий оказал на продуктивность, ячменя (2,9 т з.е./га), затем картофеля (1,24 т/га); несколько ниже оказалось . влияние калия на однолетние травы и озимую рожь (0,29 и 0,24 т/га сосггветст-венно). . . .
31. Действие калийного удобрения на продуктивность культур в севообороте,
т з.е./га (1979-1998 гг.)
Вариант Горох с овсом • Озимая рожь Картофель Ячмень Сумма за севооборот
Средняя Прибавка Средняя Прибавка Сред- няя Прибавка Средняя Прибавка ' Средняя Прибавка
СаСОз по I г.п. 1,18 1,73 2,87 - 1,96 - • 7,74 -
СаСО, + Ы,Р, 1.45 - 3,10 - 3.21 - 2.25 - 10,01
СаССН + Г^Р.К, 1,79 0,34 3,39 0,29 4,45 1,29 3,54 1,29 13,17 3,16
НСР<,< 0,26 - 0,32 - 0,40 - 0,33 - 0,41 -
В относительных цифрах прибавка ячменя составила 57 %, картофеля -39 %, гороха с овсом - 23 % и озимой ржи - только 9 % В среднем по севообороту от калия увеличение урожайности составило 32 %, что больше, чем от фосфора, на 1 % и меньше, чем от азота, на 6 %
Анализируя данные по влиянию калийных удобрений на продуктивность севооборота в динамике (габл 32), нетрудно заметить, что их роль со временем возрастает Если в сумме за первую и вторую ротации продуктивность от калия возросла на 18,8 "'о, то в последующие три - на 36,3 %
32 Влияние калия на продуктивность севооборота по ротациям, т з е /га
(1979-1998 гг)
Вариант 1 ротация 2 ротация 3 ротация 4 ротация 5 ротация
Всего ПрИ- ТВК:! Всего При- авка Всего При- твка Всего При- авп Всего При 1ВКТ
СаССК по I г п 2,08 - 2,42 - 2,06 - 1,92 - 1,20 -
СаСОч - М,Р. 2,51 3,12 - 2,55 - 2,88 1,70 -
СаСОт - Ы,Р,К, 3 15 0,64 3 51 0,39 3,57 1,02 4,06 1,18 2,18 0,48
НСРт 0.56 - 0,50 - 0,46 - 0,83 - 0,12 -
Таким образом, на азот по фону РК сильнее реагировали озимая рожь и ячмень, более слабо - однолетние травы На фосфор по фону ЫК также лучше отзывались озимая рожь и картофель, на калий по фону ИР - ячмень и картофель В среднем за севооборот по окупаемости каждого килограмма удобрений на первом месте оказался азот, на втором - калий, на третьем - фосфор Окупаемость цементов питания при парном и\ внесении снизилась в 2 2,5 раза При остром недостатке удобрений надо учитывать выявленное действие парных сочетаний в убывающем порядке ЫР - озимая рожь, картофель, ячмень горох с овсом, МК - ячмень, озимая рожь, картофель, горох с овсом, РК - картофель, ячмень, озимая рожь, горох с овсом
5. Влишше удибрений и плодородия почв на качество продукции
Однолетние гравы В сене гороха с овсом определялись следующие показатели качества сырая зола, клетчатка, жир, каротин, протеин, оксид кальция, нитраты и сахар Химический анализ сена в основном проводили в агро-химнентре «Утмуртский»
Существенного влияния различные системы удобрений на содержание сырой юты, жира, кальция и сахара не оказали В частности, вынос кальция на вариантах с известкованием значительно выше, но не за счет процентного ег о содержания в сене, а за счет более высокой урожайности
По данным Ларина ИВ (1966) чем меньше клетчатки, тем ценнее м>рм С \4cimi ною с 1сл\ог отмстить что и тень и аготные удобрения снизили содержание клетчатки в сене на 0,6-1,5% Важнейшим показателем
качества корма является сырой протеин. Все три системы удобрений в севообороте значительно увеличили содержание протеина в сене. Внесение извести без минеральных удобрений увеличило содержание протеина на 1,2 %, а по фону минеральных удобрений на 0,3 %. Положительную роль извести на накопление протеина отмечал Иванов Д.А. (1975). Заметно увеличивают процент протеина азотные удобрения. Без навоза дополнение азота к фону РК увеличивало содержание протеина на 1,4 %, а на фоне навоза возрастание дозы азота от N4n до N*> изменило содержание протеина от 15,64 до 16,97 %.
Значительно возрастало в сене содержание каротина от внесения извести (+3,42 мг %), навоза (+2,93 мг %) и менее заметно от азотных и фосфорных удобрений. Калий не изменял содержание каротина.
В сене однолетних трав содержание нитратов возрастало с увеличением 'нормы азота, его доли в полном удобрении. Насыщенность севооборота 10 т/га навоза не способствовала увеличению концентрации нитратов. Существенно увеличивало «загрязненность» продукции нитратами исключение из удобрений' ; калия, снижение его доли, а также применение полного минерального удобрения без извести. Однако, даже в этих случаях содержание нитратов не превышало уровень ПДК. - • ; . -
Озимая рожь. В зерне озимой ржи определяли содержание белка и крахмала, а содержание нитратов - в зерне и соломе. За восемь лет определений белка в зерне озимой ржи было выявлено, что этот показатель мало изменялся от внесения удобрений - от 10,12 до 12,52 %. Довольно четко прослеживается положительное влияние уровня азотного питания на белковость зерна озимой ржи, яровой пшеницы (Пискунов A.C.-, Безносиков В.А., 1981). Максимальное содержание белка в зерне ржи (12,52 %) было обнаружено в вар. 15, где в полном удобрении увеличена доля азота на 50 %. Крахмалисгость зерна была в пределах 50,61-56,25 %. На содержание крахмала положительно действовали известь, навоз, фосфор, калийные удобрения, тогда как азот снижал этот показатель. Максимальное содержание крахмала в зерне получено при внесении РК - удобрений без азота. Все удобрения в опыте не влияли на содержание нитратов в зерне и существенно увеличили их концентрацию в соломе. Азотные удобрения, особенно высокие их нормы, увеличивали содержание нитратов в соломе выше допустимого предела (вар. 9, II, 15). ' '"'-'.
Картофель. В клубнях картофеля определяли содержание крахмала, нитратов, белка и витамина С. Закономерного влияния удобрений на содержание белка и витамина .С не обнаружено. В частности, содержание белка колебалось в среднем от 6,73 до 8,40 % на абсолютно сухое вещество. . 1 '
Высокие нормы удобрений, причем не только азотно-калийные, но и фосфорные, снижали содержание крахмала в клубнях картофеля на 1,7-2,4 %. Навоз и известь не изменяли крахмалистость клубней, однако сбор крахмала был значительно выше при внесении комплекса удобрений за счет увеличения урожайности. " • '
Ячмень. В зерне определяли крахмал, нитраты - в зерне и соломе. Заметна тенденция уменьшения содержания крахмала в зерне ячменя от увеличения доз азота и его доли в полном удобрении. Незначительно снижается крахмали-
стость зерна при отсутствии калия в полном удобрении (-1,1 %), а также при снижении его доли в удобрении (-3 8 %) Максимальное количество крахмала содержалось в зерне ячменя при внесении навоза на фоне извести без минеральных удобрений - 53,7%, минимальное (44,0-49,5 %) - на вариантах без калия (вар 3) или снижении его нормы наполовину (вар 13) и при увеличении дозы азота в полтора раза (вар 15)
От внесенных удобрении совершенно не зависело содержание ншратов в зерне, в то время как в со юме ячменя их количество увеличивалось от высоких норм азота и при отказе от внесения калия
6. Влияние различных систем удобрении на агрохимические показатели дерново-подзолистон почвы
Агрохимические показатели почвы широко используются в производстве не только для характеристики плодородия, но и для расчета доз удобрений, определения необходимости известкования и фосфоритования почв, контроля за их состоянием и во многих других с тучаях
Определение содержания гумуса показало, что существенное увеличение его произошло только при применении органо-минеральной системы удобрения. В частности, в почве варианта (известь ^навоз 40 т/га+М^К]) содержание гумуса в среднем за пятую ротацию севооборота по сравнению с исходной почвой увеличилось на 0,52 % (нср05 - 0,22 %) В контрольном варианте наблюдается тенденция снижения содержания гумуса, т к снижение не превышает величину нср05 При внесении одного навоза (10 т/га севооборотной площади) содержание гумуса практически осталось на исходном уровне, т е. получен нулевой баланс
Изменились физико-химические свойства почвы в зависимости от систем удобрения. При совместном применении известковых, органических и минеральных удобрений увеличилась сумма обменных оснований и степень насыщенности основаниями, снизилась гидролитическая кислотность. Минеральные удобрения без навоза и извести за годы проведения опытов увеличили Нг на 1,8 мг-экв /100 г п , снизили сумму обменных оснований на 3,5 мг- экв /100 г. п и степень насыщенности основаниями - на 13 %.
Важнейшим показателем плодородия дерново-подзолистых почв является обменная кислотность (рНкс) Во все I оды исследования кислотность определяли потенциометрически. Установлено, что этот показатель во времени значительно подвержен ко шбапиям В среднем за 20 лет определений показатель рНкс! почвы на контроле составил 4,62 рН, при колебаниях 4,2 - 5,0. Эти изменения можно объяснить выпадением кистотных осадков, действием корневых выделений, а также подтягиванием и аккумуляцией корневой системой в пахотном слое почвы ионов кальция магния и других элементов из подпахотных горизонтов Известкование по полной норме существенно снижает уровень кислотности, причем потная норма и шести на суглинистой почве действует дольше восьми чет, то есть проявляется посзедействие, особенно второго и третьего цикла известкования Минеральные удобрения без извести существенно увеличивают кистотные свойства почвы В варианте МРК. без извести почва
за I ротацию подкислилась на 0,04 рН, за II - на 0,05; III - 0,05; IV - 0,34 и за V - уже на 0,6 рН в сравнении с почвой контрольного варианта (НСР05 = 0,2). Во всех остальных вариантах состояние кислотности почвы за годы III, IV, V ротации севооборотов поддерживалось на уровне близкой к нейтральной и нейтральной, . . -.. _
В публикациях показано довольно противоречивое действие отдельных удобрений на кислотность. В частности сообщается, что калийные удобрения могут увеличивать кислотность, в то же время есть данные даже о нейтрализации. В наших исследованиях не обнаружено подкисления « нейтрализации почвы при внесении хлористого калия.
Учитывая, что содержание подвижного фосфора в почве значительно колеблется не только пространственно, но и сезонно, а также внутрисезон-но, поэтому оценку влияния удобрений на фосфатный режим почвы производим в сравнении с контролем без удобрений. Внесение умеренных доз фосфорных удобрений (вар. 6) без применения навоза увеличивало содержание фосфора в почве, начиная со II ротации севооборота, особенно заметно в IV и V ротациях. Ежегодное увеличение Р2О5 составляло 4,2 мг /кг почвы. Эта нее норма фосфорного удобрения по фону навоза, начиная с I ротации "севооборота, способствовала приросту содержания подвижного фосфора в почве. В IV и V ротациях прирост в среднем за год составлял около 8 мг/кг. Еще более значительно увеличивалась обеспеченность почв доступным фосфором при повышении доли фосфора в полном удобрении (вар: 14 - изв.+навоз+Н^^К]). В течение 20 лет в среднем за год увеличение содержания фосфора в почве по Кирсанову составило 8,7 мг/кг.
Исследованиями Дерюгина И.П. (1978) установлено, что более полную и правильную характеристику фосфатного режима почвы можно получить, учитывая два показателя: запасы кислоторастворимых фосфатов и степень их подвижности. Определение степени подвижности фосфора в почве многолетнего опыта в вытяжке 0,03 н КгБОд показало, что в почве контрольного варианта при внесении извести и исключении фосфора из'полного минерального удобрения (ЫК) уже в конце третьей ротации доступный фосфор имел очень низкую степень подвижности 0,05-0,06 мг/л.'Достоверно увеличилась степень подвижности фосфора при внесении низких, умеренных и высоких норм суперфосфата. В этих вариантах она составила 0,31-0,79 мгР205/литр.
Важнейшей характеристикой фосфатного режима дерново-подзолистых почв является фракционный состав минеральных фосфатов (Дерюгин И.П., Одинцова Л.Ф., 1978; Похлебкина Л.П., и др.,' 1982; Протасова Л.А;, 1986; Дербенева Л.В., 1989 и др.). Учитывая слабую изученность почвенных фосфатов в нашем регионе, мы определили их фракционный состав по Гинзбург-Лебедевой (1971) после 18-летнего внесения удобрений в стационаре кафедры на опытном поле ИжГСХА в 1996 году (табл. 33).
В варианте №С с острым дефицитом фосфора (баланс отрицательный, более 300 кг/га) но сравнению с контролем уменьшение содержания фосфора произошло в основном за счет первой группы фосфатов.
33 Изменение фракционного состава фосфатов в дерново-подзолистой сугли-нистои почве посче 18- 1етнего внесения удобрений, мг/100 г почвы
Вариант Фракции фосфора по Гинзбург-Лебедевой
рыхлосвязанные фосфаты Са А1-Р Ре-Р Са-Р всего минер фосфатов
I II
1 Без удобрений (к1 19,1 2,5 5,0 9,3 60 41,9
2 Известьпо1гк 187 3 3 54 10,8 66 44 8
1 Известь - Ь!№Кл( 13 8 3 3 6,8 87 63 38,9
6 И тссть - V ° К 14 2 \6 9 * 1 1 9 5,5 19 ~
8 Известь »навоз МйиРч (С60 18.* 5 1 7,8 13,3 82 52 9
10 Известь-навоз 18 8 4,8 66 10,5 68 47 5
14 Известь +навоз- Ы«< Р] 1 ¡К,,, 23,4 5,3 12 2 19 8 6,9 67 6
16 Известь ^швоз К-даР^^о 19,4 7,2 9.4 11,9 7,6 55,5
НСР 1,7
При боаьнюм положительном балансе (вар б, 8, 1, 16) фосфор накапливался в виде фосфатов почуторных окислов и в меньшем количестве в форме разноосновных фосфатов кальция и магния Следует отметить, что при сравни-1ельио высокой степени насыщенности основаниями почвы на опыте и рН бтизкои к нейтральной, доля фосфатов, связанных с кальцием и магнием, преобладает над фосфатами полуторных окислов, даже в том случае, когда произошло \'не шчение их содержания при длительном внесении фосфорных удобрений в виде суперфосфата
В почве вариантов абсолютного контроля, по извести и при парном внесении ЫР содержание обменного калия во все годы исследований сохранялось на \ровне 18-60 мг'кг, хотя отрицательный баланс калия составил 802-НбЗкг'гтили ежегодный вынос из почвы 10,1-58,2 кг/га При использовании органической системы удобрении (вар 10) также получен отрицательный баланс (-338 кг/га), однако при згой ситуации произошло увеличение содержания обменного калия в V ротации в сравнении с контролем на 48 мг/кг почвы В ¡а-вершающой ротации севооборота, при внесении умеренной доты минеральных удобрений по фону навоза (8 вар ), количество обменного калия возросло более чем в фи раза в сравнении с контролем
В конце четвертой ропщи и более подробно изучен калийный режим почвы (табл 34) Без внесения калийных удобрений при выносе за 16 лет 986 кг, га в почве незначительно уменьшилось содержание обменного калия (-30 мг К.О 'кг), снизилась степень подвижности на 17 %, в два раза уменьшилась доля калия в емкости катионного обмена, содержание кислоторастворимого калия по Важенину также снизилось на 150 мг/кг, г е произошло довольно значитечьное снижение плодоро шя почвы в отношении калия
34. Влияние систематического внесения удобрений на формы калия в почве,
мг/кг (1979-1994 гг.) ,
Вариант Баланс вгод± Степень подвижности в 0,005 н ■ СаСЬ, мг/л Обменный ка-, лий по Кирсанову Необменно-фиксированный " по Важенину Доля К20 отЕКО, %"
. кг/га • 0-20 см 20-40 см 0-20 см 20-40 см 0-20 см 20-40 см 0-20 см
Исходная почва 4,2 •3 • 90 68 1400 1300 2,0
З.^Р, -37 3,5 2,5 60 40 1250 1100 1,0
6. И^К, ' -16 9,2 4,0 120 66 1400 1350 • 2,4
8. Навоз+К|Р]К1 +14 15.0 5,2 137 75 1600 1200 3,0
НСР05 Г 0,20 16,6 14,4 -
В почве варианта М^К) при среднегодовом отрицательном балансе почвенного калия 16 кг/га (вар. 6) увеличилась степень подвижности, повысился уровень обменного калия в почве, а при совместном внесении полного удобрения и навоза улучшились все показатели калийного состояния почвы.
Расчет баланса форм калия в почве за четыре ротации севооборота пока-' зал, что в варианте ТЧР без калийного удобрения вынос КгО происходил за счет обменной формы в количестве 13,4 %, кислоторастворимого по Важенину — 45,6 % и за счет более труднорастворимой формы калия - 54,4 %. Даже при положительном балансе калия (вариант навоз+Ы^К)), этот элемент использовался для выноса и пополнения фонда кислоторастворимого и обменного калия за счет труднорастворимых форм - 18,1 %■
Результаты исследований позволили разработать и предложить модели плодородия дерново-подзолистых .суглинистых почв региона для различного уровня продуктивности севооборотов (табл. 35).
35. Рекомендуемые параметры агрохимических показателей дерново-подзолистых суглинистых почв для различных уровней продуктивности поле' - ' вых севооборотов "
Продуктивность севооборота, т з.еУга рнга Гумус, % ' Б : нг V, .% РА К20 Степень подв.; мг/л Подвижный ;мео, мг/кг
мг-экв. на 100 г почвы мг/кг . почвы р2о5 К20
< 2,0 5,45 < 1,65 12,6 2,4 84 35 •50 0,08 0,80 151
2,1-3,0 5,83 1,75 13,6 1,9 88 100 100 0,20 1,32 162
3,1-3,5 5,59 2,00 13,4 2,4 85 160 130 0,36 2,35 162
>3,5 5,81 2,00 14,5 2,0 88 190 160 0,56 1,98 165
Используя эти рекомендации, можно с большой уверенностью проводить расчеты планируемой продуктивности севооборота в зависимости от сущест-
вующего плодородия почв и наличия удобрений Указанные рекомендуемые параметры вошли в «Зональную систему ¡емледелия».
7. Содержание, вынос урожаем, баланс н коэффициенты использования
элементов питания
Внесением удобрений, особенно в высоких дозах, создаются условия для увеличения поступления элементов питания в растения, что не всегда приводит только к увеличению урожайности и повышению качества растениеводческой продукции, по может вызвать и угнетение растений, снижение поступления в них важнейших микроэлементов (Гайсин И.А , 1995) Чтобы уметь оптимизировать минеральное питание растений, необходимо контролировать концентрацию чимических элементов в растениях, знать их элементный состав, т к это один из основных критериев оценки равновесия в природной системе «почва—'почвенный раствор—»растение» (Ер-мохин Ю И , 1995) Определяя химический состав растений, можно по этим результатам исправить положение путем подкормки тем или иным элементом питания Как сообщает Церлинг В В (1982), между содержанием элементов питания в растениях, особенно в период трубкования и колошения зерновых культур, и урожайностью существует высокая положительная коррелятивная зависимость (г 0,55-0,93). В связи с необходимостью контроля химического состава растений, а также для расчета выноса и баланса питательных веществ, мы еже1 одно определяли содержание азота, фосфора и калия в урожае всех культур
Среднее содержание азота (N) в сене однолетних трав контрольного варианта - 2,23 % (колебания по годам составили 1,80-2,97 %), в зерне озимой ржи - 1,97 % (1,38-2,40 %), в клубнях картофеля - 1,76 % (колебания 1,11-2,2 %) и в зерне ячменя 2,38 % (колебания 1,9-3,14 %) В соответствии с этим порядком фосфора (Р^05) содержалось в растениях с контроля: 0,62 % (0,28-0,90 %), 0,86(0,66-1,11), 0,50 (0,25-0,76), 0,93 (0,60-1,04) Содержание калия (КгО) колебалось в следующих пределах 2,16 % (1,19-3,18), 0,78 (0,59-1,01), 2,12 (1,70-2,50); 0,70 (0,57-1,00). Колебания в содержании азота и калия в соломе и ботве еще более значительны Внесение навоза увеличило среднее содержание азота в зерне, соломе, к tyÓHKX на 0,07 %, фосфора - на 0,02 и калия - иа 0,3 % При внесении извести без минеральных удобрений содержание азота и фосфора не изменялось а содержание калия уменьшилось только в сене однолетних трав на 0,22 0/0
Применение минеральной системы мало изменяло содержание фосфора, увеличивало содержание азота и калия у веек культур Органо-минеральная система удобрений увеличила содержание азота на 11,2-15,5 %, фосфора — на 5,8-10,0 и калия - па 1,3- 48,6 % (в сене однолетних трав)
Таким образом, размер выноса элементов питания зависел не только от величины урожая, но и от их содержания в зерне, соломе, клубнях и ботве Нет необходимости приводить общий вынос по всем культурам и ротациям с учетом внесения удобрений, с 1ед>ет лишь отметить, что на
варианте без удобрений вынос азота по ротациям изменялся в следующих пределах: 1 ротация -68,4 кг/га; II 63,5; III- 45,6; IV - 29,0 и в'V ротации
- 28,1 кг/га. Фосфора: I ротация -14,7 кг/га; II - 17,4; III - 16,8; IV - 10,4 и в V ротации 9,0 кг/га. Калия: I ротация -47,0 кг/га; II - 54,8; III -'42,4; IV
- 30,4 и в V ротации - 26,0 кг/га. Следовательно, урожайность на контроле, как и вынос NPK, снижался от первой к пятой ротации.
Более стабильна величина выноса элементов'питания одной тонной ос-" новной продукции с учетом побочной. Средние показатели выноса 1 тонной основной продукции зависят от количества и соотношения, как удобрений, так и основной продукции к побочной. '
Еще в 1985 году, обобщая более ста опытов, проведенных в местных условиях, Дзюин Г.П., Зедиярова В.А. отметили, что у многих культур вынос NPK в расчете на 1 т основной продукции с учетом побочной при внесении удобрений выше, чем без удобрений, причем это относится к яровым и озимым зерновым культурам, картофелю, кукурузе и в меньшей степени к многолетним" травам. По данным Юлушева И.Г. (1989) вынос азота 1 тонной продукции на. удобренных вариантах выше контроля на'30-35 %. Подобные же данные по озимой ржи, яровой пшенице и овсу приводит Пискунов A.C. (1994). В наших исследованиях вынос азота, фосфора и калия 1 т основной продукции с учетом побочной на удобренных вариантах незначительно отличался от неудобренных по фосфору и существенно возрастал по азоту и калию. В среднем по четырем культурам эти различия составили (табл.'36) по азоту на 13,6 % (колебания 8,219,2 %),'калию - 25,8 % (13,3-29,2 %) и по фосфору - 8,8 % (колебания 3,621,1%). " : ." , " '
Зб.'Вынос NPK одной тонной основной продукции с учетом побочной в зави-'
" ' симости от применения удобрений, кг " ; - ' (по результатам 20-летнего и трех восьмилетних полевых опытов)
! Культура Неудобренные растения Удобренные растения
■ N . Рг05 к2о • • N • Р2О5 к2о
Горох с овсом 19,5 '5,6 ■ 20,0 22,2 5,8 26,6 '
Озимая рожь : 28,0 11.6 31,2 30,3 12,1 35,6
Картофель > < •5,4 1,4 6,2 6,1 ' 1,7 " ' 7,9
Ячмень - 39.5 13,8 28,4 • 47,1 14.6 36.7
Вьшос ЫРК одной тонной основной продукции с учетом побочной широко используется в агрономии, особенно, при расчете норм удобрений, баланса питательных веществ, поэтому усредненными данными пользоваться некорректно, в расчетах следует учитывать удобренность культуры. Учет этих особенностей в выносе при разработке системы применения удобрений позволит полнее удовле-. творить потребность полевых культур в элементах питания.
Коэффициенты использования ИРК из удобрений, подсчитанный разностным методом, показал их зависимость от норм удобрений, сочетаний, а
так же соотношений >лементов питания Наиболее высокие коэффициенты использования получены при внесении средних доз минеральных удобрений по фон\ навоза (16 вар ), показатели по азоту составили 69,2 %, фосфору - 20,8, калию 93,5 °о Коэффициент использования калия в варианте со снижением его доли на половину получен более 100 %
На контрольном варианте растения использовали 849 кг/га азота Это означает, что ежегодный вынос дзота за счет почвы составляет 43 кг/га Внесение извести и отсутствие азотных удобрений в парном внесении элементов (вар 5) увеличили вынос его из почвы до 1020-1178 кг/га за севооборот При насыщенности органическими удобрениями 10 т/га сохраняется отрицательный баланс азота Только совместное внесение умеренных доз азотных удобрений (вар 16) на фоне навоза обеспечило положитечьный баланс Повышенные и особенно высокие дозы минеральных удобрений (вар 8, 9 и 15) создали превышение внесения над выносом азота до 18,6-58,6 кг/га ежегодно
Приводим балансовые коэффициенты, которые позволяют оценить использование элементов из удобрений Они свидетельствуют о возможном изменении плодородия почв и воздействии на экологическую обстановку (табл. 37)
37 Балансовые коэффициенты исполь адвания элементов питания при различных системах их внесения (опытное поле ИжГСХА, 1979-1998 гг)
Система Внесение извести, насыщенность навозом и дозы минеральных удобрений Вариант Средний за I и 11 ротации Средний за IV и V ротации
N р2о5 к2о N Р,05 к2о
1 Органическая фон и ¡весть 10 203 125 145 137 85 118
2 Минеральная средние дозы без извести 7 130 34 137 85 28 109
средние дозы но извести 6 133 37 135 87 31 97
минимальные дозы по извести 17 320 194 294 207 141 208
3 Оргдно-мннерлдьная средние дозы по извести, Ют/га пашни навоза 16 105 38 90 79 36 87
повышенные дозы поизвести, ЮтАа пашни навоза 8 98 31 93 71 29 85
повышенные дозы по извести, 5 т/га пашни навоза 12 105 34 90 81 29 96
Органическая система удобрений имела довольно высокие балансовые коэффициенты, особенно за первые две ротации севооборота, поэтому снизила продуктивность севооборота с 2,68 (I ротация) до 1,55 т з.е./га в V ротации. При этом снижается и плодородие почвы. . , , , ,
Минеральная система удобрения с минимальными дозами ЫгзРпКгз (17 вар.) без фона навоза при очень высоких балансовых коэффициентах также снизила продуктивность севооборота с 2,58 до 1,98 т з.е./га. Применение минеральной системы с повышенными дозами удобрений — МвоРвоКво без извести и навоза приводит к сильному разрушению почвенно-поглощающего комплекса (увеличение обменной и гидролитической кислотности, снижение степени насыщенности основаниями, емкости поглощения и суммы обменных оснований). Можно отметить удовлетворительные результаты применения средних доз минеральных удобрений по извести. Сохраняется продуктивность севооборота на уровне 3,29 т з.е./га^ при балансовых коэффициентах по азоту и калию близких к пулевому балансу. В этой системе требуется снижение доз фосфора. |
Наибольшее предпочтение следует отдать органо-минеральной системе, внедрение которой способствует не только сохранению продуктивности севооборота в течение длительного времени, но и ее увеличению. По фону извести и насыщенности навозом 10 т/га пашни применение повышенных доз минеральных удобрений (8 вар.) увеличило продуктивность севооборота на 1,94 т з.е./га (117 %), при внесении таких же доз минеральных удобрений, но на фоне насыщенности навозом 5 т/га (12 вар.), продуктивность севооборота также возросла на 107 % к контролю. Органо-минеральная система удобрений на фоне извести обеспечила не только прирост продуктивности севооборота, но и способствовала возрастанию плодородия почвы. Увеличивается гумусированность, содержание доступного фосфора и калия, кислотность почвы и ее физико-химические свойства поддерживаются на благоприятном для растений уровне. :
Выводы ' ' •
, . 1. В Среднем Предуралье более 70 % пашни заняты подзолистыми и дерново-подзолистыми почвами, которые имеют низкое естественное плодородие и требуют, для получения высоких урожаев, системного внесения удобрений и регулярного известкования. , - ^ - .;. -
2. На дерново-подзолистых почва Среднего Предуралья со средним содержанием подвижных форм фосфора и калия наибольшая продуктивность полевых севооборотов обеспечивается по органо-минеральной системе применения удобрений. Порядок минимумов элементов минерального питания по фону навоза (10 т/га севооборотной площади), в зерно-пропашном севообороте, как Ы,Р,К,М§, а на фоне без навоза: ЬГ,К,Р,М§. V '-
По эффективности использования минеральных' удобрений основные полевые культуры располагаются в следующем нисходящем порядке:
а - для азотных удобрений: озимая рожь, ячмень, картофель, однолетние травы;
б для фосфорных удобрений озимая рожь, картофель, ячмень, однолетние травы,
в - для калийных удобрении ячмень, картофель, однолетние травы, озимая рожь
3 По влиянию на продуктивность полевых культур, качества продукции, плодородия дерново-подзолистых суглинистых почв, а также с учетом окупаемости удобрении следует считать предпочтительной средне ежегодную дозу удобрений - 80 N. 80 Р, 80 К (по фону без навоза) и 80 N. 80-60 Р, 40 К (по фону навоза - 10 т/га севооборотной площади), что составляет 89-118 % азота, 264-324% фосфора и 89-116% калия к выносу их с урожаем культур севооборота
Такая система удобрения на фоне систематического внесения извести обеспечивает получение высокой продуктивности полевых культур в зерно-пропашном севообороте (50% зерновых, 25°о пропашных)- однолетних трав — 2,01-2,18 т з е/га, озимой ржи - 3,25-3,68 т з е./га, картофеля - 4,79-5,25 т з е /га и ячменя - 3,37-3,57 г з е /га
4 Многолетнее (20 лет) применение навоза (10 т/га севооборотной площади) в сочетании с минеральными удобрениями и известкованием в зерно-пропашных севооборотах обеспечивает высокую окупаемость (31,1 кг з е на 1 тонну навоза) и положительный баланс гумуса 0,52% при НСР05— 0,22%)
Внесение одних минеральных удобрении (в среднем за 20 лет ежегодно 80 кг/га Ы, 80 кг/га Р и 80 кг/га К.) на фоне систематического известкования стабилизирует содержание гумуса на исходном уровне
5 Систематическое внесение минеральных удобрений в сочетании с навозом и известкованием повышает плодородие почвы и улучшает ее пищевой режим при балансовых коэффициентах азота 71-81%, фосфора — 29-36%, калия - 85-96%
Под влиянием органо-минеральной системы применения удобрений к концу V ротации севооборота достигнуты с 1едующие параметры свойств почвы Нг - 1,6-2,0 мг зкв/100г почвы, 5 - 13,6-14,2 мг экв./100г почвы, V - 8990%, рНка 5,65-5,90, подвижного фосфора 173-219 мг на кг почвы, обменного калия 113-176 мг'кг почвы, щелочногидролизуемого азота 61,3-67,6 мг/кг почвы
6 Корреляционно-регрессионный анализ ре»ульгатов многолетних и других полевых опытов позво ш I установить мкономерности изменения величины урожайности озимои ржи ячменя, картофеля, однолетних трав, кукурузы и яровой пшеницы в зависимости от взаимодействия доз минеральных удобрений и показателей обеспеченности почв подвижными > ¡ементами питания
Предложены уравнения регрессии для расчета возможной урожайности клубней картофеля, сени однолетних трав, зерна озимой ржи и ячменя по показателям содержания в почве подвижного фосфора обменного калия, а также степени подвижности фосфора и калия
7 Известь, снижая кис ютность и поддерживая физико-химические свойства на оптимальном уровне, }величивает урожайность однолетних трав на 8 %, ячменя - на 10 °и и слабо влияет на пролуктивносль озимой ржи и картофе-
ля. Положительное действие извести устойчиво проявилось в течение восьми лет. •...-•
Минеральные удобрения, при систематическом внесении без извести, достоверно снизили степень насыщенности основаниями на 13 %, сумму обменных оснований - на 3,5 мг-экв./100 г почвы, а гидролитическую кислот-пость увеличили 'на 1,4 мг-экв7100 г почвы.
8. Бентонитовая глина, в результате комплексного положительного действия на свойства и питательный режим почв увеличивает урожайность картофеля на дерново-подзолистой супесчаной среднеокультуренной почве почти на 20 %, а на слабоокультуренной почве обеспечивает повышение продуктивности картофеля, озимой ржи и кукурузы на 70 %.
Возделывание картофеля при использовании бентонитовой глины и удобрений экономически выгодно: на слабоокультуренной супесчаной почве уровень рентабельности повысился на 76%, себестоимость выращивания 1т картофеля снизилась на 1339 р., коэффициент эффективности увеличился до 9,8; на среднеокультуренной супесчаной почве эти показатели составили соответственно 23%, 112р. и 4,6. - - - ,
Энергетические затраты на внесение бентонитовой глины окупаются полученной валовой биологической энергией: на слабоокультуренной супесчаной почве коэффициент энергетической эффективности увеличился на 0,26-0,50, а затраты полной энергии снизились в 1,5 раза. '
9. Органо-минеральная система удобрения в сочетании с известкованием способствует получению более стабильных урожаев всех изучаемых культур, снижает амплитуду колебаний урожайности по годам от погодных условий у однолетних трав на 73%, озимой ржи 20%, картофеля 7% и ячменя на 28%.
■ 10. Внесение навоза увеличивает продуктивность севооборота почти на 1/3. Картофель и ячмень при внесении навоза (10 т/га пашни) обеспечивают прибавку урожайности на 36 %; однолетние травы - на 34 %; озимая рожь - на 24 %. Полное минеральное удобрение снижает эффективность навоза примерно в два раза. В среднем за севооборот окупаемость 1 т навоза, без минеральных удобрений, составила 63,6 кг з.е., по фону 1МРК - 31,1 кг з.е.
11. Органо-минеральная система на фоне извести увеличивает содержание сырого протеина в сене однолетних трав на 3,07 %. На количество каротина положительно влияют известь и навоз (5,2-6,2 %). Азотные удобрения заметно увеличивают белковость зерна озимой ржи и способствуют снижению содержания крахмала в озимой ржи и ячмене. Фосфорно-калийные удобрения положительно влияют на накопление крахмала в зерне ржи и ячменя (2,19 %). Повышенные нормы минеральных удобрений снижают накопление крахмала в клубнях картофеля (1,2-2,3 %).
Высокие дозы азотных удобрений заметно увеличивают, а калийные — достоверно снижают содержание нитратов в сене однолетних трав и соломе зерновых культур (соответственно — 1339 мг/кг и 119 мг/кг). *
12. Вынос основных элементов питания 1 т основной продукции, с учетом побочной, значительно отличается на удобренных и неудобренных вариантах. В среднем по четырем культурам, на удобренных посевах, относительный
вынос на единицу продукции увечичивается по азоту в среднем па 13,6 фосфору - на 8,8 % и калию - на 25,8 %
Коэффициенты использования NPK существенно зависели от до! внесения удоорений С их увеличением коэффициенты использования элементов снижались, поэтому КИУ азота колебался от 24 ^ до 75,8 %, фосфора -4,6-38,6, калия 17,2-100%
13 Без внесения калийных удобрений, несмотря на отрицательный баланс калия в почве (338-1163 кг/га), содержание обменного калия мало изменяюсь в сравнении с контролем, т е происходило постоянное его восстановление В тоже время при отрицательном балансе калия, особенно при внесении NP-удобрений в почве шачительно снишлось содержание необменно-фиксировонного калия по Важенину (на 150 мг/кг), уменьшилась его доля ЕКО в два раза и снизилась его степень подвижности на 20% Для более полной и корректной оценки калийного состояния дерново-подзолистых суглинистых почв, наряду с показателями обменного калия, следует определять, активно участвующие в питании растений, менее подвижные формы и интенсивность их трансформации
14 При положительном балансе фосфора в почве от внесения высоких норм фосфорных удобрений наблюдалось значительное увеличение содержания в почве подвижного Р.О, В IV и V ротации содержание фосфора ежегодно увеличивалось на 8 мг/кг почвы Это сопровождалось существенным возрастанием степени его подвижности - до 0,31-0,79 мг/л В почве с высокой насыщенностью основаниями и кислотностью, близко к нейтральной, доля фосфатов связанных с кальцием и магнием, преобчадает над фосфатами полуторных окислов, даже при высоком положительном балансе фосфора в севообороте
15 Результаты стационарных и краткосрочных исследовании в течении более 30 лет позволяют рекомендовать следующие дифференцированные параметры содержания доступных элементов питания в почве для различных уровней продуктивности полевых севооборотов Среднего Предуралья
Продуктивность Содержание по Кирсанову, мг/кг
севооборота, т з е /га РгОч К^О
< 2,0 35 50
2,1-3,0 100 100
3,1-3,Э 160 130
3,5 190 160
Предложения производству 1 Для продуктивности полевых севооборотов 3,5 и более т з е /га на дер-ново-подзочистых почвах Среднего Предуралья рекомендуется органомине-ральная система, удобрений в сочетании с известкованием и насыщенностью органическими чдобрениями 10 т/га севооборотной площади и ЫРК 240 кг/га с соотношением V Р К, как 1 1 0,5
2. Внесение фосфоритной муки в запас на дерново-подзолистых почвах со степенью насыщенности основаниями 62 % и ниже, сильно и очень сильно кислых, проводить после известкования по полной норме.. При необходимости фосфоритовния и известкования на одном поле сильно,- средне и слабо кислых почв, фосфоритную муку целесообразно вносить на 1-2 года раньше или, в крайнем случае, в один год, но в разные слои пахотного горизонта.
3. Для улучшения агрофизических и агрохимических свойств дерново-подзолистых почв, особенно легкого гранулометрического состава, повышения урожайности и эффективности удобрений, следует применять бентонитовую глину в дозе 8т/га, перемешивая ее с пахотным слоем почвы. .
4. При систематическом внесении минеральных удобрений на дерново-подзолистых суглинистых почвах проявляется дефицит магния в питании растений; требуется вносить магнийсодержащие удобрения.
5. На супесчаных дерново-подзолистых почвах навоз более эффективно вносить весной, чем осенью. Способ заделки существенно не влияет на действие навоза.
6. Для более полного представления о калийном состоянии почвы требуется определять не только содержание обменного калия, но я степень его под- , вижности и необменно-поглощенные формы. - . , •
7. Рекомендовать агрохимической службе, специалистам сельского хо- . зяйства учитывать полученные нормативы затрат удобрений на повышение плодородия дерново-подзолистых почв, а при расчете баланса питательных веществ, доз внесения удобрений использовать дифференцированные данные выноса элементов питания на удобренных и не удобренных посевах.
При расчете норм удобрений на планируемую урожайность предлагается следующий вынос питательных веществ (кг) в расчете на 1 тонну основной продукции с учетом побочной: ... -
Культура N : Р205 КгО .
Ячмень ' 47,1/39,5 14,6/13,8 ■ 36,7/28,4
Озимая рожь , 30,3/28,0 ..-..-. 12,1/11,6 . 35,6/31,2
Картофель 6,1/5,4 1,7/1,4 7,9/6,2
Однолетние травы 22,2/19,5 5,8/5,6 26,6/20,0
Примечание: в числителе для удобренных растений, в знаменателе для неудобренных.
Список публикаций по теме диссертации
Книги ...
1. Озимая рожь: Рекомендации по технологии выращивания в Удмуртии урожая зерна 30-40 ц/га. - Свердловск, 1984. — 107с (в соавторстве). ,
2. Агрохимические основы применения удобрений и повышения плодородия почв Удмуртской АССР. — Ижевск, 1987. — 162с (в соавторстве).
3. Производство зерна яровой пшеницы на производственные цели в Среднем Предуралье. — Ижевск, 1998. — 124с (в соавторстве).
4 Агроэкологические основы воспроизводства плодородия почв — Ижевск, 1999. - 173с (в соавторстве)
Научные статьи
5.Действие калийных удобрений // Сельскохозяйственное производство Урала - 1967 №4 С 60
6 Изучение доз калийных удобрений на дерново-подзолистой суглинистой почве в звене севооборота // Вопросы генезиса и рационального использования почв и удобрении — Казань Изд-во Казан Ун-та, 1968. — С 231-232 (в соавторстве)
7 Изучение доз и форм калийных удобрений на дерново-подзолистой суглинистой почве под озимую рожь // Труды ИжСХИ — Ижевск, 1969 - вып. XVII. - С 231-240 (в соавторстве)
8 Влияние условии почвенного питания на поступление калия в листья и урожай картофеля // Тезисы докладов Всесоюз семинара-симпозиума молодых ученых сельскою хо<яйства - М, 1969 - С 200
9.Динамика и формы калия в дерново-подзолистых суглинистых почвах // Вестник сельскохозяйственной науки - VI, 1969 - №9 —С 112-116 (в соавторстве)
10 Калийный режим и эффективность калийных удобрений в длительном опыте на дерново- подзолистой суглинистой почве в Удмуртской АССР // Тезисы докладов Всесоюз отчетно-методического совещания участников Геосети опытов с удобрениями М , 1971 С 260-263 (в соавторстве)
11. Дозы и сроки внесения водного аммиака под картофель // Наука — производству: Сборник научных тр / Удм ГСХОС - Ижевск, 1972. - Вып III. -С.296-302 (в соавторстве)
12 Влияние различных форм и доз калийных удобрений на урожай картофеля на легких почвах Удмуртской АССР // Вопросы изучения почв, повышения их плодородия и эффективного применения удобрений Сб трудов регион Конференции почвоведов и агрохимиков - Куйбышев, 1972. - С.526-528 (в соавторстве)
13 Значение фосфора в земледелии Удмуртии // Уральские нивы — 1973. -№5 — С 63 (в соавторстве)
14 К вопросу о методах определения обеспеченности дерново-подзолистых почв доступным калием // Вопросы почвоведения и применения удобрений в Удмуртской АССР Сб научн трудов ИжСХИ - Ижевск, 1974. - Вып 23 -С 290-300 (в соавторстве)
15 Некоторые вопросы повышения эффективности использования удобрений // Материалы зонального совещания. Сб грудов Удм ГСХОС. — Ижевск, 1974 —Том 4 - С 62-70 (в соавторстве)
16 Эффективность применения водного аммиака под озимую рожь и картофель // Материалы зонального совещания- Сб трудов Удм ГСХОС — Ижевск, 1974 - Том 4 - С 85 89 (в соавторстве)
: 17. Влияние удобрений на продуктивность севооборота и плодородие дерново-подзолистой почвы // Материалы зонального совещания: Сб. трудов Удм-ГСХОС. - Ижевск, 1974. - Том 4. - С. 106-109 (в соавторстве).
18. Научные основы химизации земледелия Удмуртии // Химизация земледелия: Сб. науч. Трудов Удм. ГСХОС. - Ижевск, 1976. - Вып. 5. - С.3-36 (в соавторстве). . ,*'•:• •,.;'.'
• -'■19. Сравнительная эффективность систем удобрения озимой ржи // Химизация земледелия: Сб. науч. Трудов Удм. ГСХОС. — Ижевск, 1976.— Вып. 5. -С.З 7-44 (в соавторстве). ■ • ' . , ■ : - . • : • •;
20. Влияние сроков внесения и способов заделки навоза под картофель на урожай, его качество и свойства почвы // Бюллетень ВИУА. — М., 1976. - №32. — С.97-100 (в соавторстве).: : "
21. Эффективность суперфосфата и фосфоритной муки при ежегодном и периодическом внесении // Тезисы докладов регионального совещания участников геосети опытов с удобрениями. — М., 1977. — С.63-64 (в соавторстве).
22. Эффективность суперфосфата и фосфоритной муки в звене севооборота при ежегодном и разовом внесении // Труды НИИСХ СВ. — Киров, 1977. — 0.64-66 (в соавторстве). « . •'.".• ' ''->>
23. Деятельность Удмуртской ГСХОС в области растениеводства // Интенсификация растениеводства: Сб. научн. тр. Удм. ГХОС. — Ижевск, 1978. — Вып. 7. — СЗ-18 (в соавторстве).'
24. Влияние систем удобрений на урожайность озимой ржи // Селекция и семеноводство, сортовая агротехника озимой ржи и яровых зерновых культур: Материалы конференции НИИСХ СВ. — Киров, 1978. — С.133-137 (в соавторстве):^; : ■ - : : • .:* . . -..■■: . : - - ; ■ .' .'' , :'."
25. Эффективность периодического внесения фосфорных удобрений на дерново-подзолистых почвах УАССР // Агротехника и биологические основы повышения урожайности с.-х. культур. - Пермь, 1978. — С.109-113 (в соавторстве). ■ > • ■ - ■■■..•.■•:..■■ ч ■•■:■•;.■•:■
26. Как удобрить озимую рожь: Листовка. — Ижевск, 1981. — С. 1 (в соавтор-"' стве). . .
27. Система удобрений: Научные основы системы земледелия Удмуртской АССР. — Ижевск: Удмуртия, 1982.- С.20-37 (в соавторстве). > ■ »
28. Эффективность фосфоритования ■ почв в . Удмуртской АССР // Эффективность удобрений в полевом севообороте / Тр. УралНИИСХ. — Свердловск, 1982.-Т. 32.-С.63-66 (в соавторстве). * ' -
29. Почвы и удобрения // Ваш сад и огород: Советы садоводам любителям. — Ижевск: Удмуртия,1984. —С.3-11 (всоавторстве); ' ; - , : * ••
30. Удобрение картофеля 'на дерново-подзолистых почвах' Удмуртской' АССР // Труды НИИСХ СВ. - Киров, 1984. - С.147-151 (в соавторстве).- "
31. Диагаостика доступности калия на основе показателя буферности и калийного потенциала // Тезисы докл. VII делегатского съезда Всесоюз. обще- ' ства почвоведов.— Ташкент, 1985.— часть III, - С.46. - : >
32 Продуктивность севооборота при различных системах удобрения дерново-подзолистых почв//Известия ТСХЛ М ,1085 - №5 - С 80-87 (в соавторстве)
33. Интенсивные технологии на полях Удмуртии / Опыт и рекомендации -Устинов Удмуртия, 1986 - С 47-53 (в соавторстве)
34. Интенсивная технология возделывания ячменя и овса // Информационный листок, Устинов, 1986 5с (в соавторстве)
35. Содержание некоторых микроэлементов в почве и в зерне озимой ржи на фоне различных норм фосфорных удобрений // Микроэлементы в биологии и их применение в медицине и сетьском хозяйстве Тезисы и доклады X Все-союз конференции Чебоксары, 1986 -Т I. 120с (в соавторстве).
36. Интенсивность использования удобрений в звене севооборота- занятый пар - озимая рожь на дерново-подзолистой почве // Известия ТСХА - М , 1987. - №3. — С 62-68 (в соавторстве)
37. Микробиологическая активность дерново-подзолистой почвы при интенсивном земледелии Тезисы докладов VIII Всесоюз. Съезда почвоведов -Новосибирск, 1989 Т 8 - 300с (в соавторстве)
38 Содержание нитратов в зеленых кормах в зависимости от внесенных удобрений Тезисы докладов на научно-практической конференции «Человек и окружающая среда» - Ижевск. 1989 - 209с (в соавторстве)
39. Почвы и удобрения // Сад и огород Советы садоводам любителям. -Ижевск: Алфавит, 1993 - С о-22
40. Калий в почвах и эффективность калийных удобрений в Удмуртской Республике // Материалы юбилейной конференции, посвященной 50-летию института — Ижевск, 1995 - Часть I, Агрономия - 76с
41 Продуктивность севооборота в зависимости от применения фосфорсодержащих комплексных удобрений на дерново-подзолистой почве // Материалы юбилейной конференции, посвященной 50-летаю института. — Ижевск, 1995. — Часть I, Агрономия - 76с (в соавторстве)
42 Действие калийных удобрений на продуктивность полевого севооборота при систематическом их внесении // Тезисы докладов научно-производственной конференции профессорско-преподавательского коллектива Ижевск, 1995 - С 3
43 Влияние систематического известкования дерново-подзолистых суглинистых почв Удмуртии на их агрохимические свойства// Тезисы докл II съезда общества почвоведов (27-30 июня 1996 г) С Пб ,1996 - кн 2. - С 322
44 Сравнительная продуктивность полевых культур на дерново-подзолистой почве в зависимости от внесения удобрений и извести// Труды научно-практической конференции Актуальные проблемы аграрного сектора. -Ижевск, 1997 -С 8 10
45 Зависимость урожайности полевых культур от некоторых показателей плодородия дерново-подзолистых суглинистых почв// Труды научно-практическои конференции ИжГСХА Ижевск, 1998. - С 9-11 (в соавторстве)
• 46. Особенности питания и система удобрений льна-долгунца// Материалы научно-практической конференции агрофака ИжГСХА, посвященной 45-летию его основания. — Ижевск, 1999. — С. 33-37 (в соавторстве).
" 47. Факторы эффективности фосфорсодержащих удобрений на почвах Удмуртской Республики// Материалы научно-практической конференции агрофака ИжГСХА, посвященной 45-летию его основания. — Ижевск, 1999. — С. 37-42 (в соавторстве).
- 48. Использование бентонитовой глины для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и эффективности удобрений (в печати, в соавторстве).- ■ ' ■''--■.■■ ....-•■ - > - ■■•
49. Влияние органических и минеральных удобрений и извести на продуктивность полевых культур в севообороте (в печати)."
50. Рациональные пути воспроизводства плодородия и сохранения продуктивности пахотных угодий Удмуртии в современных условиях (в печати).
Рекомендации производству показаны в общей характеристике работы.
Тираж 100 экз Заказ N° 4113 Отпечатано на REX - Rotary РИО Ижевской ГСХА 426069, г Ижевск, ул Студенческая, 11
Заключение Диссертация по теме "Агрохимия", Башков, Александр Степанович
Выводы
1. В Среднем Предуралье более 70 % пашни заняты подзолистыми и дерново-подзолистыми почвами, которые имеют низкое естественное плодородие и требуют, для получения высоких урожаев, системного внесения удобрений и регулярного известкования.
2. На дерново-подзолистых почва Среднего Предуралья со средним содержанием подвижных форм фосфора и калия наибольшая продуктивность полевых севооборотов обеспечивается по органо-минеральной системе применения удобрений. Порядок минимумов элементов минерального питания по фону навоза (10 т/га севооборотной площади), в зерно-пропашном севообороте, как N,P,K,Mg, а на фоне без навоза: N,K,P,Mg.
По эффективности использования минеральных удобрений основные полевые культуры располагаются в следующем нисходящем порядке: а - для азотных удобрений: озимая рожь, ячмень, картофель, однолетние травы; б - для фосфорных удобрений: озимая рожь, картофель, ячмень, однолетние травы; в - для калийных удобрений: ячмень, картофель, однолетние травы, озимая рожь.
3. По влиянию на продуктивность полевых культур, качества продукции, плодородия дерново-подзолистых суглинистых почв, а также с учетом окупаемости удобрений следует считать предпочтительной средне ежегодную дозу удобрений - 80 N. 80 Р, 80 К (по фону без навоза) и 80 Ы, 80-60 Р, 40 К (по фону навоза - 10 т/га севооборотной площади), что составляет 89-118 % азота, 264-324% фосфора и 89-116% калия к выносу их с урожаем культур севооборота. .
Такая система удобрения на фоне систематического внесения извести обеспечивает получение высокой продуктивности полевых культур в зерно-пропашном севообороте (50% зерновых, 25% пропашных): однолетних трав -2,01-2,18 т з. е./га, озимой ржи - 3,25-3,68 т з. е./га, картофеля - 4,79-5,25 т з. е./га и ячменя; - 3,37-3,57 т з.е./га. . .
4. Многолетнее (20 лет) применение навоза (10 т/га севооборотной площади) в сочетании с минеральными удобрениями и известкованием в зерно-пропашных севооборотах обеспечивает высокую окупаемость (31,1 кг з.е. на 1 тонну навоза) и положительный баланс гумуса (+ 0,52% при НСР05- 0,22%).
Внесение одних минеральных удобрений (в среднем за 20 лет ежегодно 80 кг/га N. 80 кг/га Р и 80 кг/га К) на фоне систематического известкования стабилизирует содержание гумуса на исходном уровне.
5. Систематическое внесение минеральных удобрений в сочетании с.яа-возом и известкованием повышает плодородие почвы и улучшает ее пищевой режим при балансовых коэффициентах азота - 71-81%, фосфора — 29-36%, ка-лия-85-96%.
Под влиянием органо-минеральной системы применения удобрений к концу V ротаций севооборота достигнуты следующие параметры свойств почвы: Нг - 1,6-2,0 мг экв./ЮОг почвы; Б - 13,6-14,2 мгэкв./ЮОг почвы; V - 8990%; рНКС! 5,65-5,90; подвижного фосфора 173-219 мг на кг почвы; обменного калия 113-176 мг/кг почвы; щелочногидролизуемого азота 61,3-67,6 мг/кг почвы. .
6. Корреляционно-регрессионный анализ результатов многолетних и других полевых ощ>ггов позволил установить закономерности изменения величины урожайности озимой ржи, ячменя, картофеля, однолетних трав, кукурузы и яровой пшеницы в зависимости от взаимодействия доз минеральных удобрений и показателей обеспеченности почв подвижными элементами питания.
Предложены уравнения регрессии для расчета возможной урожайности клубней картофеля, сенаоднолетних трав, зерна озимой ржи и ячменя по показателям содержания в почве подвижного фосфора обменного калия, а также степени подвижности фосфора и калия. .
7. Известь, снижав кислотность и поддерживая физико-химические свойства на оптимальном уровне, увеличивает урожайность однолетних трав на 8 %, ячменя - на 10 % и слабо влияет на продуктивность озимой ржи и картофеля. Положительное действие извести устойчиво проявилось в течение восьми лет.
Минеральные удобрения, при систематическом внесении без извести, достоверно снизили степень насыщенности основаниями на 13 %, сумму обменных оснований - на 3,5 мг-экв./100 г почвы, а гидролитическую кислотность увеличили на 1,4 мг-экв./100 г почвы.
8. Бентонитовая глина, в результате комплексного положительного действия на свойства и питательный режим почв увеличивает урожайность картофеля на дерново-подзолистой супесчаной среднеокультуренной почве почти на 20 %, а на слабоокультуренной почве обеспечивает повышение продуктивности картофеля, озимой ржи и кукурузы на 70 %.
Возделывание картофеля при использовании бентонитовой глины и удобрений экономически выгодно: на слабоокультуренной супесчаной почве уровень рентабельности повысился на 76%, себестоимость выращивания 1т картофеля снизилась на 1339 р., коэффициент эффективности увеличился до 9,8; на среднеокультуренной супесчаной почве эти показатели составили соответственно 23%, 112р. и 4,6.
Энергетические затраты на внесение бентонитовой глины окупаются полученной валовой биологической энергией: на слабоокультуренной супесчаной почве коэффициент энергетической эффективности увеличился на 0,26-0,50, а затраты полной энергии снизились в 1,5 раза.
9. Органо-минеральная система удобрения в сочетании с известкованием способствует получению более стабильных урожаев всех изучаемых культур, снижает амплитуду колебаний урожайности по годам от погодных условий у однолетних трав на 73%, озимой ржи 20%, картофеля 7% и ячменя на 28%.
10. Внесение навоза увеличивает продуктивность севооборота почти на 1/3. Картофель и ячмень при внесении навоза (10 т/га пашни) обеспечивают прибавку урожайности на 36 %; однолетние травы - на 34 %; озимая рожь - на 24 %. Полное минеральное удобрение снижает эффективность навоза примерно в два раза. В среднем за севооборот окупаемость 1 т навоза, без минеральных удобрений, составила 63,6 кг з.е., по фону КРК - 31,1 кг з.е.
11. Органо-минеральная система на фоне извести увеличивает содержание сырого протеина в сене однолетних трав на 3,07 %. На количество каротина положительно влияют известь и навоз (5,2-6,2 %). Азотные удобрения заметно увеличивают белковость зерна озимой ржи и способствуют снижению содержания крахмала в озимой ржи и ячмене. Фосфорно-калийные удобрения положительно влияют на накопление крахмала в зерне ржи и ячменя (2,19 %). Повышенные нормы минеральных удобрений снижают накопление крахмала в клубнях картофеля (1,2-2,3 %).
Высокие дозы азотных удобрений заметно увеличивают, а калийные -достоверно снижают содержание нитратов в сене однолетних трав и соломе зерновых культур (соответственно- 1339 мг/кг и 119 мг/кг).
12. Вынос основных элементов питания 1т основной продукции, с учетом побочной, значительно отличается на удобренных и неудобренных вариантах. В среднем по четырем культурам, на удобренных посевах, относительный вынос на единицу продукции увеличивается по азоту в среднем на 13,6 %, фосфору - на 8,8 % и калию - на 25,8 %.
Коэффициенты использования NPK существенно зависели от доз внесения удобрений. С их увеличением коэффициенты использования элементов снижались, поэтому КИУ азота колебался от 24,5 до 75,8 %, фосфора - 4,6-38,6, калия 17,2-100%.
13. Без внесения калийных удобрений, несмотря на отрицательный баланс калия в почве (338-1163 кг/га); содержание обменного калия мало изменялось в сравнении с контролем, т.е. происходило постоянное его восстановление. В тоже время при отрицательном балансе калия, особенно при внесении NP-удобрений, в почве значительно снизилось содержание необменно-фиксированного калия по Важенину (на 150 мг/кг), уменьшилась его доля ЕКО в два раза и снизилась его степень подвижности на 20%. Для более полной и корректной оценки калийного состояния дерново-подзолистых суглинистых почв, наряду с показателями обменного калия, следует определять, активно участвующие в питании растений, менее подвижные формы и интенсивность их трансформации.
14. При положительном балансе фосфора в почве от внесения высоких норм фосфорных удобрений наблюдалось значительное увеличение содержания в почве подвижного Р205. В IV и V ротации содержание фосфора (Р2О5) ежегодно увеличивалось на 8 мг/кг почвы. Это сопровождалось существенным возрастанием степени его подвижности - до 0,31-0,79 мг/л. В почве с высокой насыщенностью основаниями и кислотностью, близко к нейтральной, доля фосфатов связанных с кальцием и магнием, преобладает над фосфатами полуторных окислов, даже при высоком положительном балансе фосфора в севообороте.
15. Результаты стационарных и краткосрочных исследований в течении более 30 лет позволяют рекомендовать следующие дифференцированные параметры содержания доступных элементов питания в почве для различных уровней продуктивности полевых севооборотов Среднего Предуралья:
Продуктивность Содержание по Кирсанову, мг/кг севооборота, т з.е./га Р2О5 КгО
2,0 35 50
2,1-3,0 100 100
3,1-3,5 160 130
3,5 190 160
Предложения производству
1. Для продуктивности полевых севооборотов 3,5 и более т з.е./га на дерново-подзолистых почвах Среднего Предуралья рекомендуется органомине-ральная система удобрений в сочетании с известкованием и насыщенностью органическими удобрениями 10 т/га севооборотной площади и КРК 240 кг/га с соотношением N : Р : К, как 1:1: 0,5.
2. Внесение фосфоритной муки в запас на дерново-подзолистых почвах со степенью насыщенности основаниями 62 % и ниже, сильно и очень сильно кислых, проводить после известкования по полной норме. При необходимости фосфоритовния и известкования на одном поле сильно, средне и слабо кислых почв, фосфоритную муку целесообразно вносить на 1-2 года раньше или, в крайнем случае, в один год, но в разные слои пахотного горизонта,
3. Для улучшения агрофизических и агрохимических свойств дерново-подзолистых почв, особенно легкого гранулометрического состава, повышения урожайности и эффективности удобрений, следует применять бентонитовую глину в дозе 8т/га, перемешивая ее с пахотным слоем почвы.
4. При систематическом внесении минеральных удобрений на дерново-подзолистых суглинистых почвах проявляется дефицит магния в питания растений; требуется вносить, магнийсодержащие удобрения.
5. На супесчаных дерновогподзолистых почвах навоз более эффективно вносить весной, чем осенью. Способ заделки существенно не влияет на действие навоза.
6. Для более полного представления о калийном состоянии почвы требуется определять не только содержание обменного калия, но и степень его подвижности и необменно-поглощенные формы.
7. Рекомендовать агрохимической службе, специалистам сельского, хозяйства учитывать полученные нормативы затрат удобрений на повышение плодородия дерново-подзолистых почв, а при расчете баланса питательных веществ, доз внесения удобрений использовать дифференцированные данные выноса элементов питания на удобренных и не удобренных посевах.
При расчете норм удобрений на планируемую урожайность предлагается следующий вынос питательных веществ (кг) в расчете на 1 тонну основной продукции с учетом побочной:
Культура N Р205 К20
Ячмень 47,1/39,5 14,6/13,8 36,7/28,4
Озимая рожь 30,3/28,0 12,1/11,6 35,6/31,2
Картофель 6,1/5,4 1,7/1,4 7,9/6,2
Однолетние травы 22,2/19,5 5,8/5,6 26,6/20,0
Примечание: в числителе для удобренных растений, в знаменателе для неудобренных.
Список публикаций по теме диссертации
Книги .
1. Озимая рожь: Рекомендации по технологии выращивания в Удмуртии урожая зерна 30-40 ц/га. - Свердловск, 1984. - 107с (в соавторстве).
2. Агрохимические основы применения удобрений и повышения плодородия почв Удмуртской АССР. - Ижевск, 1987. - 162с (в соавторстве).
3. Производство зерна яровой пшеницы на производственные цели в Среднем Предуралье. - Ижевск, 1998. - 124с (в соавторстве).
4. Агроэкологические основы воспроизводства плодородия почв. - Ижевск, 1999. - 173с (в соавторстве).
Научные статьи
5.Действие калийных удобрений // Сельскохозяйственное производство Урала.-1967. №4. С.60.
6. Изучение доз калийных удобрений на дерново-подзолистой суглинистой почве в звене севооборота // Вопросы генезиса и рационального использования почв и удобрений. - Казань: Изд-во Казан. Ун-та, 1968. - С.231-232 (в соавторстве).
7.Изучение доз и форм калийных удобрений на дерново-подзолистой суглинистой почве под озимую рожь // Труды ИжСХИ. - Ижевск, 1969. - вып. XVII. - С.231-240 (в соавторстве).
8.Влияние условий почвенного питания на поступление калия в листья и урожай картофеля // Тезисы докладов Всесоюз. семинара-симпозиума молодых ученых сельского хозяйства. - М., 1969. - С.200.
9. Динамика и формы калия в дерново-подзолистых суглинистых почвах // Вестник сельскохозяйственной науки. -М., 1969. - №9. - С.112-116 (в соавторстве).
10. Калийный режим и эффективность калийных удобрений в длительном опыте на дерново- подзолистой суглинистой почве в Удмуртской АССР // Тезисы докладов Всесоюз. отчетно-методического совещания участников Геосети опытов с удобрениями. - М., 1971. С-260-263 (в соавторстве).
11. Дозы и сроки внесения водного аммиака под картофель // Наука - производству: Сборник научных тр. / Удм.ГСХОС. - Ижевск, 1972. - Вып. Ш. -С.296-302 (в соавторстве).
12. Влияние различных форм и доз калийных удобрений на урожай картофеля на легких почвах Удмуртской АССР // Вопросы изучения почв, повышения их плодородия и эффёктивного применения удобрений: Сб. трудов регион. Конференции почвоведов и агрохимиков. - Куйбышев, 1972. - С.526-528 (в соавторстве).
13. Значение фосфора в земледелии Удмуртии // Уральские нивы. — 1973. -№5. - С.63 (в соавторстве).
14. К вопросу о методах определения обеспеченности дерново-подзолистых почв доступным калием // Вопросы почвоведения и применения удобрений в Удмуртской АССР: Сб. научн. трудов ИжСХИ. - Ижевск, 1974. - Вып. 23. -С.290-300 (в соавторстве).
15. Некоторые вопросы повышения эффективности использования удобрений // Материалы зонального совещания: Сб. трудов Удм.ГСХОС. - Ижевск, 1974. - Том 4. - С.62-70 (в соавторстве).
16. Эффективность применения водного аммиака под озимую рожь и картофель // Материалы зонального совещания: Сб. трудов Удм.ГСХОС. - Ижевск, 1974.-Том 4.-С85-89 (в соавторстве).
17. Влияние удобрений на продуктивность севооборота и плодородие дер-ново-подаолистой почвы // Материалы зонального совещания: Сб. трудов Удм.ГСХОС. - Ижевск, 1974. - Том 4. - С. 106-109 (в соавторстве).
18. Научные основы химизации земледелия Удмуртии // Химизация земледелия: Сб. науч. Трудов Удм. ГСХОС. - Ижевск, 1976. - Вып. 5. - С.3-36 (в соавторстве).
19. Сравнительная эффективность систем удобрения озимой ржи // Химизация земледелия: Сб. науч. Трудов Удм. ГСХОС. - Ижевск, 1976. - Вып. 5. -С.37-44 (в соавторстве).
20. Влияние сроков внесения и способов заделки навоза под картофель на урожай, его качество и свойства почвы // Бюллетень ВИУА. — М., 1976. - №32. -С.§7-100 (в соавторстве).
21. Эффективность суперфосфата и фосфоритной муки при ежегодном и периодическом внесении // Тезисы докладов регионального совещания участников геосети опытов с удобрениями. - М., 1977. - С.63-64 (в соавторстве).
22. Эффективность суперфосфата и фосфоритной муки в звене севооборота при ежегодном и разовом внесении // Труды НИИСХ СВ. - Киров, 1977. -С.64-66 (в соавторстве).
23. Деятельность Удмуртской ГСХОС в области растениеводства // Интенсификация растениеводства: Сб. научн. тр. Удм. ГХОС. - Ижевск, 1978. - Вып. 7. - СЗ-18 (в соавторстве).
24. Влияние систем удобрений на урожайность озимой ржи // Селекция и семеноводство, сортовая агротехника озимой ржи и яровых зерновых культур: Материалы конференции НИИСХ СВ. - Киров, 1978. - С. 133-137 (в соавторстве).
25. Эффективность периодического внесения фосфорных удобрений на дерново-подзолистых почвах УАССР // Агротехника и биологические основы повышения урожайности с.-х. культур. - Пермь, 1978. - С: 109-113 (в соавторстве).
26. Как удобрить озимую рожь: Листовка. - Ижевск, 1981. - С.1 (в соавтор- -стве).
27. Система удобрений: Научные основы системы земледелия Удмуртской АССР. - Ижевск: Удмуртия, 1982. - С.20-37 (в соавторстве).
28. Эффективность фосфоритования почв в Удмуртской АССР // Эффективность удобрений в полевом севообороте / Тр. УралНИИСХ. - Свердловск, 1982. - Т. 32. - С.63-66 (в соавторстве).
29. Почвы и удобрения // Ваш сад и огород: Советы садоводам любителям. -^Ижевск: Удмуртия, 1984.-С.3-11 (в соавторстве).
30. Удобрение картофеля на дерново-подзолистых почвах Удмуртской АССР // Труды НИИСХ СВ. - Киров, 1984. - С. 147-151 (в соавторстве).
31. Диагностика доступности калия на основе показателя буферности и калийного потенциала // Тезисы докл. VII делегатского съезда Всесоюз. общества почвоведов. - Ташкент, 1985. - часть III, - С.46.
32. Продуктивность севооборота при различных системах удобрения дерново-подзолистых почв // Известия ТСХА. - М., 1985. - №5. - С.80-87 (в соавторстве).
33. Интенсивные технологии на полях Удмуртии / Опыт и рекомендации. — Устинов: Удмуртия, 1986. - С.47-53 (в соавторстве).
34. Интенсивная технология возделывания ячменя и овса // Информационный листок, Устинов, 1986. — 5с (в соавторстве).
35. Содержание некоторых микроэлементов в почве и в зерне озимой ржи на фоне различных норм фосфорных удобрений // Микроэлементы в биологии и их применение в медицине и сельском хозяйстве: Тезисы и доклады X Все-союз. конференции. - Чебоксары, 1986. - Т. I. - 120с (в соавторстве).
36. Интенсивность использования удобрений в звене севооборота: занятый пар - озимая рожь на дерново-подзолистой почве // Известия ТСХА. - М., 1987. - №3. - С.62-68 (в соавторстве).
37. Микробиологическая активность дерново-подзолистой почвы при интенсивном земледелии: Тезисы докладов VIII Всесоюз. Съезда почвоведов. -Новосибирск, 1989. - Т. 8. - 300с (в соавторстве).
38. Содержание нитратов в зеленых кормах в зависимости от внесенных удобрений: Тезисы докладов на научно-практической конференции «Человек и окружающая среда». - Ижевск, 1989. - 209с (в соавторстве).
39. Почвы и удобрения // Сад и огород: Советы садоводам любителям. — Ижевск: Алфавит, 1993,- С.6-22. «
40. Калий в почвах и эффективность калийных удобрений в Удмуртской Республике // Материалы юбилейной конференции, посвященной 50-летию института. - Ижевск, 1995. - Часть I, Агрономия. - 76с.
41. Продуктивность севооборота в зависимости от применения фосфорсодержащих комплексных удобрений на дерново-подзолистой почве // Материалы юбилейной конференции, посвященной 50-летию института. — Ижевск, 1995. - Часть I, Агрономия. - 76с (в соавторстве).
42. Действие калийных удобрений на продуктивность полевого севооборота при систематическом их внесении // Тезисы докладов научно-производственной конференции профессорско-преподавательского коллектива Ижевск, 1995.- С. 3.
43. Влияние систематического известкования дерново-подзолистых суглинистых почв Удмуртии на их агрохимические свойства// Тезисы докл. II съезда общества почвоведов (27-30 июня 1996 г.). - С. Пб.,1996. - кн.2. - С. 322.
44. Сравнительная продуктивность полевых культур на дерново-подзолистой почве в зависимости от внесения удобрений и извести// Труды научно-практической конференции. Актуальные проблемы аграрного сектора. -Ижевск, 1997. -С. 8- 10.
45. Зависимость урожайности полевых культур от некоторых показателей плодородия дерново-подзолистых суглинистых почв// Труды научно-практической конференции ИжГСХА. - Ижевск, 1998. - С. 9-11 (в соавторстве).
66
46. Особенности питания и система удобрений льна-долгунца// Материалы научно-практической конференции агрофака ИжГСХА, посвященной 45-летию его основания. - Ижевск, 1999. - С. 33-37 (в соавторстве).
47. Факторы эффективности фосфорсодержащих удобрений на почвах Удмуртской Республики// Материалы научно-практической конференции агрофака ИжГСХА, посвященной 45-летию его основания. - Ижевск, 1999. - С. 37-42 (в соавторстве).
48. Использование бентонитовой глины для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и эффективности удобрений (в печати, в соавторстве).
49. Влияние органических и минеральных удобрений и извести на продуктивность полевых культур в севообороте (в печати).
50. Рациональные пути воспроизводства плодородия и сохранения продуктивности пахотных угодий Удмуртии в современных условиях (в печати).
Рекомендации производству показаны в общей характеристике работы.
-
Башков, Александр Степанович
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Пермь, 2000
-
ВАК 06.01.04
- Эффективность известкования дерново-слабоподзолистых среднесуглинистых почв и оподзоленного тяжелосуглинистого чернозема Предуралья
- Влияние систем удобрений на продуктивность культур полевого севооборота и свойства дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы Вятско-Камской земледельческой провинции
- Агроэкологические аспекты снижения отрицательного влияния кислотности почв в условиях адаптивно-ландшафтного земледелия Предуралья
- Эффективность вермикомпоста на озимой ржи и яровой пшенице в условиях Предуралья
- Агрохимическая эффективность комплексных фосфорсодержащих удобрений при их систематическом использовании в севообороте на дерново-подзолистых суглинистых почвах Среднего Предуралья
