Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЁМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ПОД ВЛИЯНИЕМ УДОБРЕНИЙ И ХИМИЧЕСКИХ МЕЛИОРАНТОВ В УСЛОВИЯХ ЗАУРАЛЬЯ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЁМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ПОД ВЛИЯНИЕМ УДОБРЕНИЙ И ХИМИЧЕСКИХ МЕЛИОРАНТОВ В УСЛОВИЯХ ЗАУРАЛЬЯ"



На правах рукописи

ПЛОТНИКОВ

Алексей Михайлович

АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЁМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ПОД ВЛИЯНИЕМ УДОБРЕНИЙ И ХИМИЧЕСКИХ МЕЛИОРАНТОВ В УСЛОВИЯХ ЗАУРАЛЬЯ

06.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Тюмень - 2005

Работа выполнена в Курганской государственной сельскохозяйственной академия имени Т.С. Мальцева

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Синявский Василий Андреевич

Ведущая организация: Курганский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Защита диссертации состоится 0.% индо 2005 года в 10 часов на заседании специализированного совета ДМ 220.064.02 при Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.

Адрес: 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7,тел./факс.: (3452)46-87-77.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.

Автореферат разослан » мая 2005 г.

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук,

доиент Яковлев Валерий Александрович

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Пркгчнна Галина Дмитриевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы, В условиях экстенсивного ведения сельского хозяйства постоянно снижается плодородие чернозёмов. Наблюдается уменьшение запасов гумуса, содержания доступных форм питательных веществ, разрушаемся ППК и почвенная структура. Эти неблагоприятные процессы привели к изменению питательного режима, агрофизических свойств почв, что, в конечном итоге, отрицательно влияет на величину урожая сельскохозяйственных культур и на качество продукции.

Плодородие почв в значительной степени зависит от оптимального содержания в них кальция, который, в отличие от других катионов, способствует созданию в почве наиболее благоприятных агрохимических свойств, улучшает её структуру. Катионы кальция выступают основными конкурентами других химических элементов, играют главную роль в процессах образования комплексов с гумусовыми веществами. Кальций стимулирует развитие полезных почвенных микроорганизмов, особенно бактерий обогащающих почву азотом и является важным элементом питания растений. В связи с этим необходимы приёмы комплексного повышения плодородия почв, способствующие как улучшению режима питания растений, так и восстановлению агрофизических и физико-химических свойств черноземов.

Цель исследований. Разработать приемы повышения плодородия почв и увеличения продуктивности зерновых культур под влиянием удобрений и химических мелиорантов.

Задачи исследований:

1. Исследовать изменения агрохимических свойств чернозема под влиянием извести, гнпса и фосфоритной муки.

2. Изучить влияние навоза, соломы и зеленого удобрения на накопление в почве органического вещества.

3. Изучить воздействие химических мелиорантов, органических и минеральных удобрений на величину урожая и качество продукции зерновых культур.

4. Выявить эффективность экономических н биоэнергетических затрат при внесении удобрений и химических мелиорантов.

Научная новизна. Впервые в условиях Курганской области исследуется действие извести и гипса в комплексе с органическими И минеральными удобрениями на питательный режим, кислотность, состав ППК, содержание гумуса чернозема выщелоченного. Определено их влияние на урожайность и качество зерновых культур. Дана экономическая и эн

средств повышения плодородия чернозёма выщелоченного и увеличения продуктивности растений.

Защищаемые положения:

1. Применение извести, фосфоритной муки в комплексе с органическими удобрениями увеличивает содержание Са в ППК чернозёма выщелоченного, снижает кислотность, повышает содержание гумуса и питательных веществ в иочве.

2. Использование извести, гипса и фосфоритной муки в комплексе с органическими удобрениями на выщелоченных чернозёмах Зауралья способствует увеличению продуктивности и улучшению качества зерновых культур.

Практическая ценность работы. Результаты работы могут быть использованы в сельском хозяйстве для повышения плодородия выщелоченных чернозёмов. В полевых опытах доказана высокая эффективность известкования и фосфоритования выщелоченного чернозема на фоне применения органических удобрений, способствовавших увеличению урожайности возделываемых культур и получению продукции высокого качества.

Апробация работы. Основные положения работы доложены на XLlli и XLiV научно-технических конференциях Челябинского государственного агро-ннженерного университета (Челябинск 2004, 2005 г.г.); на Международной научно-практической конференции «Научные результаты — агропромышленному производству» {Курган, 2004 г.); на 38 Международной научно-практической конференции «Применение средств химизации - основа повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и сохранения плодородия почв» (ВНИИА) (Москва, 2004 г.); на I Всероссийской научной практической конференции «60 лет высшему аграрному образованию Северо-Востока Нечерноземья» (Киров, 2004 г.); на Международной научно-практической конференции «Проблемы борьбы с засухой» (Ставрополь, 2004) и опубликованы в журнале «Аграрный вестник Урала», № S (17), 2003 г.

Личный вклад соискателя. Работа выполнена в Курганской государственной сельскохозяйственной академии (КГСХА) в 2000-2004 годах. Полевые работы, лабораторные анализы, математическая обработка результатов выполнены лично соискателем в рамках плана НИР кафедры агрохимии и почвоведения.

Производственная проверка полученных результатов осуществлялась в 2004 году в СПК «Заря» Долматовского района Курганской области на площади 12 га. Акт о внедрении прилагается к диссертации.

Публикации- По материалам диссертации опубликовано 9 работ.

Структура н объем работы. Диссертационная работа изложена на 141 странице печатного текста. Работа сосгочг из введения, обзора литературы, 5 глав, выводов, рекомендаций производству, содержит 31 таблицу, 9 рисунков и 26 приложений. Библиографический список включает 176 источников, в том числе 10 работ зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика проведения исследований

Исследования проводились в Курганской государственной сельскохозяйственной академии, расположенной в центральной части лесостепной зоны Курганской области, "

С целью изучения эффективности применения химических мелиорантов, органических и минеральных удобрений на опытном поле кафедры агрохимии и почвоведения Курганской ГСХА в 2000 г. и 2001 г. были заложены два стационарных полевых опыта. Погодные условия 2002, 2003, 2004 года были не-бпа!^приятны для возделывания сельскохозяйственных культур. Вегетационный период 2002 года характеризовался повышенной влажностью, в результате чего вегетационный период пшеницы затянулся на 2-3 недели. В 2003 м 2004 годах период вегетации был засушливым, что негативно отразилось на урожайности зерновых культур.

В представленной работе анализируются экспериментальные данные, полученные на выщелоченном чернозёме центральной части Курганской области. Агрохимическая характеристика и содер;кание гумуса выщелоченного чернозёма представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Физико-химические свойства пахотного горизонта выщело-

ченного чернозёма (2001 г.)

Горизонт Глубина образца, см Г>мус, % мг-экв. на 100 г почвы V, «4 рН«д» рН^

Са2+ Ме1* Н* ЕКО

Ащк 0-25 3,49 19,8 5,2 3,86 28,9 86,б 6,15 5,36

Почва опытного участка — чернозем выщелоченный слабогумусировая-ный средне мощный легкосуглинистого механического состава. Почва имеет среднюю обеспеченность (по Чирикову) подвижным фосфором и высокую — обменным калием. Опыты закладывались в четырехкратной повторности. Площадь делянки в опыте 16 м2. Яровая пшеница и ячмень высевались рядовым

способом стерневой сеялкой СЗС —2,1. Высевали яровую п шел иду сорта Терция, яровой ячмень Прерия. В системе защиты растений от сорняков применяли гербицид фенфиз. Агротехника возделывания в опыте общепринятая для лесостепной зоны Зауралья.

Исследования велись в стационарных опытах с чередованием культур: пар-пшеница - пшеница-ячмень. Изучалось действие и последействие гипса (Зт/га), извести (Зт/га), фосфоритной муки (1т/га) и действие минеральных удобрений на урожайность и качество зерновых культур. В опыте №1 применялись минеральные удобрения из расчета в 2001 г., ЬЬоРзо в 2002 г. и N70^0 в 2003 г. (фосфорное удобрение - двойной суперфосфат, Р205 - 46%, азотное - аммиачная селитра N - 34,6%). Навоз полу перепревший крупного рогатого скота в дозе 40 т/га, химические мелиоранты и фосфоритная мука вносились один раз за ротацию под первую пшеницу. Схема стационарного опыта № 1 включала следующие варианты:

1. Вез удобрений (контроль) 9. Фосфоритная мука 1 т/га-фонг

2. ЫР 10. Ф0Н1 + №

3. Навоз 40т/га II. Фож + навоз

4. Навоз + ЫР 12. ФоН} + навоз + №

5. Известь 3 т/га-фон, 13. Гипс 3 т/га- фон3

6. Фон! + 14. Фон) + ЫР

7. ФоН| +навоз 15. Фон^ + навоз

8. Фон] + навоз + ЫР 16. Фон) + навоз + ЫР

В стационарном опыте № 2, который был заложен в 2001 году, изучалось применение химических мелиорантов под культуры зернопарового севооборота с таким же чередованием культур. В вышеприведенную схему стационарного опыта были добавлены блоки с соломой из расчета 5т/га и сидеральное удобрение - яровой рапс (урожайность 38,6 т/га, влажность 72,8%). Общее количество вариантов во 2-м стационаре составило 32.

В качестве химических мелиорантов применялись гипс сыромолотый (Са50„ • 2НгО, СаБО*- 73%), известняковая мука<СаС03 - 85%), фосфоритная мука (Са}(Р04)г. РЛ - 25%). Химические мелиоранты вносили один раз за ротацию севооборота. Смешанные образны почвы отбирали из пахотного слоя парового поля и после уборки урожая каждой культуры севооборота.

Опыты сопровождались анализами, наблюдениями, учетами. Проводились фенологические наблюдения, влажность почвы определяли весовым методом, нитратный азот - из водной вьггяжкн колориметрически с дисульфофено-ловой кислотой по методу Грандваль — Ляжу, подвижные фосфаты и обменный

калий из вытяжки 0,5н СНэООН по методу Чирикова. Учет урожая проводился вручную с каждой делянки методом пробного снопа, после взвешивания пересчитывал ся на 1 га, определение структуры урожая пшеницы и ячменя проводили методом подсчета элементов структуры в каждом снопе; в зерне пшеницы и ячменя, зеленом удобрении, соломе исследовали содержание общих форм азота, фосфора и калия в одной навеске методом мокрого озоления по методу К, Гинзбург, определение кальция в растениях проводили после сухого озоления. Для оценки качества продукции определяли: в зерне пшеницы — содержание сырой клейковины отмыванием, массу 1000 зерен; у зерна ячменя — массу 1000 зерен, натуру зерна. Общий гумус устанавливали методом И.В, Тюрина в модификации Симакова, обменные катионы кальция и магния из 1н вытяжки ЫаС1 тригонометрическим титрованием, кислотность почвы поте! щно метрическим методом, гидролитическую кислотность - по Каппену. Биоэнергетическая оценка выполнена по методике СибНИИСХоза (Неклюдов А.Ф., 1993). Статистическую обработку результатов учета урожая проводили по Б,А. Доспехову методом дисперсионного анализа однофакторного и многофакторного опытов, а также методом линейной корреляции.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Содержание питательных веществ 8 чернозёме при различных системах удобрений. Фосфатный режим неудобренной почвы за годы наблюдений был относительно стабильным и в содержании подвижного фосфора прослеживается слабая тенденция к его снижению. За три года исследований содержание РгО} на контроле изменялось в пределах от 68 до 78 мг/кг почвы. Внесение навоза оказало существенное влияние на накопление фосфора в первые два года исследований, где наблюдалось его увеличение. В 2003 году отмечалась его стабилизация, а разница с контролем составила 48 мг/кг почвы.

Известкование и гипсование чернозёма существенно не влияло на содержание Р;0$ и наложение различных систем удобрения не привело к резкому улучшению фосфатного режима. При внесении фосфоритной муки в дозе 1 т/га с течением времени происходило постепенное улучшение фосфатного режима почвы. Максимальное содержание Р203 отмечено при совместном внесении фосфоритной муки, навоза и азотно-фосфорных удобрений (228 мг/кг).

Из рассматриваемых систем удобрений второго стационарного опыта наибольшее накопление фосфора также оказалось на варианте фосфоритная мука + навоз + ИР, Комплексное применение всех трех факторов повысило его содержание с 80 до 151 мг/кг почвы. Так как фосфоритная мука имеет слабую растворимость, то в течение всей ротации севооборота наблюдалось возраста-

ние содержания подвижных фосфатов. В 2004 году содержание РгО$ достигло уровня в 170 мг/кг почвы.

Результаты стационарных опытов, показали, что динамика содержания обменного калия во времени выражена слабо. В течение ротглии зернопарово-го севооборота на контрольном варианте первого опыта содержание К20 в слое 0-25 см колебалось от 122до 132 мг/кг почвы, а во втором опыте - от 124 до 133 мг/кг почвы. Во влажные годы количество калия несколько возрастало за счет мобилизации из необменных форм, заметное снижение его, как и подвижного фосфора наблюдалось после влажных 2001 и 2002 годов.

Применение органо-минер&льных удобрений в первом опыте по сравнению с контролем обеспечивало повышение его содержания на 32-38 мг/кг почвы. Использование мелиорантов не приводило к изменению калийного режима почвы. Во втором опыте также наблюдалось увеличение содержания КаО на вариантах с органическими удобрениями. Превышение контрольного уровня составило по вариантам от 4 до 27 мг/кг почвы. Применение 40 т навоза на произвесткованной почве приводило за ротацию севооборота к увеличению К20 на 19 мг/кг почвы, а с ежегодным внесением минеральных удобрений — на 43 мг/кг почвы. В холе исследования калийного режима чернозёма, было установлено также некоторое преимущество навоза над зеленым удобрением и соломой. Внесение отдельно химических мелиорантов, как и в первом опыте, не оказало су щественного влияния на калийный режим почвы.

2. Влияние химических мелиорантов, органических м минеральных удобрений на кислотность почвы н состав ЛПК. Исследования показали, что из-за отрицательного баланса кальция в агроценозах происходит уменьшение его количества в поглощающем комплексе, возрастает доля обменного водорода, повышается кислотность почвы, уменьшается емкость катионного обмена.

В конце зернопарового севооборота (опыт 1) на варианте без удобрений величина рНтн. в слое 0-25 см составляла 6,07, а от азотно-фосфорных удобрений она снизилась до 5,96.

Наиболее сильно на реакцию среды действовала известь с органическими удобрениями. Она способствовала снижению актуальной кислотности до значений рН«а„-7,02. В 2003 году максимальная эффективность отмечена также на варианте последействия извести на фоне навоза (рН«,„ - 6,10). Ежегодное внесение минеральных удобрений повысило Нг чернозёма на 0,10 мг-экв./100 граммов почвы. Химическая мелиорация оказала влияние на гидролитическую кислотность почвы. Снижение кислотности под влиянием органических удобрений наиболее сильно проявилось в первые два года действия навоза, а к кон-

цу ротапии севооборота величина Н- приближалась к исходному уровню. Сильнее всего сказалось влияние извести внесенной с органическими удобрениями, вследствие замены ионов водорода на катионы кальция -1,76- (2003 г. -последействие). Фосфоритная мука, внесённая с органическими удобрениями, к концу севооборота постепенно снижала все формы кислотности. Внесение гипса не оказало никакого влияния на кислотность почвы. Показатели (рН«,,,,, рНИ1,, Нг) существенно не отличались от контрольных вариантов.

Сумма обменных катионов кальция и магния в 2003 году на контроле составила 24,3 мг-экв./ЮО г почвы. При этом ЕКО составило 28,3 мг-экб/100 г почвы, а степень насыщенности основаниями 86,1%. При внесении NP про* изошло снижение емкости поглощения до 27,5 мг-экв,/100 г почвы и степени насыщенности почвы основаниями на 0,3%.

При внесении СаС03 содержание катионов кальция за севооборот увеличилось на 5,6 мг-эквЛОО г почвы, на фоне навоза - на 7,0 мг-эквЛОО г почвы. Степень насыщенности основаниями на этих взриактах составила в 2003 году соответственно 93,6 и 95,0%.

При внесении фосфоритной муки (на третий год исследований), по сравнению с контролен, отмечено постепенное увеличение степени насыщенности основаниями (на 2,2%). Внесение гипса повысило в 2001 году содержание кальция на фоне навоза до 24,6 мг-экв/100 г почвы, а с течением времени постепенно количество его снижалось. Применение минеральных удобрений способствовало вытеснению из почвенного поглощающего комплекса в раствор кальция, увеличивая тем самым его подвижность, lia этих вариантах содержание Са было ниже на 0,8-1,5 мг-эквЛОО г почвы.

Проведённые исследования во втором стационарном опыте с применением соломы и зеленого удобрения показали, что от минеральных удобрений увеличение гидролитической кислотности составило 0,25 мг-экв.ЛОО г почвы. Показатель pHwu„. также снижался с 6,24 {в 2001 г.) до 5,96 ед. (в 2004 г.).

Солома и зеленое удобрение повышали показатель рН, до 6,40 и 6,55 ед. соответственно. Заделка ярового рапса обеспечила снижение обменной кислотности (рНыц, 5,49 ед). Максимальное снижение гидролитической кислотности наблюдалось на варианте с навозом. Разница с контролем 2004 года от его последействия составила 0,33 мг-эквЛОО г почвы (рис. 1). В течение ротации на контрольном варианте происходило снижение содержания обменного кальция с 19,6 до 19,3 мг-эквУЮО г почвы. Применение органических удобрений привело к частичному устраненню гидролитической кислотности и увели-

ченшо емкости поглощения на 1,6-2,9 мг-экв,Л00 г почвы и, соответственно, повышению степени насыщенности на 1,3-2,2% (табл. 2).

—»—Са

Контроле NP Наво»40 К.1П0)* *JP Сопома 5 Солом« + Сидвцатъ* Сцдодото +

¡ tita w™ NP WF»

Рис. 1- Влияние органических и минеральных удобрений на физико-химические свойства чернозёма выщелоченного (2004 г.)

Существенные изменения произошли при известковании почвы (рис. 2). После уборки ячменя, содержание катионов кальция на фоне извести составило 22,9 мг-эквУЮО г почвы. Наибольший эффект был на варианте с соломой, где содержание его достигло 24,6 мг-экв,/Ю0 г почвы. На этом варианте с фоном извести отмечена самая большая емкость катионного обмена (33,2 мг-эквУЮО г почвы) н максимальная степень насыщенности основаниями - 94,0%.

Известь э Фон *NP Фон + Фон * Фон* Фон * Фон + фон * т/г* - фон нааоэ 40 hmoj+np солоыа 5 сопоми - сид^а.-ц седврэты *

т/гн Tira NP NP

Рис. 2 - Изменение физико-химичесих свойств чернозёма выщелоченного под влиянием известкования (2004 г.)

При фосфорнтовании почвы наблюдалось насыщение ППК кальцием (рисунок 3), На фоне фосфоритной муки произошло увеличение суммы поглощенных оснований с 24,7 (без удобрений) до 33,5 мг-эквЛ00 г почвы. Максимальное содержание катионов кальция и емкости поглощения в опыте отмечено на варианте фосфоритная мука + солома (27,5 мг-экв7100 г почвы) и 38,0 мг-

эк б./100 г почвы соответственно. Степень насыщенности основаниями из-за

частичного снижения кислотности колебалась в пределах 89,3-90,8%,

ФОС<Ь М. 1 ООН + N Фон ♦ ФОН + Фон • ФОН + Фон + Фон + т*а . фон наво»40 ил::со• c№*o<wa& солома* сдорагы екдоеть +

Tfc* , lire NP KP

Рис. 3 - Действие фосфоритной муки на физико-химические свойства чернозёма выщелоченного (2004 г.)

Гипсование чернозёма также повлияло на емкость поглощения (рис. 4). Совместное внесение с органическими удобрениями повысило содержание обменного кальция на 2,9-4,1 мг-эквЛОО г почвы против контрольного варианта. В связи с этим возросла емкость поглощения почвы до 32,2-33,3 мг-жв7100 г

почвы.

3S

I 30 !

I 15

8 20 Г 15

i 10 i S о

-*-ая я , ,,, - —".....

-- "т..1;? волг:,.. t-T" 11 —■ з.м

---а-З;»--

~н I

-А—КО]

Гипс Э т^й Фон + N Р Фон + Фоч + Фон + Фом * Фон + Фон + - фон навоаДО навоэ+МР сопомв "3 сопома* сидероты седервты*

*ггв т/га НР МР

Рис. 4 - Изменение физико-химических свойств чернозёма выщелоченного

под влиянием гипса (2004 г.) Таблица 2 - Зависимость агрохимических свойств почвы от извести, гипса и

Без мелнорарггов Известь 3 т/га Фосф. мука 1 т/га Гипс 3 т/га

Нг--0,133Са:,+6,49 Нг" - 0,Зб8Са:'+11,15 Нг*> завис, несущ. Hr = -0J24Ca;*+«,J4

рН .„* - О^ОЗСа;*+2,С8 рНнкя* - завис несут. рН„,„ =0,227Са3*+1,41

pH-u, - 0,086Са:ЧЭ,60 рН1м ш 0.160Са'*+2.04 рНш1 = завис несущ. pH™.*O.OSIGi1*+4,2i

ЕКО = 1Л4!Са:Ч6,64 ЕКОЮ,7В6Са'"+13,92 ЕШ = 1,022Са1>9,99 EKO-I.OSACa^+S.OO

V ™ 0,899Са1*+69,(Ю V -0.89ЧСа^+(>9,00 V-0,381^480,22 V = 0,856CaIt+69Ji

3. Действие различных систем удобрения на содержание и запасы гумуса. При внесении навоза, содержание гумуса в почве к концу ротации севооборота увеличилось с 3,48 до 3,65%. При ежегодном применении минеральных удобрений на фоне навоза наблюдали тенденцию повышения содержания гумуса, что, вероятно было связано с увеличением доли пожнивных и корневых остатков. Содержание гумуса на этом варианте было выше контрольного на 0,19% (3,54%). Известкование почвы также положительно влияло на гумификацию и закрепление образующихся гумусовых веществ. В сочетании с навозом содержание гумуса в пахотном слое достигло 3,82%. Фосфоритование почвы способствовало незначительному повышению содержания гумуса. Внесение гипса практически не оказало влияния на накопление гумусовых веществ.

Во втором стационарном опыте за ротацию севооборота наблюдалось снижение содержания органического вещества на контрольном варианте с 3,52 до 3,49%. Потери запасов гумуса, при минерализации органического вещества составили ежегодно около 0,3 т/га. Наибольшую эффективность показало последействие зеленого удобрения. Содержание гумуса на этом варианте достигло уровня 3,84%. Яровой рапс, заделанный в почву, в 2001 году по эффективности последействия на почву практически не уступал навозу.

Образование гумуса и закрепление гумусовых веществ в почве увеличивалось при совместном применении фосфоритной муки с известью и минеральными удобрениями. Содержание гумуса на этих вариантах в почве составило 3,83% Такое увеличение связано с благоприятными условиями для разложения растительных остатков, насыщением ППК основаниями (Са, М§) поступающими в почву, участием кальция и магния в формировании гумусовых вешеств почвы,

4. Урожайность зерновых культур и продуктивность зернокарового севооборота в стационарных опытах. В целом за ротацию севооборота установлено, что химические мелиоранты и удобрения в неодинаковой степени влияли на общую продуктивность культу р (рис. 5). На варианте без применения удобрений за ротацию севооборота суммарно было собрано 6,32 т/га з.е., а от ежегодного применения минеральных удобрений она увеличилась еще на 2,10 т/га з.е. Совместное применение органических и минеральных удобрений позволило повысить суммарную продуктивность 1 гектара до 10,13 т зерновых единиц.

Из химических мелиорантов наибольший эффект получен при известковании чернозёма. На фоне извести сбор с 1 га за три года составил 7,31 т з.е,, от дополнительного применения И^Р^ - 9,77 т з.е. При сочетании всех трех

факторов, за счет создания более благоприятных условий для развития растений сбор зерновых был максимальный во всем опыте - 11,75 т. Эффективность фосфорнтования почвы под зерновыми культурами также увеличивалась к концу ротации севооборота, в целом за севооборот сбор составил 7,20 т з,е. На фоне фосфоритной муки при совместном применении навоза и минеральных удобрений суммарно было собрано 11,39 тонн. Действие гипса на 3-й год по отношению к извести и фосфоритной муке, наоборот ослабевало.

НСР».«для част. рат. -0,54-г/га МСРвл для орг. уд обр -0,19 т/га НСР„5 для мин. удоСр. -0,19 т/га НС1\я для мслнор. - 0.27 т/га НСРдоДЛЯ е-ынмолействт орган и митр, удобр. - 0,17 т/га

3 Фосфогютигя Гипс а т.га-т/ГА-фдн N у «и 1 1/г*- фон

Фои

^ |а £•> улобраний ■Ы)75И40ОН»а140т'1* ОНа»0з*НР^

Рис. 5 - Влияние различных систем удобрения на продуктивность зернопарового севооборота, 2000-2003 гг. (опыт 1)

За весь севооборот второго опыта суммарный сбор зерна на контрольном варианте составил 5,36 т, а с минеральными удобрениями - 6,82 т (рис. 6). С применением органических удобрении наивысшую продуктивность обеспечил вариант навоз + где продуктивность возросла до 7,57 тз.е. На фоне химических мелиорантов максимальный сбор отмечен на произвесткованной почве с применением органических и минеральных удобрений. В этом варианте с 1 га за три года суммарно было собрано 8,80 т з.е,, что на 3,44 т больше, чем на контроле, Известкование почвы увеличивало эффективность органических удобрений. Фосфоритная мука и гипс также обеспечили значительные прибавки урожайности культур в течение всего севооборота.

Результаты определения агрономической эффективности, показали, что окупаемость 1 кг"МРК (опыт №1) при применении минеральных удобрений составила 6,7 кг зерна. На варианте с навозом а дозе 40 т/га наблюдали снижение до 2,0 кг. На фонах химических мелиорантов наибольшая окупаемость отмечена на вариантах известь + ИР и гипс + где она составила соответственно 11,0 и 10,2 кг. Внесение фосфоритной муки, как вещества, содержащего фосфор, в значительной мере снижало этот показатель (3,5 кг). Во втором стационарном опыте 2001-2004 годов окупаемость единицы пигательных веществ на варианте с И^Рцо составила 4,6 кг, из органических удобрений наибольший

П

О Известь 3 т/га- Фосфоритная Гипс Э т/га-фон

фон мука 1 т/га-фон

□ Без удобрений ■ N17SP14Q □ Навоз 40 Wra Р HaeostNP [

■ Солома 5 т/га □ Солома+NP я Сидераты 38.6 т/га □ Сидерагы+NP j

Рис. б - Действие удобрений и мелиорантов на продуктивность севооборота, 2001-2004 гг. (опыт 2)

И CP»« для част. pain. - 0,33 т'г НСР.и для орг. удовр -0,11 т/га

HCPtjs для мин удобр -0,10 т/га H СР..« для мелпер. -0,14 т.'га

НСР«деЛл> взаимод. орган удобр, и мо>иор. - 0,27 т/га

эффекгг получен от навоза, а совместно с минеральными удобрениями - от соломы (4,3 кг). Наибольшая окупаемость одного килограмма достигнута также на вариантах с известью и гипсом совместно с минеральными удобрениями (7,1; 6,9). При фосфоритованни чернозёма показатель окупаемости снижался. На фонах химических мелиорантов наибольшая окупаемость наблюдалась от соломы. Увеличение окупаемости от соломы связано, прежде всего, с невысоким количеством внесенных питательных веществ,

5, Качество сельскохозяйственной продукции под влиянием удобрений и химических мелиорантов в полевых севооборотах. Различные системы удобрений влияли на качество зерновых культур, как в первый год действия, так и в последействии. На вариантах с внесением минеральных удобрений в 2003 году клейковины было больше на 1,4-3,5%. По всем вариантам опыта содержание клейковины оставалось на низком уровне. Наибольший эффект был получен на варианте гипс + навоз + NP (22,8%). Это было связано с погодными условиями. Соответственно изменялся по вариантам и выход клейковины с гектара. Если на контроле выход составил 4,72 т/га, то от NîsPso он достиг 6,29 т/га. Наибольший выход отмечен в 16 варианте, где было наибольшее содержание клейковины (9,01 т/га).

Содержание сырой клейковины (2002 г.) на варианте без удобрений составило 21,0%, от минеральных удобрения - 23,0%, Как и год назад максималь-

ную эффективность показало совместное применение гипса с навозом и минеральными удобрениями (24,6%). Погодные условия не благоприятствовали повышению качества зерна, в связи с чем выход клейковины оказался даже ниже, чем год назад. На контрольном варианте он составил 3,63 т/га. Натура зерна ячменя в 2003 году на контроле составила 631 г/л, от органических удобрений 641 г/л, от внесения азотно-фосфорного удобрения она была максимальной и достигла 653 г/л. На вариантах с мелиорантами натура колебалась от 633 до 652 г/л. Наблюдались различия по вариантам массы 1000 зёрен. На контроле масса составила 50,3 г, на фоне навоза она увеличилась на 1,9 г. Максимальная масса была отмечена на варианте фосфоритная мука + навоз В влажней но го периода вегетации 2002 г. содержание азота на

контроле составило 1,83%, от мшкгральных удобрений оно повысилось до 2,28. Навоз увеличивал количество азота до 2,25%, а внесение использованной соломы и зеленого удобрения снижало этот показатель. Максимальное содержание сырой клейковины отмечено на варианте известь + навоз + ЫР (31,0%). В 2003 году содержание азота в зерне пшеницы контрольного варианта составило 1,61%, на вторую пшеницу существенное влияние оказывал навоз, что сказалось положительно на накопление общих форм азота. Солома и сидераты на произвесткованной почве также способствовали накоплению этого элемента. Навоз и минеральные удобрения увеличивали количество азота до 2,28%, известь + солома + МР - до 2,39%, известь + сидераты + № - до 2,25%. Основным же фактором, влияющим на его накопление, являлись минеральные удобрения, поэтому и содержание сьцтой клейковины в условиях засушливого лета зависело от их внесения (разница с контролем достигла 7,7%). Одни органические удобрения, или химические мелиоранты существенных увеличений не показали. С применением ЫтоР^о на делянках опыта содержание сырой клейковины значительно увеличивалось. На варианте навоз + МР показатель достиг уровня 30,3%, на фоне фосфоритной муки - 31,7%. Гипсование почвы совмести но с органическими удобрениями оставляло качество зерна на уровне безфо-новых вариантов.

6. Экономическая и биоэнергетическая оценка применения химических мелиорантов и удобрений. За период ротации севооборота (2000-2003 гг.) производственные затраты на контрольном варианте составили 10164 руб. При этом окупаемость затрат составила 1,78 руб. Низкая окупаемость отмечена на вариантах известь + К) ;аРцо и гипс + М^Рцо, где она колебалась в пределах 1,34-1,36 руб. Условный чистый доход от продукции и окупаемость затрат на 1 тонну от навоза составили соответственно 1351 и 1,87руб.

В результате двух последних засушливых лет второго севооборота производственные затраты на одну тонну продукции на контроле составили 1738 руб. Ежегодное внесение минеральных удобрений увеличило затраты на тонну до 2116 руб, в результате чего окупаемость затрат снизилась с 1,74 до 1,41 руб. Из органических удобрений высокоэффективным оказались сидераты, Окупаемость в целом за севооборот - 1,96 руб. По сравнению с гипсом и известью фосфоритная мука была более экономически выгодной. Затраты при ей внесении были ниже, а валовой сбор зерновых единиц с учетом хорошей обеспеченности растений элементами, особенно в засушливые годы выше, чем у гипса и извести. На этом варианте окупаемость затрат составила 1,39 руб.

Энергетические затраты на I га {2000-2003 гг.) на контроле составили 11,1 ГДж. Выход валовой продукции с одного гектара с урожаем - 73,1 ГДж. На варианте с применением минеральных удобрений затраты возросли до 16,7 ГДж, а выход валовой продукции — 106,5 ГДж. Внесение гипса и извести увеличивали затраты совокупной энергии в среднем на 3,7 ГДж. Лучше всех вариантов на выход валовой энергии влияла произвесткованная почва с применением навоза и минеральных удобрений. Максимальное приращение валовой энергии с 1 га отмечено на вариантах в сочетании навоза и Ы^зРио на фонах фосфоритной муки и извести — по 111,8 ГДж. Энергетический коэффициент в среднем за севооборот на контроле составил 6,57. С увеличением затрат на внесение минеральных удобрений он был ниже на 0,21, от органических — на 1,03. Максимальную эффективность показала фосфоритная мука, где коэффициент был выше на 0,39. За весь севооборот, при использовании химических мелиорантов происходило увеличение приращения валовой энергии на ! 5,0%-17,7%.

Выводы

1. Различные системы удобрений положительно влияли на содержание в почве подвижных форм фосфора и обменного калия. Накопление фосфора в основном осуществлялось за счет внесения фосфоритной муки, где содержание подвижных фосфатов увеличилось на 37-72 мг/кг, калия за счет внесения органических удобрений - на 3-32 мг/кг.

2. В конце ротации севооборота в почве наблюдалось снижение содержания кальция на контроле. При известковании чернозёма содержание его увеличилось, максимальный прирост (7,0 мг-эквЛОО г почвы) отмечен при совместном использовании с навозом (опыт I). Во втором опыте фосфоритная мука с соломой обеспечили самый высокий уровень содержания - 27,5 мг-эквУ 100 г почвы, и самую большую емкость поглощения (38,0 мг-экв^100 г почвы)

3. Интенсивное снижение кислотности чернозема выщелоченного наблюдалось

при известковании почвы, совместное внесение извести с органическими удобрениями привело к уменьшению величины Нг на 2,17 мг-экв./ 100 г почвы при одновременном увеличение степени насыщенности основаниями с 86,1 до 95,0%.

4. В накоплении гумуса в почве главную роль играли органические удобрения. При внесении 40 т навоза увеличение содержания гумуса составило 0,170,18%, при заделке зеленого удобрения — 0,35%. Внесение извести усиливало интенсивность гумусообразования.

5. Урожайность яровой пшеницы после пара зависела в большей степени от действия гипса, последействие его носило затухающий характер. Тогда как действие и последействие извести и фосфоритной муки, с течением времени не ослабевало, а с внесением минеральных удобрений усиливалось. В результате этого за 2001-2003 гг. на варианте известь с навозом и минеральными удобрениями было собрано 11,75 т з.е„ что на 86% больше контрольного варианта в первом стационарном опыте. Во втором опыте на этом же варианте, дополнительно было получено 3,44 т или 64% к контролю.

6. Наибольшая окупаемость \ кг питательных веществ достигнута на вариантах гипсования и известкования чернозема с применением минеральных удобрений, где она составила соответственно 10,2-11,0 кг зерна в первом стационарном опыте (2000-2003 гг.) н 7,1-6,9- во втором (2001-2004 гг.).

7. Органические и минеральные удобрения способствовали накоплению в зерне яровой пшеницы общих форм азота, что сказалось на количестве сырой клейковины. Наибольшее её количество отмечено на вариантах с внесением навоза. Увеличение содержания на этих вариантах достигало 3,5% (опыт I) и 10,0 % (опыт 2) по отношению к контрольному варианту.

8. Расчеты экономической эффективности показали, что только при внесении навоза окупаемость затрат была выше контроля, на остальных вариантах опыта она варьировала в пределах 1,18-1,96 руб.

9. В результате биоэнергетической оценки установлено, что при внесении фосфоритной муки достигается максимальный энергетический коэффициент (6,96). Наибольшее приращение валовой энергии отмечено на фонах химических мелиорантов с совместным внесением навоза и азотно-фосфорных удобрений. Во втором опыте максимальный энергетический коэффициент отмечен на варианте фосфоритная мука + сидераты (5,84) • превысивший контроль на 0,26. Приращение валовой энергии на варианте известь + навоз + 1МР было максимальным (90,3 ГДж).

Рекомендации производству

На выщелоченных черноземах Курганской области с целью повышения

урожайности зерновых культур и улучшения его качества, сохранения почвенного плодородия необходимо комплексное применение органических и мине-

ральных удобрений, известкование и фосфоритовая и е почвы. В качестве органических удобрений может быть использована солома с применением умеренных норм извести или фосфоритной муки в сочетании с расчетными нормами минеральных удобрений.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Плотников А.М., Яковлев В.А. Влияние удобрений и химических мелиорантов на урожайность и качество зерна яровой пшенииы // Аграрный вестник Урала. № 5(17). 2003. С.46-47.

2. Плотников A.M., Яковлев В.А. Влияние удобрений и химических мелиорантов на урожайность и качество зерна ярового ячменя // Мат. XLIIJ науч.-тех, конф. Челябинского ГАУ. - Челябинск, 2004. Ч.З. С.379-382.

3. Яковлев В.А., Плотников A.M. Влияние агромелиоративных приёмов на агрохимические свойства чернозема выщелоченного// Мат. XLIII науч.-тех. конф. Челябинского ГАУ. - Челябинск, 2004. Ч.З. С.457-460.

4. Яковлев В.А., Плотников A.M. Влияние химических мелиорантов на поглотительную способность почвы // Научные результаты — агропромышленному производству: Мат. Между нар. науч.-лракг. конф. — Курган, 2004. Т.1. С.423-425.

5. Плотников A.M. Биоэнергетическая эффективность применения мелиорантов в зернопаровом севообороте // Научные результаты — агропромышленному производству: Мат. Междунар. науч.-практ. конф. - Курган, 2004, Т.1. С.485-487.

6. Плотников A.M. Влияние химических мелиорантов и удобрений на продуктивность зернопарового севооборота и свойства чернозёма выщелоченного // Применение средств химизации — основа повышения продуктивности сельскохозяйственных культур н сохранения плодородия почв: Мат. 38 Междунар. науч. конф. (ВНИИА). - М., 2004.С. 164-167.

7. Плотников A.M. Последействие органических удобрений и химических мелиорантов на урожайность н качество зерна ячменя // 60 лет высшему аграрному образованию Северо-Востока Нечерноземья: Межвузов, сб. науч. тр. -Киров, 2004. С.213-215.

8. Плотников A.M. Влияние известкования и систем удобрения на агрохимические свойства чернозбма выщелоченного и продуктивность севооборота // Достижения науки - агропромышленному производству: Мат. XUV Междунар, науч.-техн. конф. - Челябинск, 2005, Ч.З. 2005. С. 198-202.

9. Плотников A.M. Влияние удобрений и химических мелиорантов на свойства чернозёма выщелоченного // Проблемы борьбы с засухой; Сб. науч. тр. -Ставрополь, 2005. Т.2. С. 173-175.

Подписано в печать 19.0S.200S г. Тираж 120 экз. Печать трафаретная. Заказ 1979 Отпечатано в печатном цехе «Ризограф» Тюменского Аграрного Академического Союза 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7

05-1 АО 8 9