Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАСЧЕТНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ В 8-ПОЛЬНОМ ПОЛЕВОМ СЕВООБОРОТЕ НА ТЕМНО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА РОССИИ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАСЧЕТНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ В 8-ПОЛЬНОМ ПОЛЕВОМ СЕВООБОРОТЕ НА ТЕМНО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА РОССИИ"



На правах рукописи СВИРИДОВ Дмитрий Александрович

ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАСЧЕТНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ В 8-ПОЛЬНОМ ПОЛЕВОМ СЕВООБОРОТЕ НА ТЕМНО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА РОССИИ

Специальность 06.01.04 — Агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1997

Диссертационная работа выполнена на кафедре агроно-мическо"! и биологической химии Московской сельскохозяйственной академии имени К А Тимирязева

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных на\к, профессор В. А. Демин.

Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных на\к, профессор Н. К. Болдырев, кандидат ссльскохо шйст-венных наук А. Д. Хлыстовским.

Ведущач организация — Центральный научно-и^следова-тельский институт агрохимического обслуживания сельского хозяистза (ЦИН \0)

Защита диссертации состоится . 1997 г

в .л" . . часов на заседании диссертационного совета Д 120 35 02 в Московской сельскохозяйственной академии им К. А Тимирязева

Адрес 127550, Москва И-550, Тимирязевская \л, 49 Ученый совет МСХА

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ МСХ\

Автореферат разослан . & 1997 г

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических

обцая характеристика работы

Актуальность работы. Агропромышленный комплекс - важная составная часть экономики. Эффективность использования человеком почвенного плодородия наглядно иллюстрируется получением устойчивых урожаев с.-х. культур хорошего качества. Продолжающееся в большинстве случаев хищническое использование земельных ресурсов и резкий спад применения удобрений грозит привести нас не только к экологической, но и к эко- . номической катастрофе. В связи с этим продовольственная безопасность государства находится под большим вопросом. Не потерять плодородие почв в таких условиях сложно, но чрезвычайно необходимо. Необходимо понимать и то, что без достаточного применения удобрений мы не можем создать требуемый продовольственный фонд в стране.

Один из вероятных путей прогнозирования и получения различных уровней планируемых урожаев мы попытались представить в данной работе. Для чего били разработаны модели различных систем удобрения, с использованием в расчетах доз питательных веществ метода дифференцированного нормативного баланса. Повышенное потенциальное плодородие и малая изученность темно-серых лесных почв в плане применения удобрений привлекли наше внимание. Как поведут себя культуры и почва при интенсивном сельскохозяйственном использовании? Именно по этой причине изучение предложенных нами систем удобрения является актуальным .как в практическом, так и теоретическом плане.

."? • Цель и задачи исследования. Цель проведения исследовани" в полевом опыте состояла в комплексном обосновании рациональных норм элементов питания для хозяйств Центрального района России, которые имеют на сегодня различный уровень обеспеченности удобрениями. Нормы внесения элементов питания рассчитывались методом нормативного дифференцированного баланса на 3 уровня планируемой урожайности сельскохозяйственных культур в 8-польном полевом севообороте. В связи с этим нами были' поставлены и решались следующие задачи: 1) установить влияние разных уровней насыщенности севооборота удобрениями на урожайность с.-х. культур; 2) используя расчетный метод дифф'еренцироаанного нормативного баланса установить возможность получения . разных уровней планируемой урожайности с.-х. культур в севообороте; 3) изучить изменение основных качественных показателей получаемой продукции в зависимости от возрастающих норм удобрений; 4) определить величину выноса ■питательных вешеств единицей урожая и коэффициенты их использования из удобрений и почвы; 5) определить баланс питательчых вешеств при

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Мао: • гхь^ о ачяда*»» и:.». п.. Л.

ино. ыа-Аг.

разных системах удобрения и их влияние на изменения основных агрохимических показателей почвы; 6) установить апияние разных систем удобрения на изменения фракционного состава почвенного калия; 7) дать экономическую оценку изучаемых систем удобрения.

ОО-ьскт исследования; 8-польныЯ полевой севооборот, расположенный на темно-серой лесной среднесуглинистой слабоопоозоленной почве. Системы удобрения: минеральная о1 кг Д.в./га и навозио-минеральные -69 и 131 кг д. в. минеральных удобрений на фоне 10 т навоза на 1 га севооборота.

Научная новизна работы состоит в использовании метода нормативного дифференцированного баланса для расчета норм удобрений на разные уровни планируемой урожайности ьа темно-серой лесной почве Центрального района России. Показана возможность получения в этом регионе при разных уровнях применяемых удобрения достаточно высоких урожаев сельскохозяйственных культур с хорошими качественными показателями. В работе приведены баланси азота, фосфора и калия в почве, изменения основных агрохимических показателей темно-серой лесной среднбсуглинистой почвы в зависимости от норм вносимых удобрений, прироста урожайности культур севооборота и выноса питательных веществ на единицу продукции, рассчитаны коэффициенты использования питательных веществ из почвы и удобрений. Показана экономическая эффективность изучаемых систем удобрения.

Практическая значимость работы. Предлагается использовать новый метод дифференцированного нормативного баланса для расчета норм удобрений, учитывающий почвенное плодородие и различную обеспеченность хозяйств удобрениями. Это оает возможность получения желаемой прибавки урожая в различных погодных и экономических условиях на твмно-серой лесной почве. 8 результате многолетнего полевого исследования установлено, что поддерживая интенсивный или экстенсивный баланс-элементов питания, можно целенаправленно регулировать их содержание в почве.

Разработанные и испытанные нами различные системы удобрения позволяют получать с.-х. продукцию хорошего качества. В работе показана экономическая эффективность предложенных систем удобрения.

Апробация работы. Материалы исследований ежегодно докладывались на заседаниях кафедры агрономической и биологической химии **СЗ(А в 19Я-1996 гг., на Четвертей Международной научной »онфпрениии ССМСА® С19Ч6 г.) и научной яонфр ешшм ГСХА (1Э««> г.).

ООъбм работы. Диссертация состоит из введения, 7 разделов обзора литературы, 6 разделов экспериментальной части, выводов и предложений производству, списка литературы (177 наименований, в том числе 19 на иностранных языках), 32 приложений. Текст работы изложен на 182 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц, 12 рисунков.

, Место, условия проведения опыта и методика исследований

Многолетние исследования, начатые в 1986 году С.М. Лепшиным <1989), С.Л. Отуриным (1992),: А.Н. Васильевым ~ (1995) и продолженные автором в 1994-1996 гг., проводились на опытном поле учхоэа "Дружба" Переславского района Ярославской области. Тбмно-серая лесная средне-суглинистая слабооподэоленная почва имела на момент начала опыта (1986 г.) следующие характеристики: содержание гумуса --4,2% (по Тюрину), рНкс} - 6,0, гидролитическая кислотность - 2,12, сумма поглощенных оснований - 20,6 мг-экв/100 г почвы, степень насыщенности почвы основаниями - 911, среднее содержание подвижных форм фосфора (по Кирсанову 9,2 мг/100 г почвы) и высокое - калия' (по Кирсанову - 21,5 кг/100 г почвы). Опыт развернут в пространстве и во времени,' имеет 4 варианта в 4-х кратной повторности: 1)контроль (без внесения удобрений), 2) минеральные удобрения (15Ы25Р21К, всего 61 кг д.в. на 1 га) первый уровень урожайности, 3)минеральные удобрения и навоз (22И39Р8К * 10 I навоза в среднем на 1 га, всего 179 кг д.в.). на 2-й уровень урожайности, 4)минеральные удобрения и навоз (53Ы64Р14К~+ 10 т навоза в среднем на 1 га, всего 241 кг д.в.) на 3-й уровень урожайности, общая площадь делянки 378 м* (10,8 X 35 м), учетная - 100-180 м*. =

_ Нормы внесения удобрений определяли методом дифференцированного нормативного баланса с учетом планируемой прибавки урожая. При прове-. дении расчетов учитывались хозяйственный вынос питательных веществ основной и побочной продукцией, действие и последействие минеральных и органических удобрений, пожнивно-корневых остатков бобовых культур с использованием коэффициентов распределения не более чем на 3 года.

Планируемые уровни урожайности сельскохозяйственных культур без удобрений были откорректированы в 1989 году, исходя из полученных в 1986-1988 годах результатов, а применяемые ранее нормы удобрений - в 1992 году (табл. 1). . :

Севооборот имеет следующее чередование :культур: ячмень -"МосковскиП-3" с подсевом многолетних трав (клевер - "Мурино", тимофеевка - "московская-5"), многолетние травы 1 т.п., многолетние травы 2 г.п., озимая пшеница - "Заря", картофель - "Невский", овес -

"Геркулес*, однолетние травы (горох - "Неосыпающийся", овес -"Геркулес"), озимая рожь - "Чулпан". Ранее выращивались: ячмень -"Белогорский", картофель - "Лор*", горох - "Немецкий кормовой" (в 19вб г. - вика сорта "Льговская"), озимая пшеница - "Звезда".

Из минеральных удобрений а опыте применяли аммиачную селитру, двойной гранулированный суперфосфат и хлористый калий. Навоз вносили под картофель (50 т/га) и озимую рожь (30 т/га), что в среднем составило 10 т на 1 га севооборота. Среднее содержание в навоза N -0,4» (0,17-0,41), - 0,21 (0,19-0,22) и К,О - 0,5» (0,48-0,51) на

сырую массу. Фосфорные, калийные удобрения и навоз вносили под культуры ярового клина под зяблевую вспашку, а азотные удобрения - весной под культивацию. Под озимые зерновые культуры 1/3 часть от обшей нормы азота вносили осенью под плуг, а 2/3 давали в раннеаесеннюю подкормку.

Табпица 1

Нормы минеральных удобрений в севообороте (1992-96гг.), кг д.в. на 1га

Чередование культур Ва риант 2 Вариант 3 ваоиант 4

N Р.О* к,о N Р»0, Х»0 N р,о, к,о

Ячмень 35 75 65 20 130 20 155 40

Мн. травы 1г.п. 20 30

Нн. травы 2г. п. 25 60 90

Озимая пшеница 60 25 30 130 60 60 180 70

Картофель 20 35 50

Оввс 25 65

Одн. травы 35 45 40 20 50 55 55

Озимая рожь 25 25 95 55

1 средн. по сев-ту 15 25 21 22 39 в 53 64 [ 14

Всего НРК 61 69 131

При возделывании культур использовали технологии, применяемые я условиях Центрального района России и рекомендованные средства зашиты растений от сорнякоа, вредителей и болезней.

Учет урожая проводили сплошным методом. Полученный урожай зерна приводили к стандартной 14» влажности. Урожай солом* зерновых культур и ботанический состав смес«Я многолетних и однолетних трав определяли по пробному снопу и пересчитывали,на 16»-ную влажность (урожая зеленой массы однолетних трав - 80»). Соотношение клубней я ботвы картофеля определяли по смешанному образцу, отобранному из 10 кустов.

Отбор, подготовку, химические и технологически* анализы растительных и почвенных образцов проводили общепринятыми методами, а соответствии с требованиями "ОСТов,

Математическую достоверность полученных урожаев культур, их качественных характеристик, агрохимических показателей почвы проводили методом дисперсионного анализа с использованием программы STRAZ.

Метеорологические условия 11 лет исследований значительно различались по годам. 1986 год в целом Сил благоприятен для возделывания с.-х. культур, особенно для зерновых и картофеля. В 1987 году отмечалось избыточное увлажнение (в мае-августе выпало на 150 мл больше осадков) и низкая температура воздуха в течение всего вегетационного периода. Избыточное увлажнение отрицательно повлияло на урожайность. Значительное снижение количества осадков и повышение температуры в 1988 году привело к заболеваниям овса, снижению урожайности зерна ячменя и сена однолетних трав, но не оказало существенного влияния на урожайность многолетних трав и картофеля. 1989 год, так же как и 1986, в целом благоприятствовал выращиванию культур, но двукратное увеличение осадков в августе привело X полеганию озимой ржи и недобору урожая ячменя. 1990 год имел избыточное (-'на 188,5 мм больше) увлажнение и сравнительно низкую температуру в течение всей вегетации, что привело к снижению урожайности однолетних трав. Неблагоприятные погодные условия в августе-сентябре не позволили своевременно приступить к севу озимой пшеницы, поэтому в 1991 году на ев месте высеяли ячмень. 1991 год в целом оказался более благоприятным для сельского хозяйства, чем предшествующий. Однако, осадки ливневого характера в начале июня вызвали гибель бобового компонента в смеси однолетних трав, что привело к снижению их общего урожая. 1992 год был неблагоприятным по условиям перезимовки многолетних трав 1 г.п., поэтому весной они были заменены однолетними.'В дальнейшем вегетационный сезон -этого года был на 0,7 - 3,4*С теплее. Количество выпавших за это время осадков было значительно ниже среднемноголетних ланных,' за исключением мая (особенно третьей декады). Это вызвало снижение урожайности яровых зерновых, картофеля и однолетних трав. 1993 год начался неудачно для посевов озимой пшеницы, значительная часть которых погибла. Поэтому на ее месте высеяли ячмень. Вегетационный период, особенно с июня по сентябрь, характеризовался значительным избытком осадков и низкой температурой воздуха. Сроки уборки культур отдвину-лись из-за несвоевременного вызревания. Несмотря на предупредительную обработку фунгицидами посадки картофеля были поражены фитофторой, что привело к потере части урожая. В 1994 году за май - июнь месяц осадков выпало на 37,7 мм больше нормы, температура воздуха при этом была ниже в среднем на 1,0"С. Вторая половина вегетационного периода характеризовалась более умеренным выпадением осадков и температурой.

в

близкой к среднемноголетней. Но иэ-эа неблагоприятных погодных условий начального периода роста значительно снизился урожай зерновых, а овес так и не смог завершить свое развитие из-за поразивших его болезней. Урожайность картофеля Была очень низкой. 1995 год Был в целом благоприятный по всем показателям, но жаркая, засушливая погода в мае не позволила семенам многолетних трав нормально прорасти. В 1996 г. количество осадков было на уровне среднемноголетних показателей, а температура - выше на 0,6-2,0°С. Следовательно, из 11 лет опыта нормальные погодные условия вегетационного периода отмечались трижды.

результаты ИССЛЕДОВАНИЙ Влияние систем удобрения на величину урожая сельскохозяйственных культур и продуктивность севооборота. Обращает на себя внимание урожайность культур в варианте без удобрений (контроль). За все годы опыта на этом варианте были получены сравнительно высокие (табл. 2) урожаи озимых культур (до 2,9-3,0 т/га), яровых зерновых (до 2,6-2,9 т/га), клубной картофеля (до 19,8 т/га), сена многолетних трав (до 6,2 - 6,6 т/га) и зеленой массы однолетних трав (до 22,0 т/га).

Таблица 2

Урожайность сельскохозяйственных культур в 1986-96 гг.. т/га

Культура вариант опыта ист,,

1 3 1 4

Ячмень 1,9 (2,0)« 2,5 (3,0) 2,9 (3,5) 3,2 (3,5) 0,2

1,3 - 2,8 2,0 - 4,1 2,3 - 4,2 2,7 - 4,5

Мн. травы 1 г.п. 5,5 (5,0) 4,8 - 6,2 6,3 <5,5> 5,6 - 6,9 7,2 (7,0) 6,1 - 8,1 (8,0) 7,4 - 8,8 0,4

Нн. травы 2 г.п. 5,5 (4,5) 4,7 - 6,6 6,3 (5.5) 5,1 - 7,7 7,4 (7,0) 6,1 - 9,0 8,2 (8,0) 6,7 - 9,3 0,4

Озимая " пшеница 2,4 (2,5) 3,2 (3,5) 4,0 (4,5) 4.4 (5,0) 0,2

1,2 - 2,7 1,5 - 3,9 2,0 - 4,9 2.4 - 5,2

Картофель 14,7 (16,0) 21,2 (22,0) 26,3 (30,0) 30,0 (35,0) 1.7

4,8 - 23,9 10,7 - 26,0 11,8 - 35,7 13,3 - 40,2

Овбс Ь* <2г5> 1,7 - 3.0 2,9 (3,0) 2,0 - 3,4 3,7 (4.5) 2,6 - 4,5 4,1 (5,0) 2,9 - 4,9 0,2

Одн. травы 117.0) 22,9 (25,0) 27,0 (30,0) 30,4 (35,0) 1,7

11,3 - 22,0 16,0 - 30,5 18,1 - 36,7 19,7 - 38,9

Озимая рожь 2,5 (2,5) 3,1 (3,0) 3,8 (4,0) 4,1 (5,0) 0,2

1,2 - 3.0 1,6 - 3.9 2,8 - 4,6 2,7 - 3,0

Примечание: • - над чертой - средняя за голы исследования урожайность культур, в скобках - планируемая урожайность; под чертой - колебания урожайности по годам.

Полученные данные свидетельствуют о том, что на темно-серой лесной почве при хорошей организации труда и своевременном выполнении всех агротехнических приемов хозяйства могут существенно повысить продуктивность культур даже без особых затрат на внесение удобрений.

Применение первого уровня минерального удобрения (вариант 2: 15N25P21K, всего 61 кг д.в. на 1 га) способствовало увеличению урожая эерна овса на 0,5 т, ячменя и озимой ржи - 0,6, озимой пшеницы - 0,8, клубней картофеля - 6,5, сена многолетних трав 1 и 2 г.п. - 0,8, зеленой массы однолетних трав - 5,8 т с 1 га по сравнению с контролем. Внесение удобрений, рассчитанных на второй уровень урожайности (вариант 3: 22N39P8K ♦ 10 т навоза в среднем на X га, всего 179 кг A.B.), обеспечило дополнительный прирост продукции зерновых культур на 0,4-0,8 т, картофеля - 5,1, сена многолетних трав - 0,9-1,1 и зеленой массы однолетних трав - 4,1 т с 1 га к предыдущему уровню. Наибольшее количество продукции было получено в 4 варианте при применении второго уровня навоэно-минеральной системы удобрения, рассчитанной на 3-й уровень урожайности (S3N64P14K + 10 т навоза 'в среднем на

I га, всего 241 кг д.в.). Ев применение помогло получить а среднем за

II лет зерна ячменя - 3,2 т, овса и озимой ржи - по 4,1, озимой пшеницы - 4,4, клубней картофеля - 30,0, сена многолетних трав -8,1-8,2, зеленой массы однолетних трав -30,4 т с 1 га севооборота.

Использование возрастающих норм удобрений под зерновые культуры повысило продуктивную кустистость злаков в 4 варианте в 1,3-1,4 раза по сравнению с контролем. Увеличилась длина колоса (метвлки) и количество эбрен. 'Масса 1000 зерен практически не изменилась.' За счет увеличения обпей кустистости и высоты растений прирост соломы в 4 варианте возрос по отношению к контролю и составил у озимой пшеницы -88», у других, зерновых - 72-75».

Таблица 3

Продуктивность севооборота и окупаемость удобрений за 1986 - 96 гг.

Показатель Вариант опыта

1 2 3 4

1. ■ Продуктивность, т корм. ед. на 1 га 3,0 3,9 4,7 5,2

2.. Прибавка продуктивности от удобрений, т корм. ед. на 1 га 0,9 1,7 2,2

3. Внесено кг д.в. на 1 га - 88 210 286

4. Окупаемость 1 кг д. . в.^ удобрений, корм. ед. 10,2 8,1 7,7

Продуктивность севооборота (табл.3) Саз внесения удобрений в среднем за 11 лет составила 3,0 т корм. ал./га. При внесении 88 кг/га минеральных удобрений получена прибавка на 0,9 т коры. ео. Применение еша 122 кг д.в. удобрений дало дополнительно 0,8 т корм, еа./га. Дальнейшее увеличение вносимых удобрений на 7<з кг а.а. повысило продуктивность ешв на 0,5 т, что составило 5,2 т корм, еа./га, не достигнув при этом своего предела. Окупаемость 1 кг д.е. удобрений закономерно снижалась по вариантам с 10,2 до 7,7 корм ад., оставаясь на довольно высоком уровне.

Влияние различных систем удобрения на качество урожая г -у. культур. С ростом количества вносимых т,коа относительное содержание азота, фосфора и калия максимально увелич>лось в основной продукции а среднем на 21, 17 и 11 % соответственно. Содержание кальция в грспук-иии большинства культур мало изменялось. Достоверный рост наблюдался в урожае основной и побочной продукции картофеля, овса, озимой ржи и веленой массе сднолетних трав. Наиболее отзывчивыми на внесение удобрений в отношении увеличения содержания магния оказались озимая режь (относительный прирост к контрольному варианту-20%), картоїель (относительный гриро_т в кгуСнях-12%), мнеголетние трааы (о-нссктегьный прирост - 16І) и овес (относительный прирост в ссл^ме-25»).

Возрастающие нормы удобрений увеличивали содержания аэста и сирого белка в зерне озимых и яровых кугьтур. испэпьзоаание навсэио-минеральных систем удобрения обеспечило отмоситегьиь-я прирост белковости перна ячменя на 12 - 23% к контролю. Но овсу и о іимой ржи прирост составил соответственно 8-11 и У 1У». Сълыла Г»їииаі положительно отреагировала на все гримвнчемьв система. Мнне$ .і-ьньїа ^деС, ения Обеспечили 5% ОТНт,СИТ»7*ьниТ Г^ИіиСТ Г, И КС "ь^иинии перл го

уровня наво «но минв^альн я система >і*',>йний дот "ни-а-ьно тяучи-и 101, а втерего урезня И* си^^-о Счг«л. ксичеі -і > с-ря* іниньі

Достоверно но*арас*а* і і» > со .(.,«1 п щіи п^иім-лм с і гри сохранении, ЧТО СЧЯНЬ В4ЖМЭ Д Л і. ) н А і и ь і * . )мий г«>| нгй Гр> Ы ее качес на. П^гим^нвмие г г „ ~ / < и * и > 2 * л -а

каїества. С текгоиийч^^ть и нат,%а ні и іииі «> иЛ не і , в-в|

гели, Тс яе МЛН > С-ЭЧ Ї -ь И О ГГТ9"нвн ПС« I )1"в"в к, и) Си мі 1 |»и,

Н г Л', Т- ;в 4 и "аЯ тьивм у„ '( книЗ інйіаг.ьЬ с -в, га

вне Су лого (С Г ). < _ ) ») (г П.« , о 11, 1\ м

ГО кЧГ5С1 С0гв[«1н»В С (С 1«.? _ І^.Г « І) '•ані* ни >. ц

*ра>м,«ГИ1 Т. ^ -ь »¿'■"в Ь мя ■ Я ¡( І^ким я І 1 ІНІН с ьоам

- в крупной (табл. 4). Сбор крахмала возрос и составил соответственно по вариантам 2,5, 3,5, 4,2 и 4,6 т/га. Содержание сырого болка достоверно увеличивалось на 10, 11 и 8» соответственно по каждому варианту относительно предыдущего, что в итоге в абсолютном значении составило 11,8% (4 вариант).

Таблица 4

Содержание крахмала в клубнях картофеля (1994 - 1995 гг.). % на сыр.м

Вариант Мелкая фракция (менее 50 г.) Средняя фракция (50 - 80 г.) Крупная фракция іболее 80 г.)

1994 г. 1995 г. 1994 г. 1 19Э5 г. 1994 г. 1995 г.

1 18,2 19, 3 20,5 19,7 21,5 20,0

2 18,0 18,1 19,8 38,0 21,1 19,6

3 16,5 17,0 17,5 17,2 18, 5 18,2

4 15, 2 16.1 16,6 17,1 18,3 17, 8

НСР„ 1.1 1. 3 2, 4 0, 8 2, 6 1,2

В 1994-96 гг. были проведены наблюдения эа фракционным составом клубней картофеля.'В -среднем, эа 3 года, доля клубней ..ассоЯ более 50 г возросла с 65 до 81%. Даже экстремальный для картофеля 1994 год при очень низкой урожайности позволил получить почти деукрлтное (с 33 до 61%) увеличение доли таких клубней в общем урожае. 8 благоприятные для культуры 1995-96 гг. темпы прироста доли клубней массой более 50 г снизились, но абсолютные показатели резко возросли и достигли в 3 и 4 вариантах 92-94%.

• ' Таблица 5

Показатели качества трав (в среднем за 1999-1995 гг.), % на в.с.м.

Показатель Варианты ИСРОІ

1 | 2 і 3 1 4

Сено многолетних трав (1 г. п./2 г.п.)

Сирой с^лок і ■ 16,2/ 14,0 16,5/ 14,4 I 17,2/ 14,8 17,5/ 16, 4 1 1,1/ 1,3

Клетчгт«* 1 2»,]/ 29,2 29,2/ 29,4 I 30,1/ 30,1 30,0/ 30,3 І 1.3/ 1.7

К»рот«н, «г/кг | 35.9/ 32.1 43,3/ 43,6 | 47,9/ 45,6 54,6/ 51.5 1 2.6/ - 2,4

Зеленая масса однолетних тозв

Суя. вн-ю, \ 19,2 18,в 18,3 0.7

Сырой Оелок 12.7 14,1 14,7 16,2 1.1

Кл«¥Ч«Гка 25,8 26,0 26,0 26,4 2.0

Клротин. ыг/иг 17,4 20,5 24,4 27,0 2.4

Содержание сырого белка в урожае однолетних и.многолетних трав (табл. 5), как правило, увеличивалось по мере роста норм применяемых

ю

удобрений, вносимые в почву элементы питания положительно сказались на содержании в однолетних и многолетних травах 1 и 2 г. п. каротина, увеличив его к каждому предыдущему уровню во втором варианте на 18 -21», в третьем - на 19, 10, 12», в четвертом - на 11, 14 и 13» соответственно по культурам. • '

Некоторое увеличение в продукции нитратов имело вполне закономерный, неизбежный характер и не могло вызвать отрицательных действий на высшие организмы. В ботве картофеля максимальное количество N0, наблюдалось в период бутонизации, увеличиваясь по вариантам с 99 до 382 мг/кг сырой массы. Затем к уборке оно снижалось в 3-7 раз. По сравнению с периодом клубнеобраэования содержание Ю) в клубнях к уборке снижалось в 2 раза и было намного ниже ПДК. Концентрация нитратов в кормах к уборке также снижалась примерно в 2 раза и находилась в допустимых пределах.

Таким образом, все рассматриваемые нами системы удобрения положительно повлияли на качество выращиваемых в опыте культур (за исключением закономерных изменений в клубнях картофеля).

Содержание ТН в урожае не определялось, но исследования, проведённые в другом аналогичном длительном опыте в учхозе "Михайловское", показали,. что за 14 лет эксперимента существенных (математически достоверных) изменений в этом плане не наблюдалось. Поэтому нет оснований предполагать, что и в нашем опыте за 11 лет применения более низких норм удобрений могло быть существенное возрастание в продукции и в почве концентрации тяжелых металлов.

Вынос основных элементов питания единицей продукции, их баланс в севообороте и коэффициенты использования из почвы и удобрений. При-, менение удобрений, рассчитанных на первый уровень планируемой урожайности, увеличило вынос азота на 1 т основной продукции с учетом побочной (табл. 6) в среднем на 4-7» (картофелем на 12»). В этих же пределах увеличивался вынос фосфора и калия (ячменем на 13»). Использование первого уровня навозно-минеральной системы удобрения повысило вынос всех трех элементов в среднем на 4-6» (картофелем на 9-10»), по сравнению с предыдущей минеральной системой. Наиболее значительный вынос питательных веществ отмечен в 4 - варианте (второй уровень навозно-минеральной системы удобрения). Однолетние и многолетние травы 2 г.п. практически не изменили своих показателей выноса по вариантам, за исключением выноса азота. Многолетние травы 1 г.п., '. напротив, несколько увеличили вынос фосфора и калия.

Вынос N. Р1<Э5 и К^О на 1 т основной грояущ ии с

побочной продукции (в среднем за - гг ). к"

Культура Вариант 1 ^лом«»нт 1

1 N 1

Ячмень планируемый ' .. 1 1 , 11 1 !

21,7 К,Р !

2 23,2 1

1 .4.7 |

4 Ь, 0 3, Ь 1

Многолетние травы планируемый и» 1 О 1 гь

1 г.п. (сено) 1 » 12, Т/ 24,1 5, 3 1

2 12,7*/ 24,4 . ; 2к'1 )

3 12, >•/ 25,5 5, ^

4 12,7'/ 25,9 6,' 1

Многолетние травы планируемый 15« ъ 1 1

2 г.п. (сено) 1 14, 5'/ 20,9 «.1 ".<•4 1

2 15,в'/ 21,5 ь,0 1 -4,0 1

3 16,ь'/ 22,2 ь, 5 1 24.5 |

4 18,1«/ 23,7 ь,5 1 25, 3 I

озимая пшеница планир\амыя 15 12 2Ь |

1 24,Ъ 11,4 23, 1 I

26, г 11, 1 23. ь |

г».ъ 13,0 24. 7 1

4 24, 6 13, ь 2-.0 1

Картофель планируемый 5,5 г,ь

1 5,0 1,9 5

2 5,6 V- 5.4

3 ь.г 2,1 ч,- 1

4 Ь, 4 2,2

Овес планируемый 30 13 1

1 27, 1 13,4

; 28. 3 и, 6

3 29,7 п.: 27. V

4 31, 7 14,4 2«.-, 1

однолетние травы планируемый 2,7« 1.2 4.4

(зеленая масса) 1 2,5»/ 4,0 1,4 4 , 7

г 2,6'/ 4,2 г. 4 4.1

3 2,7'/ 4,4 1,5 4 , в

4 2,7'/ 4,7 1,5 4 6

Озимая рожь планируемый 30 12 24

1 21,0 12,6 23,2

2 22,5 13, 4 24, 5

3 23,5 13,6 25, 3

4 26, 1 15,0 27,6

Примечание: • - вынос азота без учета азотфиксации бобовыми.

& большинстве случаев определенный нами хозяйственный вынос элементов питания на 1 т урожая основной гродукиии (с учетом гсбоч-ной) совпадал с планируемой величиной этого показателя.

В среднем по лучшим полям севооборота за период 1986 - 1995 гг. (табл. 7) хозяйственный баланс азота, фосфора и калия при применении минеральной системы удобрения культур (88 кг д.в. минеральных удобрений) был отрицательным. Применение первого уровня навоэно-минеральной системы удобрения (105 кг д.в. минеральных удобрений и 10 т навоза в среднем на 1 га севооборота) обеспечило прирост в балансе по лучшим голям севооборота азота до 100, фосфора -до 153% от выноса элементов. Дальнейший рост баланса азота и фосфора имел место и в случае применения второго уровня навоэно-минеральной системы удобрения (179 кг д.в. минеральных удобрений и 10 т навоза в среднем на 1 га севооборота) до 113 и 1751 соответственно. Резко отрицательный баланс калия создавался намеренно с целью выяснения возможностей почвы в продолжительности обеспечения питания растений при отсутствии или большом дефиците поступления калийных соединений. Этот вопрос будет изучаться и в дальнейшем.

Коэффициенты использования питательных веоеств возделываемыми сельскохозяйственными культурами из почвы в среднем эа 10 лет составили: легкогияролизуемого азота - 14-26», подвижных форм фосфора -7-12* и калия 6-23»,а коэффициенты использования из удобрений (рассчитывали разностным методом) по полям севооборота - азота 5473%, фосфора 28-29» и калия 92-117».

Таблица 7

Хозяйственный баланс азота, фосфора,•калия

в среднем по 1,3,8 полям севооборота (1986 - 1995 гг.)

Элемент Вариант Внесено в почву Вынесено с урожаем Баланс, ± Баланс, » к выносу

кг д.в. на 1 га

N 1 10 ■ 589 -579

2 550 825 -275 67

3 1055 1060 -5 100

4 1433 1265 ♦ 168 113

- р 1 5 270 265

2 358 367 -9 98

3 712 465 ♦ 247 153

4 970 553 ♦ 417 175

К 1 25 757 -732 -

2 282 1043 -761 - 27

3 577 1306 -729 44

4 693 1540 -847 45

Изменение основных агрохимических показателей почвы поп аейст-виам различных систем удобрения. До чакладки очыта в 1->86 г. темно-серая лесная почва с содержанием гумуса 4,2» и нейтральной реакцией среды имела 3 класс обеспеченности по фосфору и 5 класс - по калип (табл. 8).

Таблица в

Агрохимические показатели серой лесной почвы (в слое 0-20 см.)

Варили* опыте Гумус, t рДгеї Вт | 3 V, % Р, О, 1 К,0

мг-экк/100 р. ПОЧЙЫ по Кмрсмоку ] по Насловой

мг/100 г. почт

Перед закладкой опыта с 1986 Г.

4,2 1 ь,0 2.1 20,6 91 9.2 21,5

1995 Г.

1 4,2 5.9 *- г * 24,2 83 9,5 19.6 26, 2

2 4,2 6.0 2, 1 24,4 79 9,7 21,1 26, 5

3 4.5 6,0 2,3 24,3 86 10,9 21,5 34,0

4 4.3 5,9 2,3 24,1 87 12,3 21,1 34,2

НСРм 0. 1 0, 1 0,2 0, 9 - 0,6 1.2 3,9

За годи эксперимента на варианте без применения удобрений и при использовании только минеральной системы удобрения содержание в почве гумуса практически осталось на прежнем уровне. Применение навопно-минеральных систем удобрения обеспечило достоверный его прирост в обоих случаях. Следует отметить, что при возрастании количества минеральных удобрений со 105 до 11Э кг Д.в./га в навозно-минеральных системах, снизился темп прироста гумуса почвы.

Незначительное изменение рН солевой вытяжки В сторону подкис-ления отмечено только в 1 и 4 вариантах. Применение различных систем удобрения не оказало воздействия на степень насыщенности почвы основаниями. Тем не менее, внесение 10 т/га навоза оказало положительное влияние на гидролитическую кислотность при возрастающих нормах минеральных туков.

Положительны» рост хозяйственного баланса фосфора в 3 и 4 вариантах опыта привел к увеличению содержания этого элемента питания а почве на- один класс. За 10 лет содержание PjOj увеличилось на 1,7-3,1 мг/ЮОг почвы. Таким образом, для увеличения содержания подвижных форм фосфора в пахотной ело* (0-20 см| на 1 мг/100р почвы дополнительно сверх выноса с урожаен ежегодно требуется внесение 109-113 кг PjOt удобрений.

м

Сознательно созданный дефицитный хозяйственный баланс калия в севообороте (36-49» к выносу с урожаем) за годы эксперимента достоверно не изменил содержание подвижных форм этого элемента при определении к«0 по методу Кирсанова. Метод определения подвижного калия по Масловой позволил зафиксировать увеличение этой формы. Содержание ки-слотрастворимого калия в слое 0-40 см по сравнению с контролем достоверно возросло.

Экономическая эффективность изучаемых систем удобрения. Предложенные системы применения удобрений на разные уровни урожайности выгодны не только с точки зрения получения качественной продукции, поддержания плодородия почвы, но и с точки зрения получения экономического эффекта (табл. 9). _ -Наиболее " выгодным оказалось внесение минеральных удобрений и навоза, рассчитанных на третий уровень урожайности, которое обеспечило максимальный выход продукции с единицы площади ' (5098 тыс. руб. с 1 га) при минимальной себестоимости в 687 тыс. руб. Чистый доход от применения этой системы удобрения был наибольшим и составил- в итоге 1,3 млн. руб. с I га. Рентабельность от применения навозно-минеральных систем удобренияна одном уровне, но ниже чем от внесения только минеральных удобрений.

" Таблица 9

Экономическая эффективность систем удобрения в севообороте (в среднем за 1986-1996 гг.) -

Показатели Вариант опыта

1 2 3 4

Выход продукции на 1 га:-в т корм.. ед. в тыс. руб. - 3,0 2596 3,9 3530 4,7 4495 5,2 5098

Материально-денежные затраты на 1 га, тыс. руб. 2389 2827 - 3440 3775

Себестоимость 1 т корм, ед., тыс. руб.* 764 706 697 687

Чистый поход на 1 га, тыс. руб. 209 704 1055 1323

Окупаемость дополнительных затрат, руб. 2,14 1,81 1,84

Рентабельность: - производства продукции, % применения удобрений, » 8,7 24,9 113,0 30,7 80,5 35.0 80,4

и

выводы

1. Продуктивность в-лольного голево-о СеВООборО-а В среднем Ча 14Mt>-1496 гг. на тбмно -серой "-асноЯ среднесуглинистоЛ ючво при мин, р»-ь-ной системе удобрении или вв кг д. в. на 1 гл, во-іроіла „о

3,9 т корм. ед. на га; при первой навочно-минер ігьн системе (43N49P13K на фоне 10 т навоза в сроднам на 1 га савообіратл ти 210 ter д. в.) составила 4,7 ? корм, ед., а максимальная продуктивность -5,2 т корм. ед. поі>чена при внесении второго уровня нібозно-мииеральной системы удсСрвния (7aV76F25K на фона 10 т наьопа и г л 2 36 кг д.в. на 1 га). г. С ростом количества вносимых туков относительное содержание фіг сфора и калия максимально V ва.гичилось в основной Гродук^ии в среднем на 21, 17 и 11 % состветственно. Достоверный рост содержания кальция наСгюдагся в /рожаа основной и псСсчноЯ продукции картофеля, овса, оаимой ржи и зеленой массе однолетних трав, а магния - & ~ро-д>кции озимой ржи, клубнях картофеля, сене многс-етних трав и содоме овса.

3. Гри увеличении норм удобрений происходило достоверное повыланиа Со-ксрости "зерна овса, озимой гшекицы, соймой ржи и ячменя на Ї1, 14, 13 и соответственно. Содержание сь<рой клейковины в аарне озимой гшенииы вочроого с 20,4 до 2ь, 2% (гри сохранении 1 грут 1ы кач«с-ва).

4. I ри вопрагтании норм /добраний содержание сухого веиастаа к.-/бнях картофеля снизилось и среднем ja 10Jb-19i»5 гг. с 23,9 до 21, «¡1, кр»х-ма.га с 17,4 до 15,1%, но повысилось содержание сырого бегка Сс 8,'' до 11,8%) и витамина С (с 14,2 до 15,2 мг%). Самая низкая крахмалистость отмечена в меткой фракции кпуОней, а самая больная - в крупной. CCtp крахмала возрос с 2,5 до 4,6 т/га.

5. Насыщение севооборота удобрениями увеличило содержание сырого Сагка е сене многолетних и чеганой массе однолетних трав соответственно на 8 17 и 24% и каротина богое чем на 50%, но не повлияло на содержание клетчатки в продукции.

е. Содержание нитратов в клубнях картофеля, зеленой массе однолетних и многолетних трав в процессе вегетации с ростом норм удобрений увеличивалось примерно в 2-3 раза. К уборке урожая концентрация N0» гони-жалась в картофеле а 3-7 раз, а травах в 2 раза и была значительно ниже .ТДК.

7. Относительный хозяйственный баланс питательных ееяаеств в среднем го севообороту за 1986-1995 гг. а зависимости от уровня его гродуктивно-

сти и применяемой системы удобрения составил; азота - 68-125%, фосфора - 95-178, калия - 36-49» к выносу с урожаем.

(.Коэффициенты использования питательных веществ с.-х. культурами из. почвы в среднем за 10 лет составили: легкогидролизуемого азота - 14261, подвижных форм фосфора - 7-12 и калия 6-23»; а из удобрений по полям севооборота: 54-73» азота, 28-29 фосфора и 92-117» калия.

I. За 10 лет опыта на неудобренном варианте и при минеральной системе удобрения содержание гумуса в почве практически осталось на прежнем

. уровне. Применение нзвоэно-минеральных систем удобрения обеспечило достоверный его прирост <0,1-0,3»). Сумма поглощенных оснований не изменялась по вариантам опыта. Внесение 10 т/га подстилочного навоза оказало положительное влияние на гидролитическую кислотность при возрастающих нормах туков.

10. Содержание подвижных форм фосфора за 10 лет на удобренных вариантах достоверно возросло на 1,4-2,8 мг/100г почвы. Для увеличения содержания подвижного фосфора на 1 мг в 100 г темно-серой лесной почвы требуется внести 110 кг Р^Оз сверх выноса урожаем культур.

II. Применение различных уровней систем удобрения привело к повышению содержания водорастворимой, подвижной и кислоторастворимой форм калия в верхних горизонтах почвы по сравнению с неудобренным вариантом.

12. Все изучаемые системы удобрения на различные уровни продуктивности сработади эффективно и окупаемость 1 кг д. в. удобрений .составила 10,2-7,7 корм. ед. . '

1). Наибольший чистый доход (1323. тыс. руб./га) получен по 2 уровню навозно-минеральной системы удобрения в основном аа счет картофеля ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На темно-серой лесной почве Центрального' района России для получения продуктивности полевого севооборота 3,9 т корм. ед. с 1 га рекомендуется применять ЗОНЗЭР25К или. &8 кг Д.в. на 1 Та. Внесение 43н49р13К на фоне Ю т навоза в среднем на 1 га севооборота (или (.сего 210 кг д. в. на 1 га) позволяет повысить продуктивность до *,7 т корм, ед., а увеличение норм удобрений до 78Н76Р25К на фона 10 т навоза (или 286 кг д.в. на 1 га) 7 до 5,2 т корм. ед.

2. При расчетах научно обоснованных систем удобрения в севооборотах, предлагается использовать метод нормативного дифференцированного баланса.

Ни серой лесной почве со средним содержанием подвижных форм фосфора и высоким — калия в зависимости от урочня планируемой прод\ктивности севооборота необходимо придерживаться следчющих показателей баланса питательных веществ азота—67—113%, фосфора—98—175%, калия—27—45% к выносу с урожаем

3 При расчете норм удобрении на планируем\ю урожайность предлагается использовать следующий вынос азота, фосфора и калия (кг на 1 т основной продукции с учетом побочной)

Культура N р.ск к2о Культура М р2о5 к2о

Я тень 22 — 2ь 11—14 17-23 Картофель 5—6 2 8—10

\\н травы 1

г п (сено) 12—13* ")—(> 25—27 Овес 27—32 13—15 24—29

Мн травы 2 Одн тразы

г п (сен)) 1, 18* Ъ 7 23 25 (з/м) О* 1 4—5

Оз ¡мая Оз 1мая

пш ншы 25—30 11 — 14 23 27 21 26 13—15 23—28

Примечание * — (кз ^чста аз >тфик1_ашш

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1 Свиридов Л А Влияние различных систем удобрения на продуктивность многолетних трав на темно-серой лесной почве Владимирского Ополья / Сб Биологический азот в растениеводстве Тезисы докладов четвертой Международной наччной конференции СОИСАФ 6 7 мая 1996 г — М, 1996

2 Демин В \, Дёмин Н И , Свиридов Д А Определение содержания крахмала в картофеле по удельному весу клубней // И ш ТСХ\ —1997 — Вып 1

Объем 1 п л

Jak.ii 331

Типография Изчатетьства \\ 127550, Чосква, Тимирязевская ул. 44

Тираж 100