Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ДЕЙСТВИЕ И ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ В СЕВООБОРОТЕ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ЛЕГКОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ДЕЙСТВИЕ И ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ В СЕВООБОРОТЕ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ЛЕГКОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ"

всесоюзный ордена трудового красного знамени научно-исследовательский институт удобрении и агропочвоведения имени д. н. прянишникова

23 ^ На правах рукописи

ЛИТВИНОВ Виктор Степанович

ДЕЙСТВИЕ И ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ В СЕВООБОРОТЕ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ЛЕГКОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ

Специальность 06.01.04 — агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

москва —1979

Г

. і

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения им.'Д. Н. Прянишникова и Смоленском филиале ВИУА.

Научный руководитель — кандидат сельскохозяйственных , наук старший научный сотрудник Ю. И. Касицкий.

Официальные оппоиентьг: доктор сельскохозяйственных наук профессор Н. П. Карпинский и кандидат сельскохозяйственных наук старший научный сотрудник Н. Н. Михайлов.

Ведущее предприятие — Московская сельскохозяйственная академия им. К. А ' ~

в 13 час. на заседании Специализированного совета К-020.09.01 при 'Всесоюзном научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения им. Д. Н. Прянишникова {127650, г. Москва, ул. Прянишникова, 31, ВИУА).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИУА.

Автореферат разослан . 1979 г.

Ученый секретарь Специализированного совета

кандидат сельскохозяйственных наук Л. С. КУБАРЕВА

Защита состоится

1979 г.

/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В соответствии с принятым в марте 1974 года постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР уже в '1980 ¡г, в Нечерноземной эоне РСФСР намечено получить 31 млн. тонн зерна и свыше 35 млн. тонн картофеля, а к 1990 году производство зерна в этой зоне планируется довести до 43 вдлн, тонн, картофеля — до 42 млн. тонн.

Интенсификация сельского хозяйства зоны будет идти при всевозрастающем применении минеральных удобрений. Почти 70% всей ее территории занимают почвы, недостаточно обеспеченные подвижным фосфором, на которых фосфорные удобрения высокоэффективны. Однако в земледелии зоны дозы фосфорных удобрений еще очень «из к я и в полном минеральном удобрении азот значительно ¡преобладает над фосфором. В связи с этим необходима разработка приемов повышения эффективности фосфатов, однегм из которых может стать ях рациональное размещение в севообороте. Наиболее полное использование этого резерва возможно только с учетом особенностей действия и последействия фосфатов на каждую из культур севооборота, В настоящее время условия эффективного 'применения фосфатов в севообороте для слабо-окультуренных дерново-подзолистых почв разработаны недостаточно.

Цель исследований:

— установить закономерности действия и последействия доз фосфорных удобрений в интервале Р0—Ргто на культуры севооборота: горохо-овсяная смесь (сено) —озимая пшеница. {Мироновская 808)—картофель (Столовый 19) — ячмень (Московский 121);

— выявить ■варианты наиболее рационального размещения фосфатов в севообороте по продуктивности его звеньев;

— ировести оценку вариантов размещения фосфорных удобрений то качеству урожая, ишользованию фосфатов, влиянию нх на почвенное плодородие и экономические показатели.

Объекты и методы исследований. Исследования проводили в 1973—1977 ¡гг. в стационарном полевом опыте в севообо-

роте с типичными для Центрального района Нечерноземной зоны культурами на дерново-среднeraодзолистой легкосуглинистой почве, сформированной на моренном суглинке. Участок в 1969 г. освоен из-под редкой ольховой поросли. В 1970— 1971 гг. -проводились уравнительные посевы овса. В 1972 г. участок ларовал, был произвесткован по (полной гидролитической кислотности и перед закладкой опыта имел следующие агрохимические показатели: гумус — 2,1—2,2%, рНсол. — 5,3—5,6, обменная кислотность — 0,04 мзкв., гидролитическая кислотность — 3,6 мэкв, сумма поглощенных оснований — 5,6 мэкв на 100 г почвы, ^подвижный фосфор .{по Кирсанову) — 2,0—2,5 мг, обменный калин (по Масловой) —8—12 мг на 100 г почвы, степень подвижности фосфатов (по Карпинскому — Замятиной) — 0,02—0,03 мг/л,

. Схема опыта в*слючает 18 базисных вариантов (Ю. И. Ка-сицкий, А. А. Лунина, 1976) (табл. 1). В дополнение к ним введено шесть дополнительных вариантов, представляющих фрагмент основной схемы (вар. 4, 5, 11, 12, 15, 16), выполненный на полуторном азотио-калийном фоне. С ломощью этих вариантов проверяется оптимальность основного азотно-ка-лийного фона. Схема опыта разворачивается в пространстве на каждом поле севооборота при одновременном выращивании всех культур.

Дозы азотных (Naа) и калийный (Кх) удобрений устанавливали с учетом результатов многофакторного опыта, прс водимого в Смоленском филиале ВИУА (Т. И. Иванова с сотр., 1970, 1971, 1973). На основном и полуторных фонах они были приняты соответственно: под однолетние травы N6oK«j и NaoKao, озимую пшеницу N120K120 и N^oKieo, картофель NrsffKtSO И N22®Kms. ячмень ЫздКэо И Ni3sKj35- Фосфорные (Per) и калийные удобрения вносили осенью иод основную обработку почвы, азотные—под яровые культуры весной под предпосевную культива.цию, а под озимую пшеницу в два приема — Neo осенью перед посевом и N6t> в ракневесеннюю подкорм.ку, а на полуторных фонах—дополнительно Neo в фазу выхода в трубку. Повторность трехкратная, общая площадь делянки 132 мг, учетная — для горохо-овсяной смеси 36 м2, озимой пшеницы и ячменя — 72 м2, картофеля—53 м2.

В воздушно-сухих образцах почвы, отобфатшх ежегодно в два срока (в весенний и осенний периоды), определяли подвижный фосфор по Кирсанову, степень подвижности фосфатов по Карпинскому—Замятиной, а на заключительном этапе опыта—фракционный состав почвенных фосфатов по Чангу— Джексону.

В конечном урожае содержание азота, фосфора и калия в основной продукции в 1974 г. и побочной во все годы определяли из одной навески (К. Е. Гинзбург и др., 1960), В 1975—

Таблица 1

Принципиальная схема опыта по изучению действия и последействия различных доз фосфатов

о я „ Варианты внесения РаО,. кг/га (фон Щ)

Годы веден опыт« 1 2 3 4 5 6 7 6 9 10 И 12 13 14 15 16 17 18

1973 0 30 60 90 180 60 90, 180 270 0 0 0 0 0 0 0 0

1974 0 30 60 90 180 0 0 0 0 60 90 180 270 0 0 0 0 « 3 X

1975 0 30 60 90 130 0 0 0 0 0 0 0 0 60 90 180 270 о а

1976 0 30 60 90 180 60 90 180 270 0 0 0 0 0 0 0 0 л 0) о л §

1977 0 30 60 90 180 0 0 0 0 60 90 180 270 0 0 0 0 & ж о х

1978 0 30 60 90 160 0 0 0 0 0 0 0 0 60 90 180 270

1977 гг. эти определения в основной ^продукции, а также аминокислотный состав зерна озимой пшеницы (1975—1976 гг.) проводился эшпресс-методом в отделе 'Прикладной агрохимии ВИУА. Сырую клейковину определяли по ГОСТу (1971), сырой белок — пересчетом содержания азота на соответствующие коэффициенты, содержание крахмала на весах Парова, технологические и хлебопекарные качества—в лаборатории технологической опенки сельскохозяйственных культур ВИР.

Математическая обработка данных проведена на ЭВМ. При .регрессионном анализе использовали модели у=-аь+ + а1Р-Ьо2Р0'5 или у=,а(у+а1Р + агР2, где у — искомый показатель (урожай, содержание фосфора в растениях, вынос его урожаем н т. д.) в соответствующих единицах, Р — преобразованные значения доз фосфора Р-] > °о — показатель на

фоне ЫК, а,\ и 02 — коэффициенты уравнения. Без свободного члена уравнения показывают изменение соответствующих показателей от действия и последействия фосфатов. В процессе обработки сохранялись коэффициенты, достоверные при уровне значимости 0,95.

Научная новизна проведенных исследований. Впервые в Нечерноземной зоне РСФСР применена специальная схема стационарного опыта 'по изучению действия, последействия и периодичности внесения доз фосфора в се в обор от е. На основе полученных результатов установлены закономерности действия и последействия доз фосфорных удобрений на урожай и его качество, экономические показатели на слабоокульту-реннои дерново-подзолистой легкосуглинистой почве для типичных культур Центрального района Нечерноземной зоны, а также на фосфатный режим этой почвы. Определена эффективность -последействия относительно тех же количеств свеже-внесенного фосфора и найдены значения кумулятивных эффектов (последействие ранее внесенных доз при наложении) при дву- н трехкратном наложении доз. На основе установленных закономерностей выявлены наиболее рациональные варианты размещения фосфорных удобрений в севообороте по урожаю, его качеству, влиянию на фосфатный режим почвы и экономические показатели.

Практическая значимость. Концентрирование доз фосфорных удобрений в севообороте под озимую пшеницу и картофель позволяет значительно повысить эффективность фосфатов в условиях слабоокультуренных дерново-подзолистых почв.

Результаты исследований использовались при составлении «Рекомендаций по увеличению производства продуктов растениеводства в совхозах и колхозах Смоленской области» 4

(М., 1978), а также при разработке системы удобрения в совхозе «Маяк» Дорогобужского района Смоленской обл.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на VIII Международном конгрессе по минеральным удобрениям (г. Москва, 1976 г.), на Региональном совещании участников Географической сети опытов с удобрениями (г. Горький, 1977), на Всесоюзном совещании участников Географической сети опытов с удобрениями (г. Москва, 1978), на научно-технических совещаниях Смоленского филиала ВИУА, лаборатории фосфорных удобрений и лаборатории агропоч'воведения и известкования почв ВИУА.

Публикация. Основные положения диссертации отражены в пяти печатных работах.

Объем работы. Работа изложена на 182 страницах. Состоит из введения, обзора литературы, шести глав экспериментальной части, основных выводов, предложений производству и списка использованной литературы (2^5 наименований, в т. ч. 32 на иностранных языках). В тексте помещено 49 таблиц, 13 рисунков и в приложении приведена 31 таблица..

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Закономерности действия и последействия фосфорных удобрений на урожай сельскохозяйственных культур и продуктивность севооборота

Годы проведения опыта; различались ло агрометеорологическим условиям, что вызвало значительные колебания как урожаев на контрольных 'вариантах, так и максимальных урожаев на фоне минеральных удобрений. Независимо от погодных условий эффективность азотно-калийных удобрений (без фосфора) отсутствовала ¿почти во все годы. Повышение их доз не приводило к увеличению прибавок урожая от средних и повышенных доз суперфосфата, что свидетельствует об оптимальности основного уровня азотно-калийного питания. Фосфорные удобрения были высокоэффективны во все годы. При этом направленность общих закономерностей в действии и последействии, несмотря на различия в абсолютных прибавках, были близки. Резкие отклонения наблюдались только в

1973 г. на озимой пшенице вследствие выпревання растений и в 1974 г. на ячмене из-за его сплошного полегания в период формирования зерна. Наши пятилетние исследования и десятилетние исследования в других опытах на Смоленском филиале ВИУА показали нетщпичность сложившихся в 1973 и'

1974 гг. условий выращивания этих культур. В связи с этим

Таблица i

Влняниемнигральных удобрений на урожай с.-х. культур, ц/га основной продукции (ср. за 1973—1977 гг.) *

Культуры

Показатели Озимая пшеница Ячмень Картофель Горох-овес, сено

урожай прн-бавка урожай прибавка урожай прибавка урожай прибавка

Контроль б/у . . . Фон ИК...... Максимальный урожай по . МРК . . Максимальный урожай по 1,5 (ЫК)Р ЗЕ, ц/га ...... 15,6 >7,1 47,3 45,1 4,86- 1,5 31,7 29,5 -6,12 22,2 22,9 37,5 36Д 3.55- 0,7 15,3 13,9 -5,17 108 125 230 229 19,8- Í7 122 121 -43,1 40,8 44,5 77,7 76,4 9,2— 3.7 36,9 35,6 12,3

* Для озимой пшеницы без учета 1973 г„ для ячменя — без учета 1974 г.

при выявлении закономерностей действия и последействия фосфатов указанные результаты не учитывались.

Как видно из таблицы 2, известкованная слабоокультурен-ная дерново-подзолистая почва в условиях Смоленской области без удобрений обеспечивала получение .15,6 ц/га зерна озимой .пшеницы, 22,2 ц/га зерна ячменя, 108 ц/га клубней картофеля и 40,8 ц/ra сена однолетних трав. На фоне оптимального азотно-калийного питания фосфорные удобрения позволяли довести урожай этих культур соответственно до 47,3; 37,5; 230 и 77,7 ц/га, обеспечивая прибавки зерна озимой пшеницы S0,2 ц/га, ячменя —■ 14,6 ц/га, клубней картофеля— 105 ц/га и сена — 33,2 ц/га.

. Для выражения количественных закономерностей действия и последействия доз фосфора регрессионному анализу подвергали средние фактические данные (табл. 3). Уравнения для двойного и тройного наложения доз найдены как средние из уравнений, полученных при ежегодном анализе.

На исследуемых почвах связь урожая опытных культур с прямым действием доз фосфора выражается уравнениями, показывающими, что в интервале доз Р3о—Рэто прибавка зерна озимой пшеницы изменяетсяот9,Здо27,7 ц/га, картофеля— от 33 до 99 ц/га, сена — от 7,6 до 22,7 ц/га с максимумами по наибольшим дозам. Изменения урожая зерна ячменя в этом интервале составили от 7,4 до 12,5 ц/га с максимумом по дозе Pjso (12,1 ц/га). Следовательно, наиболее отзывчивыми на прямое действие фосфорных удобрений в данном севообороте являются озимая пшеница и картофель.

Действие и последействие фосфорных удобрений на урожай культур севооборота, ц/га (фон Щ)

Таблица 3-

Доза Р»Ой, кг/га

Прямое действие (ср, за 1973— 1975 гг.)

Первое последействие (ср. за 1974—1976 гг.)

Второе последействие (ср. за 1975— 1977 гг.)

Двойное наложение (ср. за 1974— 1976 гг.)

Тройное наложение (ср. за 1975— 1977 гг.)

Озимая пшеница

О 60 90 180 270 Уравнения регрессии г

12,4 21,8

26.7

33.8 40,0

М,]+9,ЗР0,5 0,990

12,5 21,8 23,5 32,5 36,8

11,2+8,ЗР0'5 0,983

18,9 29,5 35,7 38,1 43,1

19,3+8,ОР0,5 0,98»

12,5 28,1 32,1 38,0

12,2—0,4Р+11,5Р0,5

18,9 40,7 44,1 48,9

19,4—1,ЗР+15,9Р0'5'

Ячмень

0 60 90 180 270 Уравнения регрессии

20,4 29,8

31.4

32.5 33,0

20,4—1,6Р+ +9,0 Р0'5 0,999

20.5

26.6 28,7

29.3

31.4

21,2+3,6 Р0'5 0,977

23,0 26,9 27,9 30,5 31,9

22,9+3,0 Р0-5 0,998

20.5 27,8 30,8 32,0

20,4+5,ЗР0'5

23,0 30,9 34,0 36,5

22,7+5,ЭР1'5-

Доза Рг05, кг/га

Прямое действие (ср. за 1973— 1975 гг.)

Первое последействие (ср. за 1974-1976 гг.)

Второе последействие (ср. за 1975— 1977 гг.)

Двойное наложение (ср. за 1974— 1976 гг.)

Тройное наложение (ср. за 1975— 1977 гг.)

Картофель

О 60 90 180 270 Уравнения регрессии

119 158 171 201 215

116,0+32,9Р0'5 0,996

ПО 132 141

169 18!

114,8+9,0Р 0,984

126 148 150 179 196

128,8+7,8Р 0,992

110

156 173 207

111,7+3,8Р+ +27,4 Р 0,5

126 191 208 230

128,8-2,1 Р+ +46.6 Iі 0,5

Горохо-овес (сено)

0 41,1 44,2 48,1 44,2 48,1

60 48,8 60,3 63,5 65,3 71,8

90 55,2 63,2 64,5 72,0 75.8

180 57,9 72,3 72,4 79,9 86,0

270 64,1 77,7 75,8 — —

Уравнения 49,3+0,1 Р+

регрессии 40,4+7,6Р °-5 44,2+11,ЗР0'5 48,7+9,4Р 45,2+14,1Р0'5 + 14,9Р0'5

г 0,983 0,999 0,995 1

Црцлышш. $ ІнешШі ггршшю- /

Фосфорные удобрения обеспечивали очень высокое последействие. Судя по данным таблицы 3, на озимой пшенице оно почти не изменялось в сравнении с прямым действием тех же доз. На ячмене первое последействие к прямому действию составило 54—85%, а второе по отношению к шервому — 84%, а для картофеля соответственно — 24—72 и 87%. По сравнению с прямым действием на урожай сена однолетних трав первое последействие составило 149%, а второе—124%. На основании этих данных можно заключить, что фосфор удобрений для горохо-овсяной смеси становится тем доступнее, чем дольше он находится в почве. Подобные сопоставления лежат в основе суждений о сравнительной эффективности действия и последействия удобрений. При этом не учитывается, что погодные условия значительно изменяют-не только уровень урожаев, но й абсолютные прибавки от фосфорных удобрений и сопоставление действия в одни годы с последействием в другие может привести к неправильным выводам. Наиболее четко это иллюстрируется на однолетних травах, так как уровень прибавок урожаев сена то годам исследований менялся особенно резко.

С целью - устранения этих ошибок нами проводилось • сравнение прибавок урожаев от прямого действия доз фосфора (ДО, первого и второго последействия (Эост| и Эост2) в сопоставимые интервалы времени, определялись также значения кумулятивных эффектов (Эк] и Эк^) при двукратном и трехкратном наложении доз (Д2 и Дз) относительно прямого одинарного действия (Д[) : Эк1 =Дг—Д^ Экг=Д3—Д] (табл. 4). Полученные результаты показали, что на ячмене и однолетних травах эффективность (Последействия остается очень близкой к прямому действию фосфатов на эти культуры. На картофеле во всем диапазоне доз и на озимой пшенице, за исключением максимальных доз, последействие резко уступает 'Прямому действию фосфорных удобрений. Кумулятивные эффекты, или ¡последействие ранее внесенных доз при наложении, на картофеле не имеет практического значения, на озимой пшенице и ячмене они в несколько раз меньше остаточных эффектов и только на однолетних травах достигают значительных величин. Однако и в последнем случае они резко уступают остаточным эффектам. Графическое изображение установленных закономерностей показано на рис. 1—4. Уже на основе этих закономерностей становится очевидным, что наибольшая эффективность фосфатов может быть достигнута в севообороте при использовании картофелем и озимой пшеницей прямого действия высоких доз фосфора, а ячменем и горохо-овсом — их последействия.

Для сопоставления ежегодного (Е) и периодического раз в 2—3 года (Па и Пз) внесения фосфорных удобрений исполь-

Та блица 4

Процентные отношения действия и последействия фосфора и значення кумулятивных эффектов для культур севооборота (по вычисленным результатам)

Дозы Р206, кг/га

Показатели 30 60 90 120 150 | 180 230 240 270

Ді

■ 'ХЮО

ЭосТ] Эк[, и/га

Эка, ц/га

ХЮО

Эост|

Д|

Зості Эк|, ц/га

Экг, ц/га

:хюо

Х100

Зості

: X100

Д.

|22І-Х100 Эостх

Экь ц/га

Зкг, ц/га 10

Озимая пшеница

ЭП0СТ| ' X100 Ді 27 37 46 53 59 65 70 75 80

Э°С1г ХЮО Зості 28 39 48 55 61 67 72 77 82

Эк], ц/га 1,3 1,8 2,2 2,6 2,8 3,1 — — —

Эх2, ц/га 1.6 2,2 2,8 3,4 3,8 4,3 - — —

Ячмень

90 90 90 90 90 90 90 90 90

86 86 86 86 86 86 86 86 86

0,7 1,0 1,3 1,5 1,7 1,8 - — —

1,5. 2,1 2.6 3,0 3,3 3,6 — — —

К артофе, пь

60 61 61 62 62 62 62 63 63

25 36 44 50 56 62 67 71 76

3,8 4,8 5,3 5,5 5,6 4,2 — — —

3,2 4,5 5,5 6,3 7,1 7,7 — — —

Горохо -овес | сено)

67 71 75 78 £1 84 86 88 90

84 87 89 91 93 95 97 99 101

4,8 6,0 6,9 7,4 7,6 7,7 — — --

6,7 9,5 11,6 13,5 15,0 16,5 — — —

зовались прибавки урожаев, вычисленные из уравнений регрессии, показанных в табл. 3, и выраженные в зерновых единицах. Общую прибавку от ежегодного внесения любой из доз вычисляли ло формулам Н^Д^Дг «ли Е^Д^ЬД^-ЬДа, а периодического — П2=Д1+Эост] или Пз^-Дк+Эост, + +Э0СТ2. Каждый шоказатель этих формул при периодическом и ежегодном внесении строго сопоставим во-временных интервалах.

Результаты расчетов показали, что внесение удвоенных доз во всех звеньях, за исключением озимая пшеница — картофель то низким дозам, приводит к повышению эффективности фосфора. При увеличении доз эффективность периодического внесения фосфора усиливается, особенно в звеньях: озимая пшеница — картофель и картофель—ячмень, где дополнительная ярибавка урожая достигает 6,2—6,3 ц/га з. е.

В трехлетнем цикле наиболее' высокая эффективность при периодическом внесении также получена при концентрации фосфатов под озимую пшеницу и картофель, особенно с увеличением их исходных ежегодных доз, обеспечивая дополнительно до 12,9—13,7 ц/га з. е. {табл. 5). При этом среднегодовая продуктивность (основная продукция) этих звеньев при ежегодном внесении составила 35,3—37,4, а при периодическом 39,6—42,0 ц/га з. е. Даже при столь значительном пре-

Таблица 5

Сравнительная эффективность ежегодного и периодического (раз в 3 года) способов внесения фосфора, суммарная прибавка за звено ц/га з. е. (ср, 1973—1977 гг.)

Дозы и сроки внесения РгО$, кг/га

ЕГ >•' о 5 >■ о «С >,

Звено севооборота 8з в ^ —™ о X Я 2 п о. 1С &

а £ ¿к и со С^. ч А— ^ ^ О. с к к

Си Е В. с м О. и Л V О. в к

Горохо-овсяная смесь, озимая пше-

ница, картофель . . . . . . 25,5 25,3 35,5 39,4 42,6 51,3

Озимая пшеница, картофель, яч-

мень ........... 23,0 27,2 .32,9 42,0 41,0 54,7

Картофель, ячмень, горохо-овся-

на я смесь......... 19,6 27,1 27,5 38,0 33,9 46,8

Ячмень, горохо-овсяная смесь, 50,1

озимая пшеница...... 27,6 32,4 37,3 43,1 44,0

Озимая пшеница, озимая пшеница,

ячмень (условное звено) . . . 26,4 35,5 37,1 50,2 45,1 61,4

Озимая пшеница, озимая пшени-

ца, горохо-овсяная смесь (ус- 63,7

ловное звено) ....... 26,5 36,9 37,3 52,0 45,3

Оз. пшеница, ячмень, горохо-овсяная смесь (условное звено) .

20.6 28,8 29,1 40,6 35,6 49,7 11

имуществе периодического внесения в отдельных звеньях его потенциальные возможности в конкретном севообороте не реализованы. Это происходит потому, что наиболее отзывчивые на шрямое действие возрастающих доз фосфора культуры (озимая пшеница и картофель) следуют одна за другой. Наибольшую эффективность периодического внесения в севообороте можно ожидать в том случае, если ломимо звеньев, где циклооткрыва'югцей культурой является картофель, в севообороте будут в ■наличии звенья без картофеля с циклооткры-вающей культурой озимых (табл. 5 — условные звенья).

Оценка сравнительной эффективности ежегодного и периодического внесения в звеньях севооборота, проведенная нами на основании вычисленных показателей, практически пол' ностыо совпала с оценкой, проведенной на основании фактических данных.

2. Действие к последействие фосфорных удобрений на

химический состав, качество растительной продукции и коэффициент использования фосфора удобрений

Азотю-калийные удобрения несколько снижали, а фосфорные— заметно повышали содержание Р2О5 в растениеводческой продукции (табл. 6).

Таблица 6

Влияние минеральных удобрений на содержание Р205 (%) в растительной продукции (ср. за 1974—1976 гг.)

Показателя Озимая пшеница Ячмень о X 0| Л> Картофель

зерно солома 2 Б. м солома

Контроль б/у......... 0,75 0,12 0,82 0,22 0,52 0,35

Фон ЫК.......... 0,71 0,11 0,67 0,18 0,45 0,33

Максимальное содержание по МРК 0,89 0.14 0,96 0,28 0,&4 0,45

Максимальное содержание по 1,5

<1ЧК)Р.......... 0,80 0,12 0,84 0,28 0,62 0,44

Содержание фосфора в основной продукции увеличивалось в линейной или тюловинно-степенной зависимости от доз. При этом воздействие овежевнесенных и остаточных фосфатов было ¡примерно одинаково, что обусловило некоторое преимущество периодического внесения в отношении обогащения продукции фосфором.

На фоне оптимального уровня азотио-калнйного питания

ъ&к часл еияи е р€31ШОиипм. деист£ия а лоследецятба/г фосфаро. ла урожай. <ел&<тхохазаист£ем/шх мт&Нг/р £ сопоета^шных усл&бщис

%

3 _

Озимая гииеяаци

■Харпинрещ,

1

^ *

■ ■ Ы М Ш № 2?а

Рил.1 Доза. Р&,*г/г& р^. До**-Р&,Хг/га.

Ячмень

%

30 39 № йгв

¿0 30 Ш 370

Шмсяент содержания яоЬбажяого фосфора 6 тч£е и стелена его мдбахсяясти. от оейетбия. и. последействия различммх ¿¿>3 /росроршгх &3е£ршии

1.1

■4*

1

* 1

^ I > Ё

5 ч

II

г* "Ч 81 а 1

14:

щ

2,0 10

/

Аз

/

и £0 90 ПО (XОНО ЦО £40 370

ДоЗй. Р305, Кг/га. К (среднее м /973- 71. )

0,сй 0,0В\

0,03 001 0,01

30 40 $О па 1*0 ПО 2М 2У0 ¿70

л „ / . : Доза. Ргвг кг/га. - . Рис 6., (среднее-ъ 1975-{976 п.], ^ ^кЩе-

фрамциешши cocmaS мшщюлышх ipseçùjfwS (по Чомгу-Дженет*/] /978 гоЬ\ фон Jff¿

Яариоят / Лариомт 4 Ларшшт 5

S ~15,з .

S-2 9, ?

Лорионгк 9 Ларцаялі 43 Зариаят ÍJ

S-J0,i

г~1 лс-р

S'3Z,Q

S-сумма. Штиёнш* минеральное фоефатоб, Y JKz/WOt почбьс

возрастающие дозы фосфорных удобрений как в -прямом действии, так и последействии практически не снижали содержание белка и клейковины, не ухудшали, а по ряду показателей улучшали хлебопекарные и технологические качества зерна озимой пшеницы (табл. 7).

Таблица 7

Влияние возрастающих доз фосфатов на качества зерна озимой пшеницы (ср. за 1974—1977 гг.)

Показатели Без 1 удобрений о« 02: Доза Р2О5, кг/га

60 90 180 270

Масса 1000 зерен, г . . . 39,7 38,8 40,5 41,4 42,4 42,8

68 77 77 75 77 76

Клейковина, % . . . . 20,7 27,1 26,8 27,1 27,2 26,9

Сырой белок, % , . , . , 11,2 13,5 13,3 13,2 13,2 13Д

Навухае.иость муки, ил . 45 60 59 57 59 57

Валорпметрнческая оценка. ед. 69 70

фар......... , 51 65 71 68

Время до начала разжижения 6,5

теста, мни...... 3,4 6,4 7,5 6,6 7,0

Разжижение теста, ед. фар. 74 54 30. 37 38 42

Стабильность, мни. . 1 I 4,1 4.4 4,4 4,6 4,1

Сила муки \VX10—'1 ДЖ. . 182 221 247 245 274 252

Объем хлеба в мл на 500 г муки 674 685 686 655 663 677

Отсутствие связи между белковостью озимой пшеницы И интенсивным применением фосфатов подтверждают результаты 1977 года, когда по максимальным дозам суммарно было внесено до 900 кг/га Рг05 ,а содержание белка на контроле составило 9,9%, ло фону ЫК — 12,7%, а по максимальной дозе фосфора — 12,4%.

Снижение белковости зерна ячменя под влиянием возрастающих доз фосфора более выражено, ло в последействии оно не имело практического значения. Общий выход белка озимой пшеницы, а в последействии и ячменя четко отражает закономерные связи доз фосфора с урожаем.

Азотно-калийные удобрения повышали товарность картофеля на 5% и снижали его крахмалистость на 0,9%. Фосфаты ■повышали товарность картофеля как в действии, так и последействии на 7—9%. Призтом наибольшая товарность была получена по наибольшим дозам и составила 81—89%. Наблюдалась устойчивая тенденция повышения содержания крахмала в клубнях по дозам фосфора .(фон ЯК) с его максимумом на вариантах с высокими дозами фосфорных удобрений.

Под воздействием фосфатов наметилась четкая тенденция к увеличению сырого белка в сене однолетних трав в связи с .повышением содержания гороха в травосмеси, В первом по-

Следействни с увеличением доз фосфора содержание белка {фон ЫК) увеличивалось с 11,1 (Р0) ДО 12,1% (Р2то), а во втором — с 11,1 до 12,3%.

Следовательно, концентрирование фосфорных удобрений при периодическом внесении под озимую пшеницу и картофель, значительно повышая продуктивность соответствующих звеньев севооборота, на фоне оптимального азотно-калнйного питания не снижает, а по некоторым показателям повышает качество продукции.

При сравнительной оценке ежегодного и периодического внесения фосфорных удобрений по выносу фосфора урожаем не во всех звеньях севооборота наблюдается соответствие коэффициента использования фосфорных удобрений с их эффективностью. Отсутствие такой связи, обусловлено некоторыми различиями влияния ' действия и последействия доз фосфора на урожай и вынос питательных веществ культурами севооборота. Однако во всех звеньях с повышением доз коэффициент использования фосфора удобрений снижается, но значительно больше при ежегодном внесен и«, Концентрирование фосфатов под озимую ¡пшеницу и картофель повышает коэффициент использования фосфора удобрений в двухлетнем цикле на 2,0—4,6% и в трехлетнем цикле на 5,5—6,4% по сравнению с ежегодным их внесением.

3. Изменение содержания подвижных фосфатов в почве под влиянием действия и последействия фосфорных удобрений

В среднем за годы исследований между повышением доз фосфорных удобрений в лрямом действии и последействии и изменением содержания подвижного фосфора в почве наблюдалась прямолинейная зависимость (рис. 5). В прямом действии эта связь выражалась уравнением у=2,76 + 0,356Р, из которого следует, что для .повышения содержания фосфора по Кирсанову в почве на 1 мг/100 г требуется внести около 90 кг/га Рг05.

При наложении с общим повышением суммарных доз фосфора указанная зависимость описывается квадратичным уравнением, показывающим прогрессивное увеличение подвижных фосфатов от каждой последующей дозы. Остаточный фосфор удобрений, -переходящий в солянокислую вытяжку, в течение 3-х лет лишь незначительно снижает свою растворимость.

Степень подвижности фосфатов согласуется с увеличением запасов подвижного фосфора, но в прямом действии находится в ^квадратичной зависимости от доз фосфатов (рис. 6).

При периодическом внесенни как в двух-, так и трехлетнем цикле суммарная, а следовательно, и среднегодовая обеспе-14

иенность лодвижным фосфором культур севооборота заметно выше, чем при ежегодном за счет значительного (в 2— 3 раза) преимущества однократных доз в год их применения (табл. 8). Только в заключительный год трехлетнего цикла ежегодное внесение обеспечивает более высокое содержание фосфатов, ио преимущество это значительно слабее. Следова-

Та блиц а 8

Сравнительное влияние ежегодного н периодического (раз в 3 года) способов внесения фосфора на изменение суммарной обеспеченности почв подвижными фосфатами (ср. за 1973—1977 гг.)

Доза Р5О5, кг/га

Метод определения о ЕС К! і £ П. а т о. ы I О. <3 Ь Н & о а* сд с о £ в ° С- V X о. ь 1я 9 - ^ її РГ5.£ о |1 8 £ О, щ А") Л О. Е = N а и £

Кирсанова, мг/100 г..... 1,6 2,8 3,4 5,5 5,3 8,2

Карпинского—Замятиной, мг/л 0,02 0,03 0,03 0,07 0,05 0,12

тельно, циклооткрывающая культура при периодическом внесении лучше обеспечивается фосфором, чем циклозакрыва-ющая при ежегодном.

Фракционирование минеральных фосфатов по Чангу — Джексону показало, что практически весь остаточный фосфор удобрений накапливается в виїде активных минеральных фосфатов (рис. 7). При этом наибольшее их количество переходило во фторидную вытяжку, извлекающую наиболее доступные растениям фосфаты. Содержание фосфора в этой фракции увеличивалось в 4—7 раз и резко повышался ее удельный ,вес в общей сумме минеральных фосфатов (с 17 до 35—48%),

Систематическое применение удобрений <при равных суммарных дозах не имело преимуществ перед периодическим ■при формировании фосфатного фонда удобряемой почвы. По мере увеличения времени взаимодействия фосфорных удобрений (Ряо) с почвой наблюдалась тенденция к снижению содержания алюмофосфатов. В то же время содержание фосфора в других фракциях не изменялось, что служит указанием на то, что снижение фракции фториднорастворимых фосфатов шло за счет потребления фосфора растениями. С учетом выноса (порядка 3 мг Р205 на 100 г почвы из удобрений) накопление активных минеральных фосфатов за счет удобрений практически исчерпывало теоретически возможное количество остаточного фосфора.

Зависимость урожая основных культур севооборота от содержания подвижного фосфора в почве анализировали по данным 1977 года, когда по различным вариантам олыта был создан широкий диапазон градаций обеспеченности — от 3,5 до 15 мг/100 г (табл. 9).

Таблица 9

Зависимость урожаев культур севооборота от содержания подвижного

фосфора (1977 г.)

Содержание Р205 в почве, мг/100 г Урожай, ц/га Увеличение Рг05 в почве, мг/100 г Затраты РгО$ для повышения содержания фосфора на 1 мг/100 г, кг/га

озимая пшеница картофель ячмень

3,5 30,9 14« 28,1

4—5 47,4 187 32,9 1,0 110

5,1—6 53,4 199 34,4 2,0 83

6,1—7 54,1 216 ' 35,9 3,0 73

8,1—9 58,9 242 37,6 5,0 81

10,1—11,2 61,2 247 42,3 7,1 76

14,9 61,6 253 ■42,3 11,4 80

Среднее —г 84

Максимальный урожай озимой пшеницы, ячменя и картофеля создавался при содержании Р2О5— Ю—11 мг/100 г почвы. При этом затраты, необходимые для увеличения содержания подвижного фосфора на 1 мг/100 г почвы, составили в среднем 84 кг/га Р20з. Указанные результаты близки данным, лолученным в опыте на искусственно созданных фосфорных фонах в условиях Смоленского филиала ВИУА (Ю. И. Касицкий и др., 1978 г.).

4. Экономика применения фосфорных удобрений в севообороте

■При внесении возрастающих доз фосфора под картофель и озимую пшеницу практически во всем их диапазоне наблюдается неуклонный рост чистого дохода (Д1 к =176,1 Р0'5 — 7,62Р; Д, о. п.^110,5 Р°.5~7,62Р), Условно чистый доход на яч'мене (Д1 я = 107,2Р0'5 —26.85Р) и горохо-овсе (Д, г. о.= = 24,80'5—7,62Р) значительно ниже и его максимум в прямом действии достигается по дозам Рею—Р120, а в последействии систематически увеличивается до максимальной дозы (Эост, я =42,6Р°'5 ; Эост2я =36,1 Р0-5 ; Эост, г. о. = 36,8Р0-5 ; Эостг г. о. =30,7Р!)'5 ). В уравнениях условно чистого дохода от последействия не вводили затраты на фосфорные удобре-

Таблица 10

Сравнительная экономическая эффективность ежегодного и периодического • (раз в 3 года) способов внесения фосфора (1973—1977 гг.)

Доза Рг05, кг/га

Звено севооборота Показатели Рзо- ежегодно Р«г—под первую культуру Р«- еж его дно Р1И-под первую куль- ежегодно Рт— под первую культуру

Горохо-овсяиая смесь, . Озимая пшеницау . . . Картофель..... Чистый доход, руб/га . . . Рентабельность, % ... . Окупаемость на 1 кг Р205, з. е. . 374,0 584 28,3 315,0 557 28,1 504,7 487 19,7 505,6 494 21,9 598,5 434 15,8 675,1 462 19,0

Чистый доход, руб/га . . . 324,5 358,4 456,0 568,9 558,0 754,4

Озимая пшеница, картофель, ячмень . . , . Рентабельность, % , . . . Окупаемость на 1 кг РгО}, з. с. . 630 25,6 714 30,2 503 18,3 608 23,3 460 15,2 556 20,3

Чистый доход, руб/га . . . 265,1 408,8 360,8 565,5 430,2 679,8

Картофель, ячмень, го-рохо-овсяная смесь ■ . Рентабельность, % , . . . Окупаемость на I кг РзОз, з. е. . 449 21,8 535 30,1 373 15,3 465 21,1 328 12,6 421 17,3

Чистый доход, руб/га . . , 284,9 334,6 367,6 426,7 419,4 478,2

Ячмень, горохо-овсяпая смесь, озимая пшенниа Рентабельность, % . . . . Окупаемость на 1 кг Р205, з. ■ е. . 611 30,7 639 36,0 470 20,7 496 23,9 390 16,3 410 18,6

ния, которые -были полностью отнесены на их прямое действие.

Периодическое внесение фосфорных удобрений в двух- и трехлетних циклах под картофель обеспечивает значительно более высокий чистый доход и рентабельность, чем ежегодное внесение. При этом в трехлетнем цикле чистый доход увеличивается с 265—430 до 409—680 руб/га, а рентабельность с 449—328 до 535—421% (табл. 10). Концентрирование однократных доз под озимую 'пшеницу в трехлетнем цикле повышало при всех исходных дозах чистый доход с 325—558 до 358—754 руб/га; а рентабельность—с 630—460 до 714—556%. Резкое преимущество периодического внесения проявлялось в звеньях без картофеля, где циклооткрывающей культурой являлась озимая пшеница. Самая высокая окупаемость 1 кг Р5О5 основной продукцией {з. е.) получена при периодическом внесении фосфатов в трехлетнем цикле под картофель (30,1—17,3 кг) и озимую пшеницу (30,2—20,3 кг) при любой исходной дозе.

Учитывая, что в Центральном районе Нечерноземной зоны примерно 22% пашни имеют повышенный и высокий уровень обеспеченности подвижным фосфором, где фосфаты без ущерба для урожая можно не вносить 1—2 года, а также наличие культур, таких, как лен, ячмень, высокий урожай которых может быть достигнут при 5—10 мг/100 г ¡почвы с применением рядкового внесения фосфорных удобрений (ГО. И. Касицкий и др., !978), переход на периодическое внесение может осуществляться в одни год без снижения валового урожая.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Слаб о окультуренная произвесткованная дерново-подзолистая легкосуглинистая почва без удобрений обеспечивала получение примерно 15 ц/га зерна озимой пшеницы, 22 ц/га зерна ячменя, 108 ц/та клубней картофеля и 41 ц/га сена однолетних трав. На фоне оптимального а з о гно - к а ли иного питания фосфорные удобрения позволяют довести урожаи этих культур соответственно до 47, 38, 230 и 78 ц/га.

2. Связь урожая озимой пшеницы Мироновская 808 с прямым действием фосфора выражается уравнением у= 11,1-Ь 9,25Р°>5, показывающим, что в интервале доз Р30—Р270 прибавка урожая зерна изменяется от 9,3 до 27,7 ц/га. Первое последействие фосфорных удобрений значительно уступает прямому действию в области низких доз (27%), но приближается к нему по максимальным дозам (80%). Второе последействие от первого соответственно составляет от 28 до 82%. При двойном наложении доз кумулятивные эффекты колеблются от 1,3 до 3,1 ц/га, при тройном — от 1,6 до 4,3 ц/га.

•3. Прямое действие доз фосфорных удобрений на урожай картофеля Столовый 19 выражается уравнением у= 116,0+ + 32,9Р0'5 , показывающим, что в интервале доз от Рэо ДО Рг7о прибавка урожая клубней возрастает от 33 до 99 ц/га. Перше последействие составляет примерно 60% от прямого действия и второе от первого 25—76%. Кумулятивные эффекты при двойном и тройном наложении доз {3,8—4,2 и 3,2—

7.7 ц/га) ничтожны и не имеют практического значения.

4. Связь урожая ячменя Московский 121 с дозами фосфо-¡ра выражается уравнением t/=20,4—1,61Р + 8,98Р0,5 , показывающим, что в интервале доз Р3о—Р120 прибавка урожая зерна составляет 7,4—12,1 ц/га и при дальнейшем повышении доз не изменяется. Первое последействие во всем диапазоне доз близко прямому действию (90%), а второе последействие— первому (86%). Кумулятивные эффекты при двойном наложении составляют 0,7—<1,3 ц/га, а .при тройном — 1,5— 3,6 ц/га.

б. Связь урожая горохо-овсяного сена с дозами фосфора определяется уравнением у=40,4+.7,58Р°>5, согласно которому в интервале доз Р3о—Рг70 прибавки урожая возрастают от 7,6 до 22,7 ц/га сена. Первое последействие, особенно в области повышенных доз, -близко прямому действию (84—88%), а второе во всем интервале доз — первому (84—99%). Кумулятивные эффекты достигают значительных величин (Эк| от

4.8 до 7,7 ц/га и Эк2 от 6,7 до 16,5 ц/га).

6. В севообороте однолетние- травы — озимая пшеница— ячмень —картофель наиболее отзывчивыми на возрастающие дозы фосфорных удобрений являются озимая пшеница и картофель. Ячмень и однолетние травы при 'Повышенных дозах примерно одинаково реагируют как на »прямое действие, так IE последействие фосфатов. В данном севообороте концентрирование удвоенных—утроенных доз под озимую пшеницу и картофель приводит в соответствующих звеньях к повышению эффективности фосфора особенно с ростом исходных ежегодных доз, обеспечивая дополнительно до 12,9—13,7 ц/га з. е., или до 4,3—4,6 ц/га з. е. в год.

7. Внесение возрастающих доз фосфора не снижает содержание белка и сырой клейковины, не ухудшает, а по ряду показателей улучшает хлебопекарные и технологические качества зерна озимой пшеницы, повышает крахмалистость и товарность картофеля, содержание фосфора в растениеводческой продукции. В последействии фосфаты практически не влияют на белковость ячменя и несколько повышают содержание сырого белка в сене горохо-овса, а также содержание фосфора во всех культурах. В результате размещение высоких доз фосфора под озимую пшеницу и картофель является оптимальным и в отношении качества продукции, обеспечивая

наибольший сбор' белка и крахмала в соответствующих звеньях.

в. Концентрирование фосфатоз под озимую пшеницу и картофель повышает коэффициент использования фосфора удобрений в двухлетнем цикле на 2,0—4,6% и в трехлетнем цикле — на 5,5—6,4% по сравнению с ежегодным их внесением.

9. При периодическом внесении фосфатов суммарная и среднегодовая обеспеченность 'подвижным фосфором культур севооборота выше, чем при ежегодном за счет резкого превосходства однократных доз в год их применения и высокого последействия на показатели фосфатного режима почвы.

10.- Систематическое внесение ф°сФ°рных удобрений не имеет преимуществ перед периодическим при формировании фосфатного фонда удобряемой почвы. При периодическом внесении даже «а третий год практически весь остаточный фосфор удобрений остается в ^пахотном горизонте, при этом более чем наполовину в наиболее доступной растениям фракции А1-Р.

11. Периодическое внесение фосфатов в двух- и трехлетних циклах под картофель обеспечивает значительно более высокий чистый доход и рентабельность, чем ежегодное их внесение. При этом в трехлетнем цикле чистый доход увеличивается с. 265—430 до 409—680 ру-б/га, а рентабельность с 449—328 до 535—421%, Концентрирование однократных доз фосфатов под озимую-пшеницу в трехлетием цикле повышало при всех исходных их дозах чистый доход с 325—558 до 358—754 руб/га, а рентабельность с 630—460 до 714—556%, а в двухлетнем цикле повышение наблюдается только по максимальным дозам. Са'мая высокая окупаемость 1 кг Р2О5 основной продукцией (з. е.) получена при периодическом внесении фосфатов под картофель и озимую лшеннцу при любой исходной дозе.

Предложения производству

Для повышения агроэкономической эффективности фосфорных удобрений на дерново-подзолистых произвесткованных слабоокультуренных почвах Центрального экономического района при обеспеченности хозяйств фосфорными удобрениями от 30 до 90—120 кг/га действующего вещества их следует концентрировать в севообороте под озимую пшеницу и картофель с периодичностью внесения 2—3 года.

Переход на периодическое внесение фосфора может осуществляться в один год без ущерба для валового урожая. При этом однократные дозы фосфатов следует вносить в первую очередь на сла-бообеспеченных фосфором почвах под наиболее отзывчивые культуры (озимые, картофель).

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Теоретические и практические аоиекты размещения фосфатов в севообороте. Доклады советских участников на VIII Международном конгрессе по минеральным удобрениям, часть I. М„ 1976 (в соавторстве).

2. Об оценке сравнительной эффективности действия и последействия фосфатов на культуры севооборота. Тезисы докладов регионального совещания Геосети опытов с удобрениями (Горький, 19—21 июля 1977 г.), М.', 1977 (в соавторстве).

3. О .повышении эффективности фосфорных удобрений в севообороте на дерново-подзолистой почве Смоленской области. Агрохимия, № 10, 1977 (в соавторстве).

4. Эффективное применение фосфорных удобрений. Информационный листок Смоленского ЦНТИ № 24, Смоленск, 1978.

5. Рекомендации по увеличению производства продуктов растениеводства в совхозах и колхозах Смоленской области. М., 1978 (в соавторстве).