Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Эффективность технологий возделывания сельскохозяйственных культур в севооборотах юго-запада Нечерноземной зоны России
ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие
Автореферат диссертации по теме "Эффективность технологий возделывания сельскохозяйственных культур в севооборотах юго-запада Нечерноземной зоны России"
005015391
БЕЛЬЧЕНКО Сергей Александрович
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В СЕВООБОРОТАХ ЮГО-ЗАПАДА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ
Специальность 06.01.01 - общее земледелие
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
1 2 МДР 2612
Брянск-2012
005015391
Работа выполнена на кафедре растениеводства и общего земледелия ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» и ГНУ «Новозыбковская сельскохозяйственная опытная станция ВНИИ люпина»
Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук,
профессор Белоус Николай Максимович
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,
профессор Кононов Анатолий Степанович доктор сельскохозяйственных наук, профессор Мязин Николай Георгиевич доктор сельскохозяйственных наук, профессор Лобков Василий Тихонович
Ведущая организация - ФГБОУ ВПО «Смоленская государственная сельскохозяйственная академия»
Защита состоится 22 марта 2012 года в 10® часов на заседании диссертационного совета Д 220.005.01 в ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 243365, с. Кокино Выгоничского района Брянской области, корпус 4г конфесенц-зал
с —..I- *~(-~.и — 1_____^------ч /¿(л ,1 * \ -11 «л *
ь-||Ш1. цш&ь. о (ЧО.Э-Н1 j-.it-/¿1
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Брянской государственной сельскохозяйственной академии. Объявление и автореферат размещены на официальном сайте ВАК РФ www.vak.ed.gov.ru.
Автореферат разослан 21 февраля 2012 г.
Просим принять участие в работе совета или прислать свой отзыв на автореферат диссертации в 2-х экземплярах, заверенных печатью.
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор с.-х. наук
Дронов А.В.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Удовлетворение потребностей населения страны отечественными недорогими и одновременно высококачественными продуктами питания, а сельскохозяйственных животных кормами, является важнейшей задачей современного сельскохозяйственного производства.
В земледелии решение этой проблемы связано с переходом на ресурсосберегающие, малозатратные, экологические обоснованные агротехнологии возделывания полевых культур обеспечивающие высокую продуктивность, сохранение почвенного плодородия, существенную экономию энергетических и трудовых ресурсов, производство конкурентоспособной растениеводческой продукции.
Актуален также* вопрос сохранения почвенного плодородия и повышения выхода сельскохозяйственной продукции за счет использования всевозможных дешевых ресурсов: соломы зерновых и бобовых культур, зеленых удобрений с запашкой надземной массы, а также стерни; пожнивных сидератов, которые способны обогащать почву органическим веществом. Этого требуют не только экономические, но и экологические условия, так как снижается степень загрязнения окружающей среды, почвы, сельскохозяйственной продукции. Неотложность решения данной проблемы связана с различным экономическим положением сельскохозяйственных предприятий, а результаты научных исследований дают обоснование технологиям возделывания сельскохозяйственных культур с применением оптимальных систем удобрения в севооборотах для получения продукции с нормативными качественными показателями.
Цель и задачи исследований. Цель данной работы - совершенствование и энергетическое обоснование технологий возделывания сельскохозяйственных культур в севооборотах с различными системами удобрения для производства высококачественной продукции и сохранения уровня плодородия почвы.
В связи с этим решались следующие задачи:
- дать обоснование интенсивной, биологической и альтернативной технологий возделывания сельскохозяйственных культур различных севооборотов;
- выявить влияние изучаемых технологий на урожайность возделываемых культур;
- изучить влияние технологий возделывания на продуктивность севооборотов различной направленности;
- определить качество сельскохозяйственной продукции в зависимости от применяемых интенсивной, биологической и альтернативной технологий;
- определить накопление пожнивно-корневых остапсов под влиянием систем удобрения в технологиях возделывания;
- установить и обосновать баланс элементов питания;
- исследовать изменения агрохимических показателей почвы в зависимости от технологий возделывания;
- определить энергетическую эффективность интенсивных, биологических и альтернативных технологий возделывания сельскохозяйственных культур.
Научная новизна. Впервые разработаны технологам возделывания сельскохозяйственных культур на дерново-подзолистых песчаных почвах в сиде-ральном, зернопропашном и плодосменном севооборотах с оптимальными системами удобрения в целях производства высококачественного продовольственного и фуражного зерна, грубых и сочных кормов для животноводства.
Дана сравнительная оценка технологий возделывания сельскохозяйственных культур с разными системами удобрений в севооборотах по сохранению уровня плодородия песчаных почв дерново-подзолистош типа.
Определены оптимальные системы удобрения технологий возделывания, обеспечивающие минимум энергозатрат на производство одной зерновой единицы.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Сравнительная эффективность технологий возделывания сельскохозяйственных культур по урожайности и продуктивности севооборотов с оптимальными системами удобрения;
2. Формирование сельскохозяйственной продукции с хорошими параметрами качества в зависимости от систем удобрения интенсивной, биологической и альтернативной технологий;
3. Влияние систем удобрения в технологиях возделывания на основные агрохимические показатели почвенного плодородия дерново-подзолистых песчаных почв;
4. Энергетическая эффективность технологий возделывания в севооборотах с разными системами удобрения.
Практическая значимость результатов исследований. Установлены оптимальные системы удобрения интенсивной, биологической и альтернативной технологий с разными энергетическими затратами, которые составили основу для внедрения практических рекомендаций сельским товаропроизводителям всех форм собственности. Системы удобрения технологий возделывания разработаны под каждую культуру и севообороты в целом для получения продукции с хорошими показателями качества.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на Международной конференции «Молодые ученые - возрождению сельского хозяйства России в XXI веке» (Брянск, 2000); Международной научно-практической конференции «Использование достижений современной биологической науки при разработке технологии в агрономии, зоотехнии и ветеринарии» (Брянск, 2002); Международной научно-практической конференции «Технологические аспекты производства продукции растениеводства и животноводства» (Брянск, 2004); 41 Международной научной конференции «Агрохимические приемы рационального применения средств химизации, как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур» (Москва, 2007); Международной научно-практической конференции «Инновации в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур» (Горки, 2010); Международной научно-методической конференции учреждений участников Геосети России и стран СНГ (Москва, 2010); Международной научно-практической конференции «Агроэкологические аспекты устойчивого развития
АПК на территориях, загрязненных радионуклидами» (Брянск, 2011); Международной научно-практической конференции «Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК (Брянск, 2011); Международной научной конференции «Эффективность использования удобрений и других средств химизации в целях воспроизводства плодородия почв и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур» (Москва, 2011).
Материалы диссертации доложены и обсуждены на заседаниях кафедры растениеводства и общеш земледелия ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» и Ученого совета ГНУ НСОС ВНИИ люпина.
Публикации результатов исследований. По результатам исследований опубликовано 42 научные работы, в том числе 12 - в изданиях перечня ВАК, 5 монографий.
Организация исследований и личный вклад автора. Личное участие автора заключается в разработке методики экспериментов, постановке и организации проведения полевых и лабораторных опытов, получении основной части экспериментального материала (85%), анализе и интерпретации результатов, проведении статистической и энергетической оценки данных исследований, формулировании закономерностей, выводов и рекомендаций производству.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, списка литературы, включающего 593 источника, в том числе 42 на иностранных языках, изложена на 362 страницах компьютерного текста, содержит 118 таблиц, 10 рисунков и 36 приложений.
Автор выражает искреннюю признательность за ценные советы и помощь в выполнении данной работы научному консультанту, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н.М. Белоусу; докторам сельскохозяйственных наук В.Е. Торикову, Г.П. Малявко, М.Г. Драганской A.B. Дронову, JI.JL Яговенко, благодарит сотрудников кафедры растениеводства и общего земледелия, кафедры биологии, кормопроизводства, селекции и семеноводства, а также руководителей предприятий: ФГУ «Брянскагрохимрадиология» П.В. Прудникова и ФГУ «Брянская MBJI» И.И. Сидорова
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Условия и методика проведения исследований
Исследования проводили на Новозыбковской сельскохозяйственной опытной станции ВНИИ люпина, расположенной на юго-западе Нечерноземной зоны России.
Климатические условия зоны относятся к неустойчивым по увлажнению, с неравномерным распределением осадков и значительной продолжительностью сухих, жарких периодов в течение вегетации, отрицательно влияющих на эффективность применяемых удобрений. Среднегодовое количество осадков колеблется от 500 до 700 мм, в том числе за вегетационный период (май-сентябрь) от 270 до 340 мм. Среднегодовая температура 6,5°С, за вегетационный период: в мае -14,9°С (колебания от 12,6 °С до 1б,2°С), июне - 21Д°С (от 19,3 °С до 25,6°С), августе - 19,4 °С (от 18,4 °С до 20,4°С). Продолжительность безморозного периода 200-220 дней, сумма положительных температур 2450-2750°С.
В годы исследований по сумме осадков за вегетационный период наиболее засушливыми были 2000 г. (май-июнь, август), 2002,2003 (май, июнь -1 и II декады), 2005 г. (июль-август), 2007 г. (май и август), 2008 и 2010 гг.
Опыт 1. (2000-2011 гт.1. Сравнительная эффективность технологий возделывания сельскохозяйственных культур в различных севооборотах в условиях радиоактивного загрязнения. По данной утвержденной теме ВНИИА были заложены 3 вида севооборотов.
Сидеральный севооборот:
№ 1. Картофель - ячмень - сераделло-овсяная смесь (отава на запашку) -
- --------/ЛАПП _
• ■ ■ /л1 .у,
№ 2. Картофель - ячмень - люпин з/м (ПКО на запашку)- озимая рожь+пожнивный сидерат (2002 г.).
Зернопропашной севооборот:
№ 1. Кукуруза з/м - ячмень - овес - озимая рожь - 75% зерновых культур (2001 г.);
№ 2. Кукуруза з/м - ячмень - люпин з/м - озимая рожь - 50% зерновых (2004 г.).
Плодосменный севооборот:
Кормовая свекла - ячмень - люпиноовсяная смесь (зерно) - озимая рожь (2006 г.).
В севооборотах изучали три технологии возделывания сельскохозяйственных культур, включающие различные системы удобрения под первую культуру (табл. 1).
1. Интенсивная технология сидералыюго и зернопропашного севооборотов включала следующие системы удобрения: органическая - 80 и 120 т/га подстилочного и бесподстилочного навоза КРС в дозе, рассчитанной по содержанию азота в 40 т подстилочного. Органо-минеральная — аналогичные дозы навоза в сочетании с минеральными удобрениями эквивалентно содержанию МЧС 40 т/га подстилочного навоза.
Интенсивная технология плодосменного севооборота (2006 г.) представлена минеральной повышенной системой (2ИРК по выносу), органической (80 т/га бесподстилочного навоза) и органо-минеральной (40 и 80 т/га Б.Н.+МРК).
2. Биологическая технология включала системы удобрения, сидерального и зернопропашного севооборотов, основанные на использовании минимальной дозы подстилочного навоза 40 т/га и бесподстилочного КРС (эквивалент по азоту 40 т/га подстилочного навоза); соломы озимой ржи, оставленной на поле в измельченном виде после уборки. В среднем урожайность соломы озимой ржи составила 4,4 т/га, что по количеству внесенного органического вещества приравнивается к 15-17 т подстилочного навоза. Пожнивный сидерат (редька масличная) — укосная масса, сформированная за период с 05.УШ по 15.Х, с урожайностью от 10 до 35 т/га, что в переводе на подстилочный навоз составляет 2,5-8,8 т/га.
Системы удобрения с соломой и сидератом создавали осенью предшествующего года под пропашную культуру севооборота. После уборки озимой ржи комбайном «Сампо 500», измельченная солома равномерно распределялась на соответствующих вариантах и ее заделывали в 2 следа тяжелыми дисковыми боронами БДТ-3,0 на глубину 10-12 см. Поле прикатывали РВК-3,6, высевали редьку масличную (конец июля — начало августа) с нормой высева 35-40 кг/га по соломе и без неё. При благоприятно сложившихся погодных условиях, особенно наличии влаги, всходы появлялись на 5-6 день, а в середине октября надземную массу запахивали.
3. Альтернативная технология в сидералышм и зернопропашном севооборотах представлена тремя системами удобрений: минеральная - эквивалент содержания МРК в 40 т подстилочного навоза в сочетании с соломой; минеральная — с сидератом пожнивным; минеральная — с соломой и сидератом. В плодосменном севообороте - минеральной по выносу элементов питания кор-нснлидами, умеренной ор! анинсскои, оргаьоминсрсшънон с уменьшенными вдвое дозами органических и минеральных удобрений (2006 г.).
Полная схема внесения удобрений под первую культуру севооборота представлена в таблице 1.
Закладка опытов происходила на дерново-подзолистой песчаной слабо - и средне окультуренной почве с агрохимическими показателями, представленными в таблице 2. Колебания по содержанию обоснованы поделяночным определением, которые охватывали все изменения пахотного слоя.
Более низким уровнем плодородия отличались опыты закладки 2001 г. (зер-нопропашной 75% зерновых), 2002 г. (сидеральный № 2) и 2006 г. (плодосменный).
Навоз и минеральные удобрения вносили весной под перепашку зяби.
1. Схема внесения удобрений под первую культуру севооборота, т, кг/га д.в.
№ п/п Севооборот Интенсивная технология Биологическая технология Альтернативная технология
органическая органо-минеральная навоз соло ма сиде рат соло-ма+ сидерат навоз КРК+ солома №>К+ сидерат ИРК+ солома+ сидерат
П.Н. Б.Н. П.Н. Б.Н. N Р К П. Б. П. Б.
1 Сидеральный № 1(2000) 80 100 80 100 120 80 100 40 50 4,1 35 4,1+35 - - К120РвоК1Ю+ 4,1 ї^і2оРгоКюо+ 35 4,1+35
120 150 120 150
2 Сидеральный №2(2002) 80 66 80 66 132 48 84 40 33 6,0 30 6+30 - К,32Р<8К84 ;Ы132Р48КМ+30 +6 ; N„^48^+ 6+30
120 99 120 99
3 Зернопропашной с 75% зерновых культур № 1 (2001 г.) 80 54 80 54 148 68 104 40 27 3,0 18 3+18 КшРб8Кі04+ 3 ^4вР«вКіо«+ 18 МЦІР«^,^ 3+18
120 81 120 81
4 Зернопропашной с 50% зерновых культур № 2 (2004 г.) 80 96 80 96 164 24 40 40 48 4,4 10 4,4+10 К1ИРмК4о+ 4,4 ЛінРЛ+Ю ^1б4Р24^40+ 4,4+10
120 144 120 144
5 Плодосменный (2006 г.) - 80 - 40 136 44 218 40
80
20 КбвРцКію
- - - 40
- - - - 272 88 436 - ИізбР^Кз^
Примечание: под остальные культуры севооборота внесено общим фоном: 1 и 2 - М^оРдаК^о, 3-5 -К1МК15а
2. Агрохимическая характеристика опытных полей
Год закладки Гумус, % рНоссщ Нг | $ Р2О5 | к2о
мг-экв. на 100 г мг/кг
Интенсивная технологій
2000 2,10-2,38 6,0-6,4 0,5-1,1 8,5-11,3 400-440 67-88
2001 1,94-2,01 4,5-5,4 1,8-2,8 5,1-7,4 235-281 39-64
2002 1,66-2,24 5,4-6,1 1.1-1,7 6.3-9,3 280-327 46-62
2004 2,10-2,39 5,7-6,0 1,2-1,5 9,8-11,3 258-333 50-80
2006 1,75-2,15 5,1-5,7 1,6-1,9 4,5-6,3 255-295 38-54
Биологическая технология
2000 2,18-3,43 6,1-6,5 0,5-0,8 10,0-15,3 330-400 70-77
2001 1,89-1,98 5,5-5,8 2,0-2,3 5,2-6,9 247-294 37-67
2002 1,62-2,12- 5,6-6,2 0,8-1,7 5,8-8,7 249-277 44-58
2004 2,04-3,30 5,8-6,2 0.8-1,3 10,9-15,3 282-359 69-75
2006 1,68-2,10 5,3-6,1 1,2-2,2 4,1-7,2 224-264 44-57
Альтернативная технология
2000 2,24-3,23 5,9-6,5 0,7-1,2 9,0-15,5 314-362 68-77
2001 1,91-2,00 5,3-5,8 1,2-1,7 6,9-8,1 237-287 44-70
2002 1,92-2,22 5,9-5,9 1,2-1,3 7,8-8,2 244-273 50-53
2004 2,13-3,13 5,8-6,3 1,2-1,8 10.4-14.1 324-350 74-79
2006 1,84-2,02 5,6-5,7 1,5-2,2 6,4-7,2 238-261 47-49
Характеристика органических удобрений представлена в таблице 3. Минеральные удобрения вносили в виде аммиачной селитры, простого гранулированного суперфосфата, хлористого калия.
3. Содержание №К и цезия-137 в навозе, соломе и сидерате
/ ---------- ^шлл'и^Орй 1 Показатель и пд навоза золима Сидерат НРК кг/га, экв. 40 т/га подстилочного навоза
подстилочный 1ХШЗД- сппсгаъй
Сидеральньгй № 1(2000) 0,30 0,24 0,80 1,38 120
р2о5, % 0,20 0,15 0,48 1,04 80
к-а % 0,25 0,20 1,80 3,23 100
Бк/кг 4391 517 172 54 -
Доза, т/га 40 50 4,1 35,0 -
Зернопропащ-ной с 75% зерновых культур (2001) N. % 0,37 0,55 1,00 1,5 143
р,о5, % 0,17 0,21 0,56 1,06 68
к20, % 0,26 0,38 2,17 3,73 104
"'С?, Бк/кг 1237 1354 200 133 -
Доза, т/га 40 27 3,0 18,1 -
Сидеральный № 2(2002) 0,33 0,40 1,07 1,4 132
Р2О5, % 0,12 0,19 0,61 1,0 48
к2о, % 0,21 0,37 2,78 3,5 84
'"Се, Бк/кг 1061 780 220 165 -
Доза, т/га 40 33 6 30,0 -
Зериопропаш-ной с 50% зерновых культур (2004) N. % 0,41 0.34 0,78 1,70 164
Р2О5, % 0,06 0,11 0,40 1,06 24
к2о, % 0,01 0,12 1,82 3,8 40
'"Ся, Бк/кг 2751 2554 190 157 -
Доза, т/га 40 48 4,4 10,0 -
Плодосменный (2006») Ы, % - 0,25 - - 100»
Р2О5, % - 0,11 - - 44
к,о, % - 0,21 - - 84
'^сб, Бк/кг - 1214 - -
Доза, т/га - 40 - -
♦Примечание: №К экв. 40 т/га бесподстилочного навоза КРС
Доза внесения минеральных удобрений соответствовала содержанию NPK в 40 т подстилочного навоза. В плодосменном севообороте доза бесподсгилоч-ного навоза соответствовала средней дозе в предыдущих севооборотах, а минеральные удобрения вносили согласно выноса с урожайностью 40 т корнеплодов и 20 т ботвы.
Опыт 2. Микрополевой, краткосрочный проведен в 2001-2003 гг. Цель опыта - изучить степень разложения подстилочного, бесподстилочного навоза КРС, соломы и сидерата в полевых условиях, в зависимости от срока экспозиции: через 6 месяцев; 1,5 года; 2,5 года. Виды навоза в количестве 1 кг, 2 кг и 3 кг, при естественной влажности были размещены в капроновых мешочках на глубине 0-20 см рендомизировано в 3-х кратной повторности. Для определения степени разложения в мешочки помещены были резаная солома и зеленая масса редьки масличной (0,5 см). Почва заложена послойно в соответствии с выемкой и уплотнена. Разложение навоза, соломы и сидерата шло под влиянием имеющихся в них микроорганизмов, температурных условий и увлажнения.
По тематике опытов изучали:
1. Агрохимические свойства почвы (Петербургский, 1968; Аринушкина, 1970; Агрохимические методы исследования почв, 1975; Методические указания ВИУА, ч. 2.1975);
2. Групповой состав гумуса (Агрохимические методы исследования почв, 1975);
3. Определение различных форм фосфора и калия (Агрохимические методы исследования почв, 1975);
4. Активность почвы по радиоцезию (гамма-спектрометр «Гамма-1С»);
5. Динамику роста растений и структуру урожая (Доспехов, 1968);
6. Качество урожая (Петербургский, 1968; Методические указания ВИУА по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями «Анализ растений», ч. 2., 1976);
7. Накопление тяжелых металлов (Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах с.-х. угодий и продукции растениеводства. М.: ЦИНАО 1992 г.);
8. Баланс гумуса, азота, фосфора, калия (Методические указания по определению баланса питательных веществ, М.: 2000);
9. Накопление пожнивных и корневых остатков (Научные основы и рекомендации по эффективному применению органических удобрений. М.: 1991);
10. Содержание цезия-137 в конечной продукции культур севооборота (Методические указания по определению естественных радионуклидов в почвах и растениях. М: 1985 г.);
11. Разложения органических удобрений, соломы и сидерата; (Научные основы и рекомендации по эффективному применению органических удобрений. М.: 1991);
12. Энергетическая эффективность (Боинчан, Стадник, 2007).
Смешанные образцы почвы пахотного горизонта отбирали тростевым буром на I и III повторениях с 10 точек, а до 1 м — буром Малькова с 5 точек. Анализы выполняли по следующим методикам: влажность почвы - высушиванием
навески в сушильном шкафу при 1105°С в течение 7 часов, рН солевой вытяжки - потенциометрически; гидролитическую кислотность - по Каппену; сумму поглощенных оснований - по Каппену-Гильковицу; обменные СаО и М§0 -трилонометрически; гумус по Тюрину в модификации Симаковой; групповой состав гумуса - по Тюрину в модификации Пономаревой и Плотниковой; нитраты- колориметрически; подвижный фосфор - по Кирсанову; формы фосфора
- по Чангу-Джексону; обменный калий - по Кирсанову и Масловой; легкообменный - в 0,05 н СаС12; необменный - по Пчелкину.
Средние образцы растений для анализа отбирали на двух повторностях опыта. Определяли: сухое вещество - по Петербургскому; золу - по Лебедянцеву; содержание азота, фосфора, калия, клетчатки, пленчатости - на инфракрасном спектрометре; нитраты - колориметрически; крахмал - по удельному весу клубней на весах Парова; витамин С - по Мурри; тяжелые металлы - с помощью атомно-абсорбционного спектрометра; вкусовые качества - органолепгически; содержание цезия-137 - спектрометром «Гамма 1С».
Во время вегетации растений проводили фенологические наблюдения.
За 11 лет исследований было поставлено более 20 полевых опытов на восьми культурах. Учтен урожай с 5 тыс. делянок. Проанализировано около 1,5 тыс. растительных и 5 тыс. почвенных образцов.
Агротехника возделывания культур в опытах Возделывали сорта:
- картофель — "Темп". "Резерв";
озимая ппжь — "Пуховчанка":
<1Т1»«ЛТХГ _ '*] '<«Г■ >1"'' »/-"„¿С«".
я ' "УЧИ 1 ииир , ^дир ,
- овес - "Скакун";
- сераделла с овсом на зеленую массу - "Скороспелая-3587";
- люпин - "Кристалл";
- кукуруза на силос - "Бемо 182";
- копмовая свекла — «Ротевальц».
Агротехника возделывания культур общепринятая для Брянской области: посадка картофеля - на гребнях с междурядьями 70 см; посев кукурузы и кормовой свеклы - широкорядно на 70 см; остальные культуры - рядовым способом.
Органические удобрения вносили механизировано - РОУ-5, минеральные
— вручную, поделяночно.
Основная обработка почвы - зяблевая вспашка (ПЛН-3-35). Под картофель, кукурузу и корнеплоды проводили перепашку зяби для заделки органических и минеральных удобрений, под остальные культуры - весенняя культивация и прикалывание (РВК-3,6). Сеяли зерновые - СЗТ-3,6, картофель сажали -СН-4Б, кукурузу и кормовую свеклу - СО-4,2.
Обработка посевов картофеля, кукурузы и корнеплодов до всходов велась сетчатой бороной БЗСС-1,0, а междурядная - с помощью культиватора КРН-4,2.
Уборку урожая зеленой массы кукурузы, сераделлы с овсом, люпина, клубней картофеля, корнеплодов кормовой свеклы проводили вручную поделя-
ночно, а зерновых культур - комбайнами СК-5 «Нива» и «Сампо 500», с последующим взвешиванием.
Систему борьбы с сорняками, болезнями и вредителями проводили общим фоном, для этого использовали ОПШ-15, отечественные и зарубежные препараты, разрешенные для применения.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Совершенствование технологий возделывания сельскохозяйственных культур в севооборотах юго-запада Нечерноземной зоны России
Влияние технологий возделывания на урожайность культур
Результаты длительного стационарного опыта свидетельствуют, что органическая система удобрения интенсивной технологии с подстилочным навозом менее эффективна, чем с бесподстилочным: разница в урожайности картофеля 2,5-2,6 т/га (табл. 4). Органо-минеральная система удобрения превышает органическую с подстилочным навозом на 9,0-10,1 т/га и на 6,5-8,2 т/га с бесподстилочным. Вид навоза на урожайность клубней картофеля не влиял и соответственно не обеспечивал достоверной его прибавки.
На урожайность зеленой массы кукурузы эффективнее действовал бесподстилочный навоз относительно подстилочного. Органо-минеральная система удобрения в сравнении с органической обеспечила рост урожайности с под--- Л П С 1 — л Л Л Л О п..
w.и.w ii,L,i..i naiiwjAi na iii£, w Uwwiiw^viiijivJ'iriijiivi — na iT ;—r,^-' '.i... t
бавки зеленой массы от тройных доз обоих видов навоза находились в пределах ошибки опыта.
Максимальные дозы бесподстилочного навоза оказали положительное влияние на урожайность кормовой свеклы: получены достоверные прибавки от органической и органо-минеральной систем - 9,9 т/га и 6,0 т/га. Урожайность корнеплодов по органо-минеральной системе соответственно превышала органическую на 12,7-16,6 т/га.
Таким образом, в прямом действии органо-минеральная система удобрения интенсивной технологии смогла обеспечить высокую урожайность клубней картофеля, зеленой массы кукурузы, корнеплодов кормовой свеклы с преимущественным влиянием бесподстилочного навоза над подстилочным.
В сидеральном и зернопропашном севооборотах положительное последействие (1™ год) органо-минеральной системы удобрения установлено в посевах ячменя: прибавка урожайности зерна с подстилочным навозом составили 0,640,84 т/га, с бесподстилочным - 0,76-0,75 т/га. Преимущество тройной дозы над двойной обеспечил подстилочный навоз по органической (0,23 т/га) и органо-минеральной системе (0,43 т/га) удобрения.
4. Влияние систем удобрения интенсивной технологии на урожайность сельскохозяйственных культур, т/га (среднее за 2000-2010 гг.)
Система удобрения Прямое действие Последействие
картофель (клубни) ,2 « СП >> а t? кормовая свекла (корнеплоды) 1-й год ячмень (зерно) 2-й год овес(зерно) сераделло- | овсяная смесь , (з/м) люпин (з/м) 3-й год озимая рожь (зерно)
П.Н. 2 доз и 12,4 37,0 — 1,38 1,21 32,5 31,2 2,17
П.Н. 3 дозы 13,0 39,7 — 1,61 1,36 32,9 33,0 2,22
Б.Н. 2 дозы 14,9 38,4 37,1 1,42 1,25 31,3 32.1 1,97
Б.Н. 3 дозы 15,6 40,9 47,0 1,58 1,32 32,1 32,1 2,04
П.Н. 2 дозы + NPK 22,5 43,1 — 2,02 1,39 35,4 31,4 2,35
H.H. 3 дозы + NPK 22,0 44,4 — 2,45 1,41 35,0 32,8 2,47
Б.Н. 2 дозы + NPK 23,1 42,8 53,7 2,18 1,32 33,7 31,2 2,26
Б.Н. 3 дозы+ NPK 22,1 45,7 59,7 2,33 1,44 34,1 32,2 2,36
НСР 05 2,4 3,1 4,5 0,23 0,22 2,5 3,4 0,23
Примечание: 1 доза подстилочного навоза фиксирована - 40 т/га, а бесподстилочного навоза эквивалентна по азоту; "КРК эквивалентно содержанию в 40 т/га подстилочного навоза.
Последействие системы удобрения интенсивной технологии на второй год испытывали в посевах овса, люпина и сераделлоовсяной смеси. Продуктивность овса значительно уступает ячменю не только ¡сак более удаленная культура по севообороту, но из-за крайне неблагоприятных условий вегетации по увлажнению. Различия по урожайности зерна овса, сераделлоовсяной смеси и зеленой массы люпина между видами и дозами навоза, а также системами удобрения не существенны (табл. 4).
Завершающей культурой в севооборотах возделывалась озимая рожь, урожайность которой превосходила яровые зерновые. Выявлено преимущественное влияние подстилочного навоза над бесподстилочным: по органической системе разница по урожайности зерна составила 0,20 и 0,18 т/га и органо-минеральной - 0,09-0,11 т/га. Органо-минеральная система удобрения с тройной дозой обоих видов навоза обеспечила достоверную прибавку.
По биологической технологии минимальная доза подстилочного (40 т/га) и бесподстилочного (41,5 т/га) навоза способствовала получению урожайности клубней картофеля (11,6 и 11,5 т/га), уступающей в 1,4-3,1 раза интенсивной технологии, а использование соломы, сидерата и их сочетания обеспечило одинаковую урожайность (13,3-15,4 т/га) только с органической системой удобрения (табл. 5).
Умеренные дозы навоза и соломы с сидератом по урожайности зелёной массы кукурузы (35,3, 37,9 и 35,0 т/га) оказались эффективнее, чем солома и сидерат, внесённые отдельно (32,9 и 33,6 т/га). Система удобрения биологической технологии по урожайности уступала, как органической (на 0,5-8,0 т/га),
так и органо-минеральной системе удобрения интенсивной технологии (на 4,922,8 т/га) в меньшей степени по навозу и в большей — соломе и сидераггу.
Высокая эффективность последействия систем удобрения биологической технологии на ячмене получена при совместном внесении соломы с сидератом (1,61 т/га) и сидерата (1,38 т/га), которые по урожайности зерна приравнивались к органической системе удобрения интенсивной технологии, но при этом уступали органо-минеральной - в пределах 0,41 -1,07 т/га.
Урожайность зерна овса по биологической технологии (1,21-1,73 т/га) одного уровня с интенсивной (1,21-1,44 т/га). Ниже она от последействия умеренных доз навоза (1,21-1,24 т/га) и выше от соломы (1,67 т/га), сидерата (1,73 т/га) и соломы с сидератом (1,68 т/га). Это связано с тем, что ов5с высевали (2008 г.) совместно с люпином, что благоприятно сказалось на урожайности.
В последействии системы удобрения биологической технологии мало влияли на урожайность зелёной массы люпина (31,3-33,9 т/га) и сераделло-о в сякой смеси (30,3-33,2 т/га). Если по люпину различий в урожайности зелёной массы между биологической и интенсивной технологиями не получено, то по сераделлоовсяной смеси урожайность была одного порядка с органической системой и уступала (0,5-5,1 т/га) органо-минеральной.
5. Влияние систем удобрения биологической технологии на урожайность сельскохозяйственных культур, т/га
Система удобрения Прямое действие Последействие
ÉO О ^ 1-І к « О. 5* К 1 f fe О- Qj г» „«О* я o ó .s ilí o o i люгши: (з/м) озимая рожь (зерно)
П.Н. 1 доза 11,6 35,3 1,15 1Д1 30,9 32,0 1,93
Б.Н. 1 доза 11,5 37,9 1,17 U4 30,3 33,9 1,89
Солома озимой ржи 13,8 32,9 1,25 1,67 32,5 31,3 1,90
Сидерат пожнивный 15,4 33.6 1.38 1,73 31,2 32,5 2,09
Солома с сидератом 14,7 35,0 1,61 1,68 33,2 32,0 2.16
НСР05 2,5 3,5 0,22 0,24 2,7 3,6 ОДЗ
На озимой ржи последействие (З4 год) системы удобрения биологической технологии снижалось: урожайность зерна от умеренных доз составила 1,891,93 т/га, от соломы, сидерата их сочетания - 1,90-2,16 т/га. Полученные результаты по урожайности идентичны тем, что обеспечила органическая система интенсивной технологии, но ниже относительно органо-минеральной - на 0,100,58 т/га.
Системы удобрения альтернативной технологии сформировали урожайность клубней картофеля (21,1-24,0 т/га), что на уровне органо-минеральной системы интенсивной технологии и превышали органическую - в 1,5-1,9 раза, а также системы удобрения биологической технологии в 1,6-2,1 раза (табл. 6).
6. Влияние системы удобрения альтернативной технологии на урожайность сельскохозяйственных культур, т/га
Система удобрення Прямое действие Последействие
картофель кукуруза з/м кормовая свекла ячмень овес серадел-лоовся-нач смесь з/м люпин з/м озимая рожь
ИРК + солома 21,1 41,9 - 1,42 1,72 37,1 31,6 2,10
ї\РгС + сидерат 23,1 40,8 - 1,88 1,73 35,1 31,5 2,40
КРК + солома + сидерат 24,0 41,8 - 1,90 1,63 33,9 30,5 2,26
Б.Н. 40 т/га + ^РцКш - - 58,4 - - - - -
Б.Н. 20 т/га+ МбвРггКіоч - - 47,3 - - - - -
НСР05 2,2 3,7 | 4,4 0,26 0,22 2,4 3,0 0,19
Урожайность зеленой массы кукурузы от систем удобрения альтернативной технологии была на уровне применения максимальной дозы навоза в органической системе, но уступала органо-минеральной - на 0,9-4,8 т/га и превышала биологическую - на 2,9-9,0 т/га.
В последействии системы удобрения альтернативной технологии оказывали Положительное ВЛИЯНИЯ ня 5ориа 1ш ЮЧЛ !1 уП_1 ОЛ .»./т.лЧ т. л«
----------------------------- а ч/оРЯ (Л Г1Л»1 ТХ т1ггх\ Пл п... .»...п ___.С^------------------- _ и
— — »^ ^шиишиую ии д11«,ши а[«1и»ижсна л иртно-минеральнои
системе, а по овсу превышает ее.
Урожайность зеленой массы люпина по альтернативной технологии не отличается от других технологий, а сераделло-овсяпой смеси (33,9-37,1 т/га) -на уровне органо-минеральной системы интенсивной технологии, что выше биологической технологии на 0,7-6,8 т/га и органической системы на 1.0-5,8 т/га. Урожайность озимой ржи по альтернативной технологии была на уровне биологической и интенсивной.
Продуктивность севооборотов
Эффективность систем удобрения в изучаемых технологиях и севооборотов оценивалась продуктивностью.
Продуктивность сидерального севооборота № 1 и № 2, зернопропашного с 75% зерновых по органической системе одного порядка в пределах 32-35 ц зерновой едикицы/гз, тогда как зернопропашного с 50% зерновых она возрос-тала до 41-46,6 ц зерновой единицы/га за счет повышения урожайности кукурузы и люпина на зелёную массу. Установлено преимущество органо-минеральной системы удобрения интенсивной технологии в сидеральном севообороте № 1 и зернопропашном с 50% зерновых, которая увеличивала продуктивность на 10-12 ц зерновой единицы/га относительно зернопропашного с 75% зерновых и сидерального севооборота № 2 в результате неблагоприятных уело-
вий вегетации в 2002 и 2003 гг. Между видами навоза различий по продуктивности в интенсивной технологии не установлено (рис. 1).
; I ...........;......... [ | | « \ ^' [ ..■.: ■ ! 1
I «» :..........1.........а..... ;.....и . ! 2
: | ? 7 ' 1 - « - - ■ ■ л
сидераттьньш № 1
—сидеральный № 2
зернопропашной
с 50% зерновых зернопропашной с 75% зерновых
■ШИ _____
в 10 54 :
1 " о — интенсивная технология, 9-13 — бнологнческйя технология, 14-16 - альтернативная технология Рис. 1. Продуктивность севооборотов под влиянием систем удобрения различных технологий возделывания
Выход зерновых единиц от умеренных доз навоза по биологической технологии минимален (28,7-30,5 ц/га) и одинаков в сидеральном севообороте № I и № 2 и зернопропашном с 75% зепнорьтх. с тенггентптсй к повышению "о 40,1-40 9 ц/га
в зернопропашном с 50\-'о зерновых
с г>.—. г>о ттт: п .
в сидеральном № 2 и зернопропашном севообороте с 75% зерновых (24,1-26,7 ц зерновой единицы/га), а в сидеральном № 1 и зернопропашном с 50% зерновых повысилась на 10,3-15,6 ц зерновой единицы/га. Использование сидерата отдельно и в сочетании с соломой увеличивало продуктивность севооборотов, которые можно расположить в возрастающем порядке: зернопропашной с 75% зерновых (28,8-29,0 ц/га), сидеральный № 2 (28,2-31,8 ц/га), сидеральный № 1 (37,2-38,0 ц/га) и зернопропашной с 50% зерновых (40,6-40,8 ц зерновой единицы/га). Следует отметить, что системы удобрения биологической технологии зернопропаш-ного севооборота с 50% зерновых по продуктивности находились на уровне органической системы удобрения интенсивной технологии.
Системы удобрения альтернативной технологии сидерального севооборота № 2 и зернопропашного с 75% зерновых по продуктивности приравнивались к биологической технологии в аналогичных севооборотах. Эффективность использования систем удобрения альтернативной технологии в сидеральном севообороте № 1 и зернопропашном с 50% зерновых находится на уровне систем удобрения интенсивной технологии.
В плодосменном севообороте, в результате внесения за предыдущие две ротации соломы, сидерата и их сочетания, установлена высокая эффективность применяемых систем удобрения относительно естественного фона (рис. 2 и 3).
Ш Естественны?
фон а Солома
Б Сидсрот
а Солома + СІІДС037
¡Ч272Р88К«36
Б.Н.80г/гс
5.Н. 80 т/га + ГС136Р44Ш8
В,Н. 40 т/га Ы136?44К215
Система удобрения
Рис. 2. Продуктивность плодосменного севообоорота по интенсивной технологии (2006-2009 гг.)
60 ,------------------------------------------------------------...........................................................................
сз
"І 50 І—...........—.....-.................................... И......И.....................Щ................
I яо .1_____________________________ш..........-..............................И• :.................Ь Н
в Естественный фон в Сошла И Сидерат 'а Солома + сидерат
МІ36Р44К2І8 Б.Н.40 т/і
Б.Н.401/га -!• Б.Н. 20 т/га + Н68?22К103 М68Р22К109 Система удобрения
Рис. 3. Влияние систем удобрения альтернативной технологии на продуктивность плодосменного севооборота (2006-2009 гг.)
Система удобрения интенсивной технологии в результате положительного псслєдскствшї соломы сгтосоостБовало увеличению продуктивности от повышенных минеральных удобрений на 13,7 ц/га, органических - на 19,5 ц/га, органо-минеральных - на 17,6 и 17,4 ц/га зерновых единиц; сидерата соответственно - на 13,9; 9,0; 8,7; 66 ц/га з. ед.; соломы с сидератом - на 10,7; 8,8; 14,0: 11,6 ц/га з. ед./га относительно естественного фона.
По альтернативной технологии за счет последействия соломы выход зерновых единиц с гектара повысился от оптимальных доз минеральных удобре-
ний на 11,2 ц, органических - на 15,9 ц, органо-минеральных - на 14,7 и 19,7 ц. В результате последействия сидерата разница соответственно составила 9,8; 12,3; 4,1 и 12,1 ц, а соломы с сидератом - 7,8; 9,6; 13,3 и 13,9 ц.
На фоне соломы минеральная и органическая системы удобрения интенсивной технологии превосходили по продуктивности (на 8,5 и 8,7 ц зерновой единицы/га) аналогичные системы альтернативной технологии (37,9 и 43,1 ц зерновой единицы/га).
По органо-минеральной системе удобрения разница по продуктивности между технологиями возделывания сократилась до 1,3-2,6 ц зерновой единицы/га. После удобренности сидератом соответствующие различия составили 10,1 и 1,8; 4,3 и 1,9 ц зерновой единицы/га, а соломы с сидератом - 8,9 и 4,3; 1,6 и 1,3 ц зерновой единицы/га
Уменьшенные дозы органических и минеральных удобрений в альтернативной технологии обеспечивали практически одинаковую продуктивность с органо-минеральной системой удобрения интенсивной технологии в плодосменном севообороте за счёт положительного последействия соломы, сидерата и их сочетания.
Роль севооборотов в накоплении пожнивно-корневых остатков
От структуры севооборота существенно зависит качество и количество растительных остатков, оказывающих положительное влияние на обогащение почвы органическим веществом. По результатам исследований установлено, что больше всего пожнивно-корневых остатков накоплено в зернопропашном севообороте с 50% зерновых по интенсивной технологии: по органической системе удобрения они составили 13,2-14,4 т/га и органо-минеральной - 15,3-15,8 т/га. На уровне оргаш1ческой системы интенсивной технологии накоплено пожнивно-корневых остатков от систем удобрения альтернативной технологии (13,7-14,9 т/га). Системы удобрения биологической технологии меньше всего накапливали растительных остатков: от умеренных доз навоза 12,7-13,1 т/га, соломы, сидерата и их сочетания 13,3-14,1 т/га.
Наименьшее количество растительных остатков в почве получено в зернопропашном севообороте с 75% зерновых, а сидеральный № 2 занимает промежуточное положение. Принцип приоритетности влияния систем удобрения технологий возделывания в накоплении пожнивно-корневых остатков аналогичен зернопропашному с 50% зерновых.
Последействие соломы, сидерата и солома+сцдерат в плодосменном севообороте по органо-минеральной системе удобрений альтернативной и интенсивной технологии обеспечивали одинаковое накопление пожнивно-корневых остатков.
Оценка влияния технологий возделывания сельскохозяйственных культур на качество продукции
Картофель. По мере удобренности почвы в интенсивной технологии ухудшались такие показатели качества клубней картофеля, как содержание крахмала, витамина С, нитратов, вкусовые и кулинарные качества, особенно по
органо-минеральной системе, одновременно отмечена тенденция к снижению накопления цезия-137 и увеличению содержания витаминов В, и В;. Системы удобрения биологической технологии улучшали вкусовые и кулинарные качества, увеличивали крахмал, уменьшали нитраты, не снижая витамин С. Отмечено накопление 137Сб в пределах нормативных значений (табл. 7).
Клубни картофеля, полученные по альтернативной технологии, несколько уступали биологической технологии по содержанию крахмала, но они были чище по нитратам и цезию-137. Загрязнённость тяжелыми металлами по всем технологиям ниже МДУ. Следует отметить положительное влияние систем удобрения интенсивной технологии на снижение ТМ в 2-7 раз, а систем удобрения биологической и альтернативной технологий в 1,3-1,4 раза. Качество клубней картофеля выращенного в сидеральном севообороте № 1 выше, чем в сидеральном № 2 из-за неблагоприятных метеоусловий в течение вегетации.
7. Влияние технологий возделывания на качество клубней картофеля (среднее за 2000-2003 гг.)
-—_____^ Показатель Нитраты, мг/кг Витамины, мг % Кулинарные качества, балд ШС5, Бк/кг
Система удобрения ^ —..... Крахмал, % С в, В2
Интенсивная технология
П.Н. 80 т/га 14,9 102 17,1 32 45 15,2 42
П.Н. 120 т/га 15,1 112 16,7 36 49 14,9 40
Е.Н. 83 т/га ¡3,4 124 17,0 31 43 14,9 41
Б.Н. 124 т/га 13,5 134 15,8 35 47 14,4 42
Н.Н. 80 т/га + МпвРыК,, 14,7 202 17,1 36 49 44
П.Н. 120 т/га + ^»ЛиКад 14,4 197 16,6 40 56 14,9 44
Б.Н. 83 т/га 1- М12Д'мК92 13,2 237 16,9 34 48 40
Б.Н. 124т/га + Н1КРыК52 12 8 206 16,4 39 55 14,6 43
£ 10Л0ПІЧЄ» 7КиЯ технология
П.Н. 40 т/га 15,1 95 17,6 30 45 15,4 45
Б.Н. 41,5 т/га 14,5 101 17,1 31 43 15,4 48
Солома 5 т/га 15,1 63 16,8 32 45 15,7 50
Сидерат 32 т/га 15,0 81 16,7 33 47 15,6 52
Солома 5 т/га + сидерат 32 т/га 15,1 94 16,9 33 47 15,7 52
Альтернативная технология
МіиРиКм + солома 5 т/га 14.8 165 — — — 41
КШР«К92+ сидерат 32 т/га 14,3 173 — — — — 46
Мі2(,РиКч2+ солома 5 т/га + сидерат 32 т/га 14,7 174 — — — — 44
НСР05 0,7 20 0,6 4 5 0,6 6
Кукуруза па зелёную массу. При возделывании кукурузы по интенсивной технологии в зелёной массе содержалось больше сухого вещества (25,7-26,0%), сырого протеина (8,91-9,21%), жира (1,60-1,69%), золы (1,47-1,52%) и нитратов (123-217 мг/кг), чем по биологической технологии, где сухого вещества накопилось меньше на 2,0-4,3%, протеина на 0,21-0,61%, жира на 0,13-0,22%, золы на 0,17-0,25% и нитратов в 1,2-2,0 раза. Содержание сахара по этим технологиям одинаково (2,99-3,40%). Качество зелёной массы кукурузы, полученной по
альтернативной технологии занимает промежуточное положение между интенсивной и биологической технологиями по сухому веществу (23,6-25,3%), протеину (8,89-9,06%), жиру (1,53-1,59%), золе (1,29-1,33%), но уступает им по сахару (2,88-2,91%). Нитратов накопилось от 147 до 152 мг/кг.
Недостаток в растениях меди и цинка приводит к нарушению метаболических процессов и недобору урожая (Ильин, 1991; Черных, Овчаренко, 2002; Анисимов и др., 2007). В зеленой массе их было меньше ПДК, тем не менее, содержание меди снижали органо-минеральная система интенсивной технологии, умеренные дозы навоза по биологической технологии, в то время как по альтернативной отмечена тенденция к росту. Содержание цинка снижено в 4-6 раз относительно ПДК, а минимум (7,6-8,0 мг/кг) отмечен в кукурузе, выращенной по биологической технологии, несколько больше (8,4-10,7 мг/кг) по интенсивной и (9,4-9,7 мг/кг) альтернативной. Концентрация молибдена, кобальта и бора выше от систем удобрения интенсивной (0,058-0,072, 0,39-0,42 и 23,9-26,1 мг/кг) и альтернативной технологий (0,071-0,072,0,40-0,41 и 23,6-23,9 мг/кг), чем биологической (0,056-0,061,0,26-0,32 и 21,1-22,1 мг/кг).
Содержание тяжелых металлов в воздушно-сухом веществе зеленой массы кукурузы мало изменялось от технологий возделывания и варьировало по кадмию от 0,40 до 0,47 мг/кг при ПДК 0,3 мг/кг. Свинца больше накапливалось от систем удобрения альтернативной технологии (1,89-1,94 мг/кг) и биологической (1,74-1,90 мг/кг), чем от интенсивной (1,59-1,70 мг/кг), особенно при внесении повышенных доз органических удобрений.
Зеленая масса и початки кукурузы, используемые для закладки силоса и в качестве корма, содержали цезия-137 ниже значений СанПиНа - 2.3.2-1078-01 (370 Бк/кг), а в початках его в 1,5-2,3 раза меньше, чем в зелёной массе (30-64 Бк/кг).
Кормовая свекла. Изучение влияния систем удобрения на качество корнеплодов кормовой свеклы связано с увеличением её производства для животноводческой отрасли. Исследованиями установлено, что сухое вещество корнеплодов (18,5-19,6%) мало изменялось от систем удобрения интенсивной технологии (табл. 8).
Максимальная доза подстилочного навоза повышала сырой на 3,5% и переваримый на 1,5% протеин, а при сочетании с минеральными удобрениями снижала (3,4 и 1,6%). От внесения тройной дозы бесподстилочного навоза сырой протеин мало изменялся (+0,7-0,3%), тогда как содержание переваримого протеина увеличилось на 1,16-1,20%.
8. Влияние интенсивной технологии на качество корнеплодов кормовой свеклы в плодосменном севообороте, %
Система удобрения Сухое вещество Протеин Сырой жир Сахар Крахмал Сырая клетчатка Зола
1 2 СЫ1 ЗОЙ переваримый
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
П.Н. 80 т/га 18,6 15,7 10,3 3,32 3,73 2,00 17,2 6,65
П.Н. 120 т/га 19,6 19,2 11,8 2,72 3,53 2,23 16,8 6,90
Б.Н. 72 т/га 18,5 16,2 10,8 3.22 2,78 19,8 6,58
Б.Н. 108 т/га 19,2 17,5 12,8 2,58 3,57 з;гз 20,7 6,75
П.Н. 80 т/га + ЭДбвР^Кюв 19,6 18,1 19,2 17,5 11,8 10,9 2,72 2,56 3,90 3,53 2,23 1,55 16,9 18,4 6,90 6,43
П.Н. 120 т/га + М1б8Р48Кю8 19,5 19,0 15,8 16,0 10,2 В,6 2,12 2,76 3,00 5,76 1,78 3,10 19,3 19,9 6,64 7,77
Б.Н. 72 т/га + 1^168Р48Кю8 19,6 19,1 16,0 17,0 9,3 11,3 2,14 3,95 2,67 5,45 2,45 3,0 20,5 18,4 6,55 6,48
Б.Н. 108 т/га + К)б8Р48Кю8 19,6 19,4 15,7 18,3 10,5 13,0 2,18 2,57 3,27 3,43 2,50 1,44 21,5 17,3 6,11 6,68
П.Н. 80 т/га + М13бК2|8 19,5 18,8 17,6 16,8 и,з 11,3 2,29 2,30 3,87 5,70 2,35 2,32 16,5 20,0 6,98 7,33
П.Н. 120 т/га + ^ЗбК218 19,6 19,3 19,9 15,7 14,0 11,4 2,82 2,11 3,88 5,88 1,11 2,11 16,7 18,9 7,14 6,76
Б.Н. 72 т/га + N1361^218 19,2 19,7 15,7 17,6 10,4 11,8 2,13 2,0 5,59 7,81 2,00 2,34 22,4 19,9 5,31 6,20
Б.Н. 108 т/га + ЭДзвКлв 19,1 18,9 16,3 18,0 12,7 12,3 1,47 1,69 3,33 5,21 1,11 2,11 22,0 20,4 6,50 7,04
Примечание: 1 полная доза М^^Ккщ по эквивален 1Л полная дозаК84Р24К54 Н,8К109
у 40 т/га П.Н. и М13йК218 (по выносу)
По мере удобренности почвы навозом накопление сырого жира уменьшалось до 2,72 и 2,58%, в случае сочетания его с минеральными удобрениями до 2,12 и 2,18% против 3,32 и 3,22% по двойной дозе.
Углеводный комплекс кормовой свеклы, представленный сахаром и крахмалом, улучшался от применения бесподстилочного навоза на 0,56-1,04% относительно подстилочного (5,73-5,76%). По органо-минеральной системе преимущество бесподстилочного навоза в накоплении углеводов получено только от максимальной дозы (0,60%), однако в сравнении с органической системой их содержание ниже.
Вдвое уменьшенные дозы минеральных удобрений (по эквиваленту) при тех же дозах навоза, не ухудшали качество корнеплодов кормовой свеклы по всем показателям.
Высокая обеспеченность почвы подвижным фосфором позволила исследовать действие азотно-калийных удобрений, расчитанных по выносу с урожаем. Полная и уменьшенная дозы №С удобрений в сочетании с навозом не оказывали отрицательного влияния на содержание сухого вещества, сырого протеина, но увеличивали переваримый протеин и углеводы.
С увеличением дозы навоза в органо-минеральной системе удобрения отмечалось значительное снижение содержания сырого жира. Различий по накоплению сырой клетчатки и золы в интенсивной технологии не отмечено.
Системы удобрения альтернативной технологии не изменяли содержание сухого вещества, сырого и переваримого протеина, клетчатки корнеплодов относительно системы удобрения интенсивной технологии. Однако накопление сырого жира снижалось, а углеводов (сахар + крахмал) увеличивалось, особенно по органической системе удобрения (табл. 9).
9. Влияние альтернативной технологии на качество корнеплодов кормовой свеклы в плодосменном севообороте, %
Показатель Система удобрения Сухое вещество Сырой протеин Переваримый протеин Сырой жир & а и Крахмал Сырая клетчатка Сырая зола
П.Н.+ 40 т/га 19,1 15,6 11,5 1,52 6,87 2,10 19,0 6,77
Б.Н.** 36 т/га 19,4 16,9 12.2 1,57 6,00 2,55 18,4 6,37
П.Н. 40 т/га + Ы84Р24К54 19,3 18,4 10,3 2,09 3,89 2,00 18,3 6,77
П.Н. 40т/г + К68Кю9 18,9 20,0 12,0 2,31 3,89 2,31 15,4 7,11
Б.Н. 36 т/га н-Ы84Р24К54 20,1 18,1 12,4 1,42 3,25 3,13 18,6 7,52
Б.Н. 36 т/га+ N68X109 19,4 16,5 10,3 1,46 2,89 2,44 19,5 6,21
Примечание: *П.Н. - подстилочный навоз, **Б.Н. - бесподстилочный навоз.
При возделывании кормовой свеклы по интенсивной технологии данные аминокислотного состава свидетельствует о снижении содержания лизина с повышением доз навоза как по органической, так и по органо-минеральной системе удобрения. Аналогичные результаты получены по метиоюшу + цистин по органической системе удобрения, а органо-минеральные, при повышении дозы
навоза, больше накапливали данной аминокислоты. Содержание витаминов С, Вь В2 в кормовой свекле имело тенденцию к увеличению с повышением доз навоза по органической и органо-минеральной системам удобрения.
Системы удобрения альтернативной технологии по содержанию незаменимых аминокислот (0,98-1,63%) не уступали интенсивной (0,80-1,79%). Отмечено увеличение концентрации лизина и метионин + цистин от подстилочного навоза в сочетании с азотно-калийными удобрениями с 1,08 до 1,63% и снижение их от бесподстилочного навоза с МРК и 1МК с 1,52 до 1,33 и 0,98%. Содержание витаминов С, Вь и В2 от систем удобрения не изменялось, но уступало интенсивной технологии.
Максимальная доза подстилочного навоза интенсивной технологии снижала содержание меди и цинка, но улучшала качество корнеплодов по марганцу, железу и натрию, в то время как бесподстилочного навоза -уменьшала накопление всех микроэлементов.
При сочетании аналогичной дозы подстилочного навоза с минеральными удобрениями происходило снижение содержания микроэлементов. Влияние бесподстилочного навоза оказалось менее отрицательным: в сочетании с ЫРК уменьшалось содержание меди, марганца и железа, а с -железа.
Органическая система удобрений альтернативной технологии с подстилочным навозом обеспечивала повышение содержания меди, цинка и натрия, с бесподстилочным - марганца и железа. Органо-минеральная система снижала содержание меди и марганца, но повышала цинка относительно органической.
Величина накопления в ко—н^плодзх свинца ниже нормативного, тем не менее по интенсивной технологии, с ростом доз подстилочного НаВОЗа и МРК, рассчитанных по эквиваленту, снижалось накопление его в 1,5 и 1,4 раза, а бесподстилочного - повышалось в 1,4 и 1,3 раза. При тех же дозах навоза, но с Ж по выносу, наблюдалось увеличе!те его содержания в 1,4 и 1,3 раза.
Отмечено снижение кадмия в 1,2-1,6 раза с повышением доз подстилочного и бесподстилочного навоза отдельно и в сочетании с минеральными удобрениями по эквиваленту, в то же время с №С, рассчитанных по выносу, его концентрация не изменялась в кормовой свекле и не превышала ПДК.
По альтернативной технологии от внесения умеренных доз навоза величина накопления свинца и кадмия в кормовой свекле выше интенсивной.
Установлено, что бесподстилочный навоз отдельно и в сочетании с ИР К по эквиваленту повышал накопление свинца (в 1,9 и 1,2 раза) по сравнению с подстилочным, а с №С по выносу снижал в 1,8 раза.
Концентрация кадмия снижалась от бесподстилочного навоза в 3,7 раза и не изменялась от применения обоих видов навоза и №К по эквиваленту, в то время какЫК по выносу она повышалась в 1,4 раза от подстилочного навоза.
Органическая система удобрений интенсивной технологии обеспечивала накопление нитратов в кормовой свекле на уровне норматива, а максимальные дозы навоза в сочетании с азотно-калийными туками и с М>К по эквиваленту способствовала некоторому росту содержания нитратов, превышающих ПДК в 1,1 раза. По альтернативной технологии системы удобрения обеспечивали ПДК по нитратам.
Яровой ячмень, овёс, озимая рожь. Последействие органо-минеральной системы удобрения интенсивной технологии в среднем положительно сказалось на содержании сырого протеина в зерне ячменя — 12,94%, что превышало органическую систему на 0,29%, минеральную - на 0,74%, системы удобрения биологической технологии на 1,08-1,31% и альтернативной - на 0,74-1,14% (табл. 10). Аналогичные данные получены по жиру, содержание которого выше по интенсивной технологии на 0,16-0,40% относительно биологической технологии и альтернативной на 0,03-0,34%. Отмечена тенденция большего накопления крахмала и клетчатки в результате последействия систем удобрения альтернативной и биологической технологий. По золе различий не отмечено. Преимущества по биохимическому составу зерна ячменя между различными севооборотами не наблюдалось в результате того, что он возделывался после внесения органических удобрений.
Содержанию кадмия в зерне ячменя не превышало ПДК по всем технологиям возделывания. Незначительное превышение по содержанию свинца установлено от органической (0,59 мг/кг) и органо-минеральной (0,54 мг/кг) систем удобрения интенсивной технологии; от 40 т/га бесподстилочного навоза биологической технологии (0,52 мг/кг). Отмечалась тенденция к большему накоплению цинка по альтернативной технологии, чем от систем удобрения биологической и интенсивной. Меди больше содержал ячмень, выращенный по биологической технологии (3,00-3,06 мг/кг), меньше - по органической системе удобрения (2,47 мг/кг) и одинаково от применения органо-минеральной системы интенсивной (2,72-3,08 мг/кг) и систем удобрения альтернативной технологии (2,73-2,98 мг/кг). Концентрация цезия -137 в зерне ячменя была ниже СанПиН-2.3.2-1078-01 от последействия систем удобрения интенсивной технологии (35-46 Бк/кг), практически одинакова по биологической (44-64 Бк/кг) и альтернативной (46-67 Бк/кг).
Величина нитратов в зерне ячменя ниже норматива, однако, системы удобрения биологической технологии обеспечивали более низкую концентрацию нитратов (60-80 мг/кг), чем интенсивной технологии на 14-60 мг/кг и альтернативной технологии на 17-59 мг/кг.
10. Влияние технологий возделывания на качество зерна ярового ячменя в
Система удобрения Сырой протеин Жир Крахмал Клетчатка Зола
Интенсивная технология
Б.Н. 80 т/га 12,65 1,73 52,6 2,32 2,17
Б.Н. 80 т/га + ИпбРфЛСги 12,94 1,90 52,2 2,28 2,17
Б.Н. 40 т/га + М„бР44К„я 12,94 1,78 52,0 2,20 2,15
ИтРияК^ія 12,20 1,80 52,4 2,25 2,16
Биологическая технология
Б.Н. 40 т/га 11,80 1,57 53,1 2,41 2,06
Солома 4,4 т/га 11,63 1,50 52,9 2,61 2,16
Сидерат 22 т/га 11,86 1,54 53,6 2,64 2,19
Солома 4,4 т/га + сидерат 22 т/га 11,69 1,53 53,0 2,70 2,21
Альтернативная технология
ЫпйР«К21я + солома 4,4 т/га 11,91 1,59 52,9 2,57 2,18
МпбР44К21я+ сидерат 22 т/га 12,08 1,58 53,1 2,60 2,21
КцбРцКш + солома 4,4 т/га + сидерат 22 т/га 11,97 1,56 53,6 2,72 2,26
Б.Н. 40т/га + "К6яР2!К,от 12 ДО 1,78 54,7 2,53 2,07
Б.Н. 20 т/га + КмРлКда 11,80 1,70 53,0 2,47 2,15
Показатели качества зерна овса от последействия систем удобрения изменялись аналогично ячменю с той лишь разницей, что в количественном отношении сырого протеина содержалось меньше, а жира, клетчатки и золы больше (табл. 11).
При возделывании овса по интенсивной технологии содержание нитратов колебалось в интервале 47-64 мг/кг, в то время как система удобрения альтернативной технологии снизила количество нитратов до 37-49 мг/кг, биологической технологии - до 29-44 мг/кг.
Содержание свинца в зерне овса превышало ПДК в результате применения системы удобрения альтернативной технологии, а низкие показатели обеспечивали системы удобрения биологической технологии.
Меньшему накоплению цинка и меди в зерне овса способствовали системы удобрения биологической технологии (38,4 мг/кг), большему (39,655,1 мг/кг) органические и органо-минеральные системы с полной (интенсивная технология) и уменьшенной дозой навоза (альтернативная технология).
11. Влияние технологий возделывания на качество зерна овса в зависимости от _систем удобрения, % (среднее за 2003,2008 гг.)_|__
~~~~ ■------ Показатель Система удобрепия" -—_ Сырой протеин Жир Клетчатка Зола
Интенсивная технология
Б.Н.* 80 т/га 8,40 4,06 9,94 _ 2,71
Б.Н. 80T/ra + N,36P«K2i» 8,51 3,91 9,31 2,64
cu 40т/гг + NnóP+sKiig 8 75 3 96 9,20 7 ТО
"M...D -V .. - О СП U,U7 л л-э "T.W-J г» 1 "I -71
Биологическая технология
Б.Н. 40 т/га 8,75 3,94 9,40 2,72
Солома 3,0 т/га 8,28 3,87 9,47 2,73
Сидерат 18 т/га 8,34 3,81 9,50 2,72
Солома 3,0 т/га + сидерат 18 т/га 8,40 3,90 9,66 2,71
Альтернативная технология
Б.Н. 40т/га + К68Р22К,т 8,75 3,99 9,25 2,73
Б.Н.20т/га + ЫаР22К,о9 8,57 3,83 9,30 2,70
М|48Рб8К.|(ц + солома 3,0 т/га 8,45 3,90 9,39 2,69
ЫНцР<;цК4(ц+ сидерат 18 т/га 8,41 3,91 9,40 2,68
И^РбЛм + солома 3,0 т/га + сидерат 18 т/га 8,47 3,89 9,35 2,74
Примечание: *Б.Н. - бесподстилочный навоз
Последействие систем удобрения интенсивной технологии с бесподстилочным навозом на содержания сырого протеина в зерне озимой ржи более существенно, чем с подстилочным: увеличение составило 1,58-1,64% и 2,67-2,97% (табл. 12). По накоплению сырого протеина не установлено преимущества интенсивной технологии над биологической и альтернативной.
По содержанию сырого жира бесподстилочный навоз превосходил подстилочный на 0,23-0,31%, а при сочетании с минеральными удобрениями
подстилочный увеличивал на 0,30-0,36% относительно бесподстилочного. Установлено, что максимальная доза обоих видов навоза уменьшала накопление жира по органической системе на 0,22 и 0,19%, по органо-минеральной на 0,21-0,10%.
В зерне озимой ржи содержание сырой клетчатки мало изменялось от последействия систем удобрения интенсивной технологии. По золе наблюдалась тенденция к меньшему накоплению от повышенных доз навоза. По биологической и альтернативной технологии наличие в зерне озимой ржи крахмала, жира, клетчатки и золы мало отличалось от интенсивной, за исключением последействия соломы, сидерата и их сочетания на накопление жира, где его меньше (1,27-1,33%).
12. Влияние технологий возделывания на качество зерна озимой ржи в зависимости от систем удобрения, % (среднее за 2006-2009 гг.)
■—-------Показатель Система удобрения _ Сырой белок Крахмал Жир Клетчатка Зола
Интенсивная технология
П.Н.* 80 т/га 8,10 50,37 1,58 1,68 1,82
П.Н. 120 т/га 8,92 50,21 1,32 1,59 1,74
Б.Н.** 96 т/га 9,74 50,10 1,81 1,70 1,78
Б.Н. 144 т/га 10,50 49,87 1,82 1,74 1,69
П.Н. 80 т/га + ИкиРиЬмо 8,00 50,10 1,87 1,80 1,85
П.Н. 120 т/га + М1мРцК40 8,34 50,11 1,66 1,77 1,79
Б.Н. 96 т/га + Ы1МР24К« 10,67 49,24 1,49 1,74 1,82
Б.Н. 144 т/га + Ы,МР,4К„ 11,31 49,69 1,39 1.80 1,75
Биологическая технология
П.Н. 40 т/га 8,22 50,84 1,60 1,69 1,86
о.п. "тїї т/і-а У,« 50,7 і І.ІО 1,71 1,77
Солома 4,4 г/га їй,/ *+/,!-> 1,74
Сидерат 10 т/га '■1,56 47,21 1,33 1,83 1,74
Солома 4,4 т/га + сидерат 10 т/га 11,54 47,38 1,27 1,87 1,79
Альтернативная технология
п,к4Р24С40+ солома 4,4 т/га 9.79 50,54 1,87 1,91 1,74
МвдРмКм + сидерат 10 т/га 10,2 50,87 1,80 1,86 1,78
М^РгАо4" солома 4,4 т/га + ендерат 10 т/га 9,97 50,90 1,56 1,82 1,75
Примечание: *П.Н. - подстилочный навоз, **Б.Н. - бесподстилочный навоз.
Люпин и сераделло-оесяная смесь па зеленую массу. Органическая система удобрения интенсивной технологии в последействии оказала положительное влияние на накопление сырого протеина (17,3-18,7%) и жира (3,5-4,22%) в зеленой массе люпина. Повышенные дозы навоза в органо-минеральной системе удобрения интенсивной технологии снижали сырой протеин, жир и сахар, одновременно увеличивали содержание золы и клетчатки.
Системы удобрения биологической технологии способствовали меньшему накоплению сырого протеина (14,2-16,2%), жира, особенно по соломе и сидерату (1,58-2,54%), сырой золы (6,3-8,4%) и клетчатки (20,4-22,3%). Исключение составил сахар, содержание которого выше (3,5-6,2%) относительно систем удобрения интенсивной технологии.
Системы удобрения альтернативной технологии уступали интенсивной и биологической по влиянию на содержание сырого протеина, золы, сахара в зеленой массе люпина, а по клетчатке занимали промежуточное положение.
Концентрации сырого жира в зеленой массе сераделло-овсяной смеси от систем удобрения интенсивной технологии, особенно органо-минеральной (2,47-2,60%), а также альтернативной, превосходила системы удобрения биологической технологии (2,20-2,45%). Количество безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) колебалось в пределах 33,6-35,9%. По биологической технологии БЭВ накапливалось больше, чем по интенсивной, а системы удобрения альтернативной технологии по данному показателю занимают промежуточное положите (33,9-34,7%). Содержание сырой золы изменялось в пределах от 7,16 до 7,77% от систем удобрения интенсивной и альтернативной технологий с преимущественным влиянием органо-минеральной, а от систем удобрения биологической технологии данный показатель ниже 7,09-7,31%.
Экологическая оценка последействия систем удобрения выявила, что они не приводили к загрязнению тяжелыми металлами зеленой массы люпина выше МДУ. Однако, наибольшая концентрация свинца и кадмия отмечалась в сухом веществе зеленой массы люпина, выращенного по интенсивной технологии. Максимальная доза подстилочного и бесподстилочного навоза отдельно и в сочетании с минеральными удобрениями повышала содержание свинца и кадмия.
Последействие малых доз навоза, соломы, сидерата, при ограниченном применении средств химизации (биологическая технология), способствовали снижению содержания свинца и кадмия в десятки раз.
Зелёная масса люпина содержала исчня-137 больше в 1,2-1,9 раза, чем се-раделло-овсяная смесь, но без превышения контрольного уровня.
Установлено положительное влияние последействия интенсивной технологии с повышенной дозой навоза на снижение концентрации цезия-137 в зеленой массе сераделло-овсяной смеси и люпина узколистного.
Системы удобрения биологической технологии (солома, сидсрат и их сочетание) способствовали большему накоплению радионуклида в зеленой массе смеси сераделлы с овсом, чем системы удобрения интенсивной технологии, а в зеленой массе люпина - на её уровне.
Аккумуляция радионуклида от систем удобрения альтернативной технологии в зеленой массе обоих культур не имела отличий от систем удобрения других технологий.
Влияние технологий возделывания сельскохозяйственных культур на основные агрохимические показатели почвы
Химические свойства почвы. Длительное применение систем удобрения за предыдущие годы в сидеральном, зернопропашном и плодосменном севооборотах без известкования способствовало изменению химических свойств почвы.
Система удобрения интенсивной технологии возделывания сельскохозяйственных культур подкисляла почву пахотного слоя в сидеральном севообороте
№ 1 на 0,05-0,39 ед. по органической системе и на 0,47-0,68 ед. по органо-минеральной системе с большим отрицательным влиянием бесподстилочного навоза. Наблюдалось повышение гидролитической кислотности соответственно на 0,48-0,86 и на 0,35-0,98 мг-экв на 100 г почвы. По сумме поглощенных основании наблюдались колебания в сторону повышения и снижения. Выявлено, что интенсивная технология не влияла на химические свойства подпахотного горизонта, в результате чего рН^а) снизилась с 5.52-6.38 до 6,00-6,31 ед гидролитическая кислотность повысилась с 0,39-1,40 до 0,79-1,16 мг-экв на 100 г почвы, а сумма поглощенных оснований с 4,8-7,3 до 6,3-9,6 мг-экв на 100 г почвы (табл. 13).
В сидеральном севообороте № 2 почва отличалась более кислыми свойствами рНдесо 5,31-6,10 ед., Нг 1,10-1,70 мг-экв и Б - 6,3-9,3 мг-экв на 100 г почвы, то за ротацию произошли существенные изменения: рН^со повысилась до 5,10-5,71 ед., Нг - до 1,60-1,95 мг-экв и сумма поглощенных оснований снизилась до 4,5-6,3 мг-экв на 100 г почвы.
Следовательно, внесение органических удобрений без известкования не останавливает процесса подкисления дерново-подзолистых песчаных почв так как их гумус представлен на 80% фульвокислотами, обладающими кислыми свойствами, которые способны возвращаться к своему исходному состоянию.
13. Изменение химических свойств почвы в зависимости от систем удобрения интенсивной технологии (сидеральный севооборот № 1 2000-2003 гг.)
Система удобрения РН Нг | S
0-20 20-40 мг-экв/!00 г
0-20 ! 20-40 ! 0-20 >■ т.лп
| см
П.Н. 80 т/га 6,00 5,96 0,74 0,63 8,5 4,8
5,95" 6,03 1,21 1,00 10,1 63
П.Н. 120 т/та 6,03 5,52 0,79 1,40 10,5 5,0
5,92 6,00 U1 0,97 9,9 6 3
Б.Н. 100 т/га 6,41 6,09 0,74 0,74 10,0 5,5
6,02 6,04 1,26 1,16 10,3 7,0
Б.Н. 150 т/га 6,22 6,06 0,55 0,47 9,9 5,8
5,90 6,02 1,41 0,80 10,2 6 5
П.Н. 80 т/га + NnoPsoKioo 6,26 6,38 0,69 0,49 11,3 7,3
5,72 6,11 1,49 0,86 11,2 9 6
П.Н. 120 т/та + NIJOPSOK-ioo 6,21 6,20 1,07 0,71 11,0 6,0
5,88 6,31 1,42 0,90 9,8 7,0
Б.Н. 100 т/га + NIMPSOKioo 6,38 6,24 0,69 0,42 ¡0,0 5,5
5,88 6,14 1,18 0,94 9,9 7,5
Б.Н. 150 т/га + Ni2oPSoK,oo 6,40 6,36 0,54 0,39 10,2 5,6
5,72 6,01 1,52 0,79 11,3 7,7
ный навоз, **Б.Н. - бесподстилочный навоз.
под чертой - конечная; *П.Н. - подсгилоч-
Системы удобрения биологической технологии меньше подкисляли почву в сидеральном севообороте № 1: минимальная доза подстилочного и бесподстилочного навоза КРС практически одинаково увеличивала кислотность почвы (рН 0,23 ед.) пахотного. Гидролитическая кислотность возросла соответственно на 0,49-0,45 и 0,25-0,29 мг-экв на 100 г, а сумма поглощенных оснований на 0,9-1,6 и 2,1 мг-экв на 100 г. (табл. 14).
От соломы гидролитическая кислотность повышалась больше (на 0,66 и 0,43 мг-экв на 100 г) в сидеральном севообороте № 1 и меньше (на 0,37 и 0,06 мг-экв на 100 г) в аналогичном севообороте № 2, чем от сидерата и соломы с сидератом. Сумма поглощенных оснований увеличивалась в сидеральном севообороте № 1 и уменьшалась в севообороте № 2 практически на одинаковую величину.
14. Изменение химических свойств почвы в зависимости от систем удобрения биологической технологии (2000-2003 гг.)
Система удобрения рН нг ! э
0-20 20-40 мг-экв/100 г
0-20 | 20-40 | 0-20 | 20-40
Сидеральный севооборот № I
П.Н.* 40 т/га 6,08" 5,78 0,64 0,59 10,0 6,0
5,85" С О") 1,13 1,03 10,9 8,1
Б.Н.** 50 т/га 6,52 6,66 0,67 1,12 0,35 10,7 6,8
6,19 6,20 0,85 12,3 8,9
Солома 4,1 т/га 6,15 6,31 0,67 0,33 10,7 5,4
6,02 6,21 1,33 0,76 11,3 9,9
Сидерат 35,и т/га 6.28 л чч 0.82 0.62 13,5 7,1
6Д1 6,22 1,16 0,80 13,0 9,9
Со лома 4 Д т/га + сидерат 3 5,0 т/га 6,53 6,66 6,36 0,53 0,33 15,3 7,5
6,23 0,85 0,50 15,0 8,4
Примечание: * - исходная; ** - конечная; *П.Н. - подстшочный навоз, **Б.Н. - бесподстилочный навоз.
По альтернативной технологии минеральные удобрения в сочетании с соломой не влияли на величину концентрации ионов водорода (рН), но увеличивали в сидеральном севообороте № 1 гидролитическую кислотность соответственно в слоях 0-20 и 20-40 см на 0,56 и 0,49 мг-экв на 100 г и сумму поглощенных оснований на 1,4 и 2,8 мг-экв на 100 г, а в сидеральном севообороте № 2 снижали на 2,0 и 0,5 мг-экв на 100 г. (табл. 15).
Минеральные удобрения с сидератом и солома с сидератом снижали рН пахотного слоя (на 0,18 и 0,25 ед.), при этом не изменяли этого показателя в подпахотном горизонте. Гидролитическая кислотность значительно изменилась в сторону роста только в слое 0-20 см (на 0,61 и 0,49 мг-экв на 100 г). Сумма поглощенных оснований осталась на уровне исходной в пахотном слое при совместном применении минеральных удобрений с сидератом и снизилась от сочетания КРК с соломой и сидератом.
15. Изменение химических свойств почвы в зависимости от систем удобрения альтернативной технологии (2000-2003 гг.)
Система удобрения Р Н Нг | Б
0-20 20-40 мг-экв/ЮОг
0-20 I 20-40 I 0-20 1 20-40
Сидеральний севооборот № 1
2^і2ор8оКюо + солома 4,1 т/га 6,00 6,16 0,76 0,45 9,0 6,1
6,14 6,10 1,30 0,94 10,4 8,9
Мі2оР8оКмо + сидерат 35,0 т/га 5,96 5,63 1,24 1,06 11,0 6,5
5,78 5,66 1,85 1,33 10,9 8,4
МиоРвоКіоо + солома 4,1т/га + сидерат 35,0 т/га 6,53 6,55 0,72 0,40 15,5 6,9
6,28 6,27 1,21 0,68 14,1 9,2
Примечание: над чертой - исходное значение, под чертой - конечное значение.
Изменение содержания гумуса, подвижного фосфора, обменного калия и их форм. Влияние систем удобрения в различных севооборотах связано с непосредственным внесением определенного количества органического вещества и элементов питания, изменяющих основные агрохимические показатели почв (Баба-рина, Никитина и др., 1991; Ефимов, 2001; Вильдфлуш, 2002; Андрианов, 2004).
По нашим данным, по интенсивной технологии при высоком исходном содержании гумуса в сидеральном севообороте № 1 (2,10-2,38%) в пахотном и (0,94-1,14%) подпахотном горизонтах, конечная величина оказалась ниже, за исключением двух вариантов: максимальные дозы навоза в сочетании с Ж, где получен бездефицитный баланс (табл. 16). При более низком содержании гумуса в сидеральном севообороте № 2 положительный баланс обеспечила органическая система удобрения, в то время как органо-минеральная система -дефицитный. В подпахотном горизонте дефицит гумуса увеличился и, особенно, при низком исходном содержании.
По биологической технологии высокая исходная величина содержания 1умуса не была достигнута, а при низкой - получен прирост органического вещества от подстилочного и бесподстилочного навоза. Использование соломы, сидерата и соломы с сидератом в меньшей степени влияло на конечное содержание гумуса.
По альтернативной технологии системы удобрения обеспечили положительный баланс гумуса при низком исходном содержании и дефицитный - при высоком.
Наиболее ценная группа гумуса - гуминовые кислоты в дерново-подзолистых песчаных почвах составляет 15-20%, а преобладает группа фульво-кислот. Систематическое применение навоза способствовало увеличению доли гуминовых кислот. Однако, отмеченные изменения группового состава гумуса, по всей вероятности, не затрагивали сущности процесса гумусообразования, определенного генетическими особенностями дерново-подзолистых песчаных почв.
16. Изменение гумуса под влиянием систем удобрения технологий возделывания, (%)
Сидеральный севооборот 1 Сидеральний севооборот 2
Система удобрения Гумус (С), % Система удобрения Гумус (С), %
0-20 I 20-40 0-20 | 20-40
Интенсивная технология
П.Н. 80 т/га 2.27 2,15 1.00 0,88 П.Н. 80 т/га 1.66 1,75 1.00 0,74
П.Н. 120 т/га 2.10 2,10 1.14 0,90 П.Н. 120 т/га 1,76 1,81 1.02 0,70
Б.Н. 100 т/га • їм 2,14 1.09 0,84 Б.Н. 66 т/га 1.76 1,80 0.68 0,64
Б.Н. 150 т/га 2.11 2,12 0.99 0,80 Б.Н. 99 т/га 1.80 1,82 1,05 1,03
П.Н. 80 т/га + Ni2oP«oKioo 2.38 2,29 1,05 0,90 П.Н. 80 т/га + Ni32P4iK»4 2.02 1,96 1.03 0,75
П.Н. 120 т/га+ N120P80K100 2.19 2,36 0.94 0,84 П.Н. 120 т/га + Ni32p4sK«4 2.10 2,06 1.11 1,03
Б.Н. 100 т/га + N,2oPsoKioo 2.38 2,29 1.05 0,91 Б.Н. 66T/ra + Ni32P48Kg4 2.19 2,12 1.05 0,81
Б.Н. 150 т/га+ N120P80K100 2.27 2,39 1.12 1,00 Б.Н. 99 т/га + NmPuKp, 2.24 2,15 1.18 1,06
Биологическая технология
П.Н. 40 т/га 2.29 2,13 1.07 0,90 П.Н. 40 т/га 1.74 1,78 0.94 0,76
Б Н 50 т/га 2.18 2,04 0,91 0,79 Б.Н. 33 ш 1.62 1,68 0.83 0,71
Солома 4,1 т/га 2.25 2,20 1.01 0,85 Солома 6,0 т/га 2.07 2,05 1,04 0,75
Сидерат 35,0 т/га 3.43 3,30 1.04 0,83 Сщгераг 30,0 т/га 2.12 2,10 из 0,88
Солома 4,1 т/га + сидерат 35,0 т/га 3.36 3,20 1.18 0,90 Солома 6,0 т/га + сидерат 30,0 т/га 1.95 1,89 0,89 0,85
Альтернативная технология
КцоРвоКюо + солома 4,1 т/га 2.24 2,13 1.03 0,99 N132P48KM + солома 6,0 т/га 1.92 1,84 0.90 0,78
Г^12оР8оКкю + сидерат 35,0 т/га 2.79 2,74 1.24 1,19 Nl32P48K«4 + сидерат 30,0 т/га 2.22 2,24 1,19 J),89
МиРк>К1т+ сш*)ма4,1 тЛа+ сцщиг35:01Ла 3.23 3,13 0,78 0,69 N132P48KM + сшома 6,0 т/га + сидерат 30,0 т/га 1.99 2,02 0.87 0,80
Примечание: в числителе - исходное, в знаменателе - конечное; *П.Н. - подстилочный навоз, **Б.П. - бесподстилочный павоз.
В сидеральном севообороте № 1, органическая и органо-минеральная системы удобрения увеличивали углерод гуминовых кислот, оставляли неизменными или снижали фульвокислоты, в результате чего соотношение гуминовых кислот к фульвокислотам составило 0,54-0,57% и 0,69%. Количество не-гидролизуемого остатка (гумин) колебалось от 0,80 до 0,92%.
По биологической технологии умеренные дозы навоза практически обеспечили исходное соотношение Сгк к Сфк, в тоже время использование соломы, сидерата и их сочетание увеличило количество негидролизуемого остатка, а гуминовых кислот образовалось на уровне или ниже исходного значения. Системы удобрения альтернативной технологии по влиянию на групповой состав гумуса идентичны применению соломы и сидерата, т.е. уступают системам удобрения интенсивной технологии.
По данным микрополевого опыта установлено что, минерализация бесподстилочного навоза за 2,5 года составила около 80% независимо от его количества, а подстилочного навоза уменьшалась с ростом заложенного количества и составила немногим больше половины. Процент минерализации соломы (1,5 г.) в полевом опыте 17-26% и лабораторном 21-30%, зеленой массы редьки масличной соответственно 64 и 79%. В результате минерализации навоза за вегетационный период высвобождалось больше калия, затем азота и фосфора и такая последовательность сохранялась по истечении последнего срока экспозиции (рис. 4,5,6).
3.:
подстилочный навоз бесподстнлочный навоз
Рис. 4. Минерализация подстилочного и бесподстилочного навоза по азоту, %
доза, кг
подстилочный навоз бесподспночный навоз
Рис. 5. Минерализация подстилочного и бесподстилочного навоза по фосфору, %
Увеличение содержания азота, фосфора и калия в бесподстилочном навозе после первого срока экспозиции свидетельствует о максимальной доступности элементов питания за вегетационный период, тогда как в подстилочном навозе концентрация их ниже. Однако, при определении во второй и третий срок экспозиции количество Ь(РК в подстилочном навозе выше, чем в бесподстилочном, что подтверждает выводы о продолжительности их последействия.
доза, кг
ДиЗа, КГ
подстилочный навоз бесподстилочный навоз
Рис. 6. Минерализация подстилочного и бесподстилочного навоза по калию, %
Обеспеченность почвы под опытами подвижным фосфором высокая 314440 мг/кг в сидеральном севообороте № ], ниже в сидеральном севообороте № 2 - 244-320 мг/кг (табл. 17).
От органической системы удобрения интенсивной технологии потери подвижного фосфора составили 100-142 и 15-32 мг/кг, 10-20 и 16-35 мг/кг соответственно в пахотном и подпахотном горизонтах в сидеральном севообороте № 1 и № 2. По органо-минеральной системе убыль фосфора несколько меньше - 88-127 и 10-27 мг/кг, 40-58 и 15-26 мг/кг.
От систем удобрения биологической технологии в опыте с высоким содержанием убыль фосфора в пределах 50 мг/кг от умеренных доз навоза и 41-48 мг/кг от применения соломы, сидерата и соломы с сидератом; при более низкой обеспеченности - соответственно 3-14 мг/кг и 10-25 мг/кг.
От систем удобрения альтернативной технологии потери фосфора при высоком исходном содержании составили 10-32 мг/кг, при низком - 6-9 мг/кг в слое 0-20 см, тогда как в подпахотном горизонте за сидеральный севооборот № 1 он увеличился на 19-24 мг/кг, а аналогичный сидеральный севооборот № 2 снизился на 8-19 мг/кг.
В подпахотном горизонте содержание подвижного фосфора уменьшалось в большей степени от применения органо-минеральной системы удобрения интенсивной технологии, в меньшей - по биологической и альтернативной технологиям.
17. Изменение содержания Р205и К2Ов зависимости от систем удобрения технологий возделывания, мг/кг
Сидеральный севооборот № 1
Система удобрения р2о5 к3о
0-20 | 20-40 0-20 I 20-40
Интенсивная технология
П.Н.* 80 т/га 440 300 260 260 76 60 53 60
П.Н. 120 т/га 400 300 233 223 67 60 58 60
Б.Н.** 00 т/га 400 258 200 180 67 50 Л 69
Б.Н. 150 т/га 447 333 240 230 72 70 58 60
П.Н. 80 т/га + ииграок-юо 440 318 256 198 80 70 81 80
П.Н. 120 т/га + Ы120Р„К, ю 408 320 210 150 83 80 20 60
Б.Н. 100 т/га+ Н1г>Р80К100 430 303 190 140 23 70 67 65
Б.Н. 150 т/га+ Ы1МР80К1М 420 300 245 188 88 79 75 69
Биологическая технология
П.Н. 40 т/га 335 320 196 190 76 67 57 50
Б.Н. 50 т/га 370 345 176 173 11 АО 58 «л
Солома 4,1 т/1-д 330 282 179 168 70 64 46 45
Сидерат 35,0 т/га 347 301 220 201 11 70 43 40
Солома 4,1 т/га+ сидерат 35,0 т/га 400 359 206 184 77 75 47 45
Альтернативная технология
МпоРвоКюо + солома 4,1 т/га Ш 324 200 200 11 74 69 70
К,2оРвоК,оо+ сидерат 35,0 т/га 360 338 Ш 234 68 75 а 60
Ь'і2оР8оКкіо+ солома 4,1 т/га + сидерат 35,0 т/га 362 350 220 244 77 79 67 65
Примечание: в числителе - исходное, в знаменателе - конечное; *П.Н. - подстилочный навоз, **Б.П. - бесподстилочный навоз.
В плодосменном севообороте сложился положительный баланс подвижного фосфора как в пахотном, так и подпахотном горизонтах от систем удобрения изучаемых технологий. Выявлено, что по органической и органо-минеральной системе удобрения интенсивной и альтернативной технологии конечное содержание подвижного фосфора в почве превышало исходное.
Анализируя, данные по групповому составу фосфора следует отметить, что он в основном состоял из железо - и алюмофосфатов (до 91%), на кальций-фосфат и рыхлосвязанные соединения приходилось 4-7%.
В сидеральном севообороте № 1 органическая система удобрения интенсивной технологии способствовала некоторому повышению общей суммы за счет алюмофосфатов (на 11%). Аналогичные результаты получены от органо-минеральной системы удобрения, по которой в большей степени повысились алюмо-железофосфаты, а общая сумма на 11,8-18,0 мг/кг с преимущественным влиянием подстилочного навоза над бесподстилочным.
По биологической технологии в случае применения соломы, сидерзта и их сочетания все формы фосфатов снизились: рыхлосвязанные на 3-9%, алюмо на 5-6%, железо- на 5А%, кальций фосфаты на 3-4% и общая сумма на 5%. Системы удобрения альтернативной технологии не обеспечили исходного содержания форм фосфора, а общая сумма уменьшилась на 1-2%.
Калийный режим песчаных почв характеризуется низки?.! и средним его содержанием. Отмечено больше потерь обменного калия по интенсивной технологии в сидеральном севообороте № 1, чем по биологической и альтернативной технологиям в результате большего выноса с урожаем.
От органической системы убыль обменного калия составляла 2-17 мг/кг и органо-минераггьной - 2-13 мг/кг, уменьшаясь с ростом доз навоза. По биологической технологии содержание обменного калия снижалось на 2-9 мг/кг, альтернативной на 1-7 мг/кг. В подпахотном горизонте сложился положительный баланс обменного калия или его снижение меньше, чем в пахотном слое.
Органическая система удобрения интенсивной технологии не обеспечила повышения общей суммы форм калия: убыль составила 23 мг/кг от применения подстилочного навоза и 12 мг/кг от бесподстилочного. Органо-минеральная система превысила исходную сумму форм калия на 2 и 9 мг/кг соответственно с подстилочным и бесподстилочным навозом. Как снижение, так и повышение обеспечивали обменная, легкообменная и водорастворимая формы калия.
Системы удобрения биологической и альтернативной технологии по влиянию на формы калия уступали системам удобрения интенсивной технологии: получено снижение относительно органической на 10-35 мг/кг и 0-26 мг/кг, органо-минеральной на 35-55 мг/кг и 21-47 мг/кг.
По влиянию на формы калия в порядке убывания технологии возделывания располагаются: интенсивная - альтернативная - биологическая.
Энергетическая эффективность технологий возделывания в различных севооборотах
При возделывании культур по интенсивной технологии высокие показатели затрат энергии на 1 га по органической системе получены от применения подстилочного навоза (87-113 ГДж) в зернопропашном севообороте с 75% зерновых, от бесподстилочного с 50% насыщенностью зерновыми 95-125 ГДж; по органо-минеральной системе - в зернопропашном севообороте с 50% зерновых
по обоим видам навоза (106,7-131,8 и 113-145,3 ГДж). Наибольшая совокупная затратная энергия приходилась на сидеральний севооборот № 1 по интенсивной технологии, как от органической, так и органо-минеральной системы удобрения (86-132 и 119-170 ГДж).
Низкую совокупную затратную энергию на производство 1 ц зерновой единицы с га обеспечили системы удобрения биологической технологии: солома в зернопропашном севообороте с 50% зерновых - 284 МДж, сидерат - 236 и солома с сидератом - 303 МДж. Несколько выше показатели в зернопропашном севообороте с 75% зерновых соответственно - 359, 328 и 368 МДж и сидеральном N° 1 -363, 319 и 497 МДж. По подстилочному и бесподстилочному навозу биологической технологии она колебалась от 379 до 507 МДж и от 415 до 547 МДж при больших величинах в сидеральном севообороте № 1 и меньших - в зернопропашном с 50% зерновых.
От систем удобрения альтернативной технологии затратная энергия составила: по М>К с соломой 469-447 МДж, МРК с сидератом 308-411 МДж и ЫРК с соломой и сидератом 366-445 МДж.
Максимальная себестоимость 1 ц зерновой единицы с га установлена в сидеральном севообороте № 1: по органической системе она увеличивалась с ростом доз подстилочного навоза от 671 МДж до 816 МДж и бесподстилочного от 767 до 948 МДж. По органо-минеральной системе наблюдалось снижение себестоимости соответственно на 14% и на 9-11%.
В плодосменном севообороте высокая затратная энергия на производство 1 ц зерновой единицы с га получена от систем удобрения интенсивной технологии: по органической (80 т/га) - 664 МДж и органо-минеральной (80 т/га + МРК) - 668 МДж. Доза навоза 40 т/га с теми же удобрениями снизила ее до 534 МДж, а повышенная доза минеральных удобрений до 483 МДж. Системы удобрения альтернативной технологии уменьшили затратную энергию соответственно на 17,29, 43 и 27%.
В результате положительного последействия соломы, сидерата к соломы с сидератом в 1,3 раза снизилась себестоимость 1 ц зерновой единицы от систем удобрения интенсивной технологии ив 1,2-1,4 раза альтернативной относительно естественного фона и других севооборотов.
ВЫВОДЫ
1. В исследованиях, проведенных на дерново-подзолистой песчаной почве, по интенсивной, биологической и альтернативной технологиям возделывания сельскохозяйственных культур изучена эффективность систем удобрения в сиде-ральном, зернопропашном и плодосменном севооборотах. Выявлено преимущество органо-минеральной системы удобрения над органической, как по влиянию на продуктивность отдельных культур так и севооборотов в целом.
По интенсивной технологии возделывания от органо-минеральной системы удобрения относительно органической получено дополнительно 7,3-9,4 т/га клубней картофеля, 3,7-5,0 и 9,9-11,5 т/га зеленой массы кукурузы и 12,7-16,6 т/га корнеплодов кормовой свеклы.
Интенсивная технология оказывала положительное последействие на урожайность ячменя, овса, однолетних трав и озимой ржи в сидеральксм севообороте № 1 и зернопропашном с 50 и 75% насыщенностью зерновыми в результате применения органо-минеральной системы удобрения.
2. Биологическая технология, основанная на использовании соломы, сидерата раздельно и совместно, обеспечивала одинаковую урожайность картофеля, ячменя, овса, озимой ржи, зеленой массы однолетней бобово-злаковой смеси с органической системой удобрения интенсивной технологии.
3. По альтернативной технологии совместное внесение минеральных удобрений с соломой, сидератом и их сочетание способствовало получению урожайности культур на уровне интенсивной технологии: 21-24 т/га картофеля, 1,73-1,90 т/га овса и ячменя 2,10-2,33 т/га озимой ржи и от 30,5 до 41,9 т/га зеленой массы люпина, сераделлоовсяной смеси и кукурузы.
4. По интенсивной технологии с применением органо-минеральной системы удобрения максимальная продуктивность получена в зернопропашном севообороте с 50% зерновых - 4,85-5,19 т/га и плодосменном - 3,91-5,67 т/га зерновой единицы. Ниже продуктивность сидсралыюго севооборота № 1 4,21-4,30 т/га и зер-нопропашного с 75% зерновых — 3,53-3,70 т/га зерновой единицы.
Система удобрения альтернативной технологии обеспечивала во всех севооборотах продуктивность на уровне или выше органической системы удобрения интенсивной: зернопропашной с 50% зерновых-4,34-4,60 т/га, плодосменный 26,7 - 56,7 т/га, сидеральный - 3,53-4,59 т/га и зернопропашной 75% зерновых - 3,333,46 т/га зерновой единицы.
Продуктивность севооборотов по биологической технологии ниже альтернативной и интенсивной и составляет: 4,01-4,23 т/га зерновой единицы в зернопропашном с 50% зерновых: 2,87-3,80 т/га в сидеральном № 1 и 2,67-3,05 т/га в зернопропашном с 75% зерновых.
5. Экологическая оценка технологий возделывания выявила преимущество систем удобрения биологической технологии по качеству клубней картофеля: накоплению крахмала, витамина С, кулинарным свойствам. Системы удобрения интенсивной и альтернативной технологий ухудшали качество клубней картофеля по основным показателям, но увеличивали накопление белка, углеводов, жира в зеленой массе кукурузы и корнеплодах кормовой свеклы.
6. По влиянию на макро и микроэлементный состав зерна ячменя, овса, озимой ржи, зеленой массы однолетних бобово и бобово-злаковых культур технологии возделывания в порядке убывания располагаются: интенсивная - альтернативная — биологическая.
Содержание нитратного азота в конечной продукции сельскохозяйственных культур, возделываемых в севообороте снижалось по биологической технологии и увеличивалось по альтернативной и интенсивной.
Интенсивная технология в меньшей степени способствовала накоплению тяжелых металлов и цезия-137, в клубнях картофеля, корнеплодах кормовой свеклы, зерне яровых и озимых культур, зеленой массе кукурузы, люпина, се-раделло-овсяной смеси, чем альтернативная и биологическая.
7. Содержание гумуса поддерживалось на исходном уровне (при слабо выраженной тенденции к снижению) по всем системам удобрения в биологической и альтернативной технологиях. При интенсивной технологии количественные изменения зависели от исходной гумусированности почвы: чем выше содержание гумуса в начале опыта, тем больше потери его были зафиксированы в конце. На почве с пониженным содержанием гумуса динамика его уменьшения выражено слабее.
8. Снижение содержания подвижного Р2О5 отмечено по органической и органо-минеральной системе интенсивной технологии (на 100-142 мг и 88-127 мг/кг соответственно), в биологической - на 15-58 и 12-37 мг/кг. В альтернативной, в зависимости от доз вносимого фосфора, содержание Р2О5 осталось на исходном уровне со слабым плюсом или минусом. Остаточные фосфаты депонируются во фракциях, соответствующих типу почвы.
9. Органическая и органо-минеральная системы удобрения интенсивной технологии повышали содержание обменного калия, а системы удобрения биологической и альтернативной технологий, наоборот снижали его содержание, исключение составлял зернопропашной севооборот с 75% зерновых, где содержание калия осталось без изменений.
10. Внесение органических удобрений во всех видах не стабилизировало химических свойств почвы, а способствовало постепенному подкислению, пахотного и подпахотного слоев почвы.
11. Самые низкие затраты энергии на производство 1 ц зерновых единиц
обеспечило применение на удобрение соломы - 284 МДж, сидерата - 236 МДж (в зернопропашном севообороте 50% зерновых), 328-368 МДж (с 75% зерновых) и 319-369 МДж в сидеральном севообороте№ 1.
12. Благодаря последействию соломы, сидерата и их совместного применения в системах удобрения, себестоимость производства 1 ц зерновой единицы при интенсивной технологии снизилась в 2,0-3,0 при альтернативной - в 2,0-2,2 раза.
13. В плодосменном севообороте последействие от применение соломы и сидерата позволяет полнее использовать продуктивный потенциал культур и агроклиматические ресурсы региона, поддерживать плодородие почвы, получать экологически чистую продукцию и сохранять окружающую среду от загрязнения.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
На дерново-подзолистых песчаных почвах юго-запада Нечерноземной зоны России с целью получения стабильного урожая сельскохозяйственных культур, сохранения и повышения плодородия почвы рекомендуется:
- в экономически крепких хозяйствах применять органическую и органо-минеральную системы удобрения в рамках интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Внесение на 1 гектар от 80 до 150 т навоза отдельно и в сочетании с NISSP7SK119 в сидерачьном и зернопропашном севооборотах обеспечивает получение в среднем за севооборот 38-56 ц/га з. е. и стабильное состояние плодородия почвы;
- системы удобрений биологической технологии, включающие навоз (40-50 т/га), солому озимых и пожнивный сидерат могут составить основу ведения сельскохозяйственного производства в хозяйствах любых организационно-правовых форм собственности. Внесение органического удобрения под первую культуру и N1SoP4oK]5o суммарно под остальные, обеспечивает продуктивность в зернопропашном и сидеральном севооборотах 30-40 ц/ra з. е., хорошее качество продукции и низкие энергозатраты;
- системы удобрений альтернативной технологии, основанные на сочетании пониженных доз минеральных туков с соломой, сидератом отдельно и совместно, и внесение NisoP^oKiso пригодны для экономически средних хозяйств. При этом обеспечивается получение в зернопропашном и плодосменном севооборотах 3550 ц/га з. е. с высоким качеством продукции и поддерживается плодородие почвы наисходном уровне;
- внесение соломы и сидерата в качестве источников органического вещества в севооборотах кормового направления, позволяет получать 52-54 ц/га з. е. при значительном снижении доз минеральных удобрений и затрат энергии.
СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
В изданиях, рекомендованных ВАК:
1. Камков, П. Д. Плодородие почвы в условиях длительного стационарного опыта / П. Д. Камков, С.А. Бельченко // Агрохимический Вестник. - 2007. -№1,-С. 9-10.
2. Бельченко, С.А. Регулирование продукционного процесса посевов озимой тритикале технологическими приемами / С. А. Бельченко, В. Ф. Мальцев // Зерновое хозяйство. - 2007. - № 5. - С. 8-9.
3. Сорокин, А. Е. Структура посевов и фотометрические показатели яровой пшеницы Лада при разных уровнях применения средств химизации / А. Е. Сорокин, С. А. Бельченко // Зерновое хозяйство. - 2007.- № 5. - С. 11-12.
4. Мальцев, В. Ф. Фотометрические показатели посевов и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от густоты стеблестоя и фона питания / В. Ф. Мальцев, С.А. Бельченко, А.Е. Сорокин II Зерновое хозяйство. - 2007. - № 5. - С. 19-21.
5. Бельченко, С.А. Продукционный процесс ячменя эльф в условиях биологизации земледелия / С. А. Бельченко, А. Е. Сорокин, В. Ф. Мальцев // Зерновое хозяйство. - 2007. - № 5. - С. 26-28.
6. Мальцев, В. Ф. Продуктивность озимой ржи в условиях биологизации земледелия / В. Ф. Мальцев, С. А. Бельченко, С. С. Шапочкин И Зерновое хозяйство. - 2007. - № 6. - С. 13-14.
7. Бельченко, С.А. Изменение качества зеленой массы люпина в зависимости от технологий возделывай*'?! I С. А. Бельченко // Агрохимический ¿:сс~-
жт„ 1П1 1 ХГ- 1 Г* С\ 11
ПШ\. — АУ1 1. " - . У-1 1.
8. Драганская, М.Г. Продуктивность севооборотов в зависимости от систем удобрения технологий возделывания культур / М.Г. Драганская, Н.М. Белоус, С. А. Бельченко // Проблемы агрохимии и экологии. - 2011. - № 2. - С. 13-19.
9. Малявко, Г.П. Влияние агрохомических приемов на засоренность посевов и урожайность озимой ржи / Г.П. Малявко, С.А. Бельченко, И.Н. Белоус, А.Б. Пиняев // Проблемы агрохимии и экологии. - 2011 - № 2 - С. 46-49.
10. Бельченко, С.А. Влияние систем удобрения на урожайность и качество зеленой массы кукурузы / С.А. Бельченко, Н.М. Белоус, М.Г. Драганская // Достижения науки и техники АПК . - 2011. - № 5 - С. 59-61.
11. Бельченко, С.А. Условия питания и формирование качества зерна ячменя и овса / С.А. Бельченко // Проблемы агрохимии и экологии. - 2011. -№3.-С. 13-16.
12. Бельченко, С.А. Влияние систем удобрения на продуктивность севооборота, баланс элементов питания и плодородие дерново-подзолистой песчаной почвы / С.А. Бельченко // Вестник ОрелГАУ. - 2011. - № 5(32) - С. 103-105.
В монографиях:
1. Мальцев, В.Ф. Система биолошзации земледелия Нечерноземной зоны России. Часть 1 (монография) / В.Ф. Мальцев, М.К. Каюмов, ... С.А. Бельченко и др. -М.: ФГНУ «Росинформагротех». - 2002. - 544 с.
2. Мальцев, В.Ф. Система биологизации земледелия Нечерноземной зоны России. Часть 2 (монография) ! В.Ф. Мальцев, М.К. Каюмов, ... С.А. Бельченко и др. - М.: ФГНУ «Росинформагротех». - 2002. - 576 с.
3. Белоус, Н.М. Система удобрений и реабилитация песчаных почв (монография) /Н.М. Белоус, МГ. Драганская, С.А. Бельченко. - Брянск, 2010. - 224 с.
4. Бслоус, Н.М. Мониторинг радиологического состояния агросистем и их реабилитация в Брянской области ! Н.М. Белоус, И.Н. Белоус, С.А. Бельченко и др. // Современные проблемы радиологии в сельскохозяйственном производстве (монография). — Москва-Рязань 2010. - С. 7-50.
5. Белоус, Н.М. Система удобрения и технологии возделывания сельскохозяйственных культур (монография) / Н.М. Белоус, С.А. Бельченко, М.Г. Драганская. - Брянск: Издательство Брянской ГСХА, 2011. - 276 с.
3. В сборниках научных трудов и других изданиях:
1. Бельченко, С.А. Экономическая и энергетическая оценка эффективности доз минеральных удобрений под ячмень, рассчитанных разными методами У CA. Бельченко // Молодые ученые — возрождению сельского хозяйства России в XXI веке. Брянск 2000.- С. 108-111
2. Бельченко, С.А. Влияние сочетаний и доз минеральных удобрений на урожайность и вынос элементов питания ячменем разных сортов на ссрых лесных почвах / С.А. Бельченко II Молодые ученые - возрождению сельского хозяйства России в XXI веке. Брянск. - 2000. - С. 112-115.
3. Мальцев, В.Ф. Основные направления биологизации земледелия юго-запада России / В.Ф. Мальцев, А.И. Артюхов, В.П. Лямцев, С.А. Бельченко, Г.П. Малявко // Биологизация земледелия юго-запада России. Брянск. - 2000. -С. 3-17.
4. Мальцев, В.Ф. Особенности технологий возделывания озимой ржи в Нечерноземье Российской Федерации / В.Ф. Мальцев, В.Е. Ториков, С.А. Бельченко Г.П. Малявко и др. Н Биологизация земледелия юго-запада России. Брянск.-2000.-С. 140-151.
5. Мальцев, В.Ф. Влияние норм высева семян, удобрений и сортов на урожайность и качество зерна озимой пшеницы / В.Ф. Мальцев, В.Е. Ториков, В.П. Лямцев, М.П. Наумова, С.А. Бельченко, A.A. Прудников // Биологизация земледелия юго-запада России. - Брянск. - 2000. С.117-129.
6. Мальцев, В.Ф. Сравнительная оценка навоза и сидератов по сухому веществу и биогенным элементам / В.Ф.Мальцев, A.M. Бердников, А.Е. Сорокин, С.А. Бельченко // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. - 2006. - Xsl. - С. 11-17.
7. Мальцев, В.Ф. Эффективность сидерации в сочетании с навозом в спе-цализированном звене севооборота с картофелем ! В.Ф. Мальцев, A.M. Бердни-ков, А.Е. Сорокин, С.А. Бельченко // Вестник «Брянская сельскохозяйственная академия» 2006. - №1. - С. 18-24.
8. Мальцев, В.Ф. Минеральный состав сельскохозяйственных культур в зависимости от технологий возделывания / В.Ф. Мальцев, А.Е. Сорокин, С.А. Бельченко, С.П. Камков // Биологизация земледелия в Нечерноземной зоне России. Научные труды - выпуск 2. Брянск 2006. - С. 161-173.
9. Мальцев, В.Ф. О накоплении тяжелых металлов (ТМ) в почве и растениях / В.Ф. Мальцев, С.А. Бельченко, А.Е. Сорокин, C.B. Фесенко // Биологизация земледелия в Нечерноземной зоне России. Научные труды - выпуск 2. Брянск 2006. - С. 174-185.
10. Ториков, В. Е. Влияние гумистима на урожайность сельскохозяйственных культур / В.Е. Ториков, А.Е. Сорокин, И.И. Мешков, A.B. Прокопенков, С.А. Бельченко И Биологизация земледелия в Нечерноземной зоне России. Научные труды - выпуск 2. Брянск 2006. - С. 186-192.
11. Мальцев, В.Ф. Программирование урожайности сельскохозяйственных культур в условиях биологизации земледелия / В.Ф. Мальцев, С.А. Бельченко, А .Е.Сорокин, A.B. Прокопенков, С.С. Шапочкин // Программирование урожаев и биологизация земледелия. Выпуск 3. ч.1 Научные труды. Брянск 2007.-С. 81-95.
12. Бельченко, С.А. Сортовые различия яровой пшеницы по минеральному составу зерна / С.А. Бельченко // Агрохимические приемы рационального применения средстБ химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур. Материалы 41 международной научной конференции (ВНИИА). М, ВНИИА, 2007. - С. 68-69.
13. Бельченко, С.А. Видовые различия яровой пшеницы и зернобобовых культур по минеральному составу зерна и семян / C.Â. Бельченко, А.Е. Сорокин // Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур. Материалы 41 международной научной конференции (ВНИИА). М. ВНИИА, 2007. - С.70-71.
14. Мальцев, В.Ф. Совершенствование сортоиспытания в условиях биологизации земледелия / В.Ф. Мальцев, С.А. Бельченко, О.В. Мельникова, A.B. Прокопенков, А.Е. Сорокин // Программирование урожаев и биологизация земледелия. Выпуск 3. ч.1 Научные труды. Брянск 2007. - С. 96-101.
15. Бельченко, С.А. Биоклиматическая продуктивность и коэффициент использования ФАР зерновыми культурами / С.А. Бельченко // Программирование урожаев и биологизация земледелия. Выпуск 3. 4.1. Научные труды. Брянск 2007.-С. 114-118.
16. Бельченко, С.А. Энергетическая эффективность технологий возделывания зерновых культур / С.А. Бельченко // Программирование урожаев и биологизация земледелия. Выпуск 3.4.1 Научные труды. Брянск 2007. - С. 256-260.
17. Бельченко, С. А. Агроэкологическая оценка различных систем удобрений картофеля / С. А. Бельченко, А.М. Бердников, А.Е. Сорокин // Вестник "Брянская государственная сельскохозяйственная академия"; 2007,- №5. - С. 9-13.
18. Бельченко, С. А. Качество клубней картофеля в связи с использованием зелёных удобрений / С. А. Бельченко, В.Ф. Мальцев, А. Е. Сорокин, А. М. Бердников // Вестник "Брянская государственная сельскохозяйственная академия"; 2007.- №5. - С.19 - 23.
19. Бельченко, С. А. Сравнительная оценка технологий возделывания картофеля / С. А. Бельченко, В. Ф. Мальцев, А. Е. Сорокин // Вестник "Брянская государственная сельскохозяйственная академия"; 2007.- №5. - С. 41-49.
20. Бельченко, С; А. Фотометрические показатели посевов овса и их регулирование в условиях биологизации земледелия / С. А. Бельченко, В. Ф. Мальцев, А. Е. Сорокин // Вестник "Брянская государственная сельскохозяйственная академия"; 2007.- №5. - С.50-53.
21. Бельченко, С. А. Фотосинтетическая деятельность, структура посевов и урожая проса в зависимости от густоты стояния и фона питания ! С. А. Бельченко, В. Ф. Мальцев, А. Е. Сорокин // Вестник "Брянская государственная сельскохозяйственная академия" 2007. - №5. - С.54-58.
22. Бельченко, С. А. Влияние средств химизации на урожайность озимой пшеницы / С.А. Бельченко П Вестник «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» 2009. - №3 - С. 44-46.
23. Бельченко, С.А. Урожайность и качество ячменя на радиоактивно загрязненных почвах / С.А. Бельченко, М.Г. Драганская, Г.П. Малявко // Агро-экологические аспекты устойчивого развития АПК на территориях загрязненных радионуклидами. Брянск. - 2011.- С. 42.
24. Бельченко, С.А. Влияние удобрения на качество корнеплодов кормовой свеклы / С.А. Бельченко И Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК. - Брянск 2011. - С. 39-42.
25. Белоус, Н.М. Изменение параметров плодородия песчаных почв в результате длительного применения удобрений / Н.М. Белоус, М.Г. Драганская, С.А. Бельченко // Результаты длительных исследований в системе географической сети опытов с удобрениями Российской Федерации (К 70-летию Геосети) Выпуск 1. Москва - ВНИИА - 2011. - С. 95-103.
Подписано к печати 13.02.2012 г. Формат 60x84 Vie
_Бумага офсетная. Усл. п. л. 2,55. Тираж 100 экз. Изд. №2126.
Издательство Брянской государственной сельскохозяйственной академии
243365 Брянская обл., Выгоничский район, с. Кокино, ФГБОУ ВПО «Брянская ГСХА»
Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Бельченко, Сергей Александрович
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.
1.1. Агроклиматические ресурсы.
1.2. Характеристика почв.
ГЛАВА 2. СХЕМЫ ОПЫТОВ, ПРОГРАММА И МЕТОДИКА
ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.
ГЛАВА 3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В СЕВООБОРОТАХ ЮГО-ЗАПАДА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ
РОССИИ.
3.1. Влияние технологий возделывания с различными системами удобрения на урожайность сельскохозяйственных культур.
3.1.1. Картофель.
3.1.2. Яровой ячмень, овес и яровая пшеница.
3.1.3. Озимая рожь, озимая пшеница и озимая тритикале.
3.1.4. Кукуруза.
3.1.5. Люпин на зеленую массу.
3.1.6. Однолетняя бобово-злаковая смесь на зеленую массу.
3.1.7. Кормовая свекла.
3.2. Продуктивность севооборотов.
3.2.1. Сидеральный севооборот.
3.2.2. Зернопропашной севооборот с разной насыщенностью зерновыми
3.2.3. Плодосменный севооборот.
3.3. Роль севооборотов в накоплении пожнивно-корневых остатков.
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР НА КАЧЕСТВО
ПРОДУКЦИИ.
4.1. Картофель.
4.1.1. Содержание сухого вещества и крахмала.
4.1.2. Витаминный и аминокислотный состав.
4.1.3. Кулинарные качества.
4.1.4. Накопление нитратов, тяжелых металлов и цезия-137.
4.2. Влияние технологий возделывания на качество зерновых культур.
4.2.1. Яровой ячмень.
4.2.2. Овес.
4.2.3. Озимая рожь.
4.3. Кукуруза на зеленую массу и силос.
4.3.1. Кормовые показатели.
4.3.2. Содержание тяжелых металлов и цезия-137.
4.3.3. Накопление NPK в зеленой массе кукурузы.
4.4. Изменение качества зеленой массы люпина и однолетней бобо-во-злаковой смеси.
4.4.1. Питательная ценность и химический состав корма.
4.4.2. Роль систем удобрений в технологиях возделывания в накоплении тяжелых металлов и цезия
4.5. Кормовая свекла.
4.5.1. Кормовые достоинства корнеплодов.
4.5.2. Влияние систем удобрений в технологиях возделывания на содержание макро и микроэлементов.
4.5.3. Изменение содержания тяжелых металлов, нитратов и цезия-137.
ГЛАВА 5. БАЛАНС ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ В СЕВООБОРОТАХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.
5.1. Сидеральный севооборот.
5.2. Зернопропашной севооборот с разной насыщенностью зерновыми
5.3. Плодосменный севооборот.
ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР НА ОСНОВНЫЕ АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВЫ.
6.1. Изменение химических свойств почвы.
6.2. Изменения гумуса, подвижного фосфора, обменного калия и их форм.
6.3. Влияние агрохимических средств на плодородие серой лесной легкосуглинистой почвы.
ГЛАВА 7. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЙ
ВОЗДЕЛЫВАНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ В СЕВООБОРОТАХ
7.1. Сидеральный севооборот.
7.2. Зернопропашной севооборот с разной насыщенностью зерновыми
7.3. Плодосменный севооборот.
ВЫВОДЫ.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.
Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Эффективность технологий возделывания сельскохозяйственных культур в севооборотах юго-запада Нечерноземной зоны России"
Интенсификация земледелия значительно расширила возможности управления почвенным плодородием и продуктивностью возделываемых культур, в том числе за счет оптимизации их минерального питания. Удобрения создают оптимальный режим питания растений макро- и микроэлементами, а научное регулирование объемов их внесения позволяет реализовать потенциальную продуктивность растений по количеству и качеству урожая (Никити-шен, 1984; Орлов, 1992; Новиков, 1993; Плющиков, 1998; Мерзлая, 2002; Ми-неев, 2004; Малявко, Белоус, Шаповалов, 2010). Анализ мирового земледелия выявил, что между уровнем плодородия почвы, применением удобрений, урожайностью сельскохозяйственных культур и валовым сбором продукции растениеводства существует прямая зависимость (Авдонин, Лебедев, 1970; Панни-ков, 1977; Иванов, 1978; Ганжара, 1987; Романенко и др., 1996; Державин, 1998; Ладонин, 1998; Богдевич, Лапа, 1998; Кореньков, 1999; Авдеев, Шафран, 2000).
Высокая эффективность аграрного комплекса страны базировалась на существенном уровне плодородия почвы в результате интенсивного применения органических и минеральных удобрений, известкования и фосфоритования. В настоящее время развитие сельского хозяйства основывается на биологиза-ции земледелия, определяясь принципами самоокупаемости, энергосбережения и экологической безопасности.
На современном этапе возникают определенные трудности по компенсации средств химизации, применяемых ранее в значительных количествах, агротехническими и биологическими мерами повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Проблема эта сложная и, как показывает опыт зарубежных стран, чаще всего ведет к снижению сборов продукции растениеводства, в том числе и зерна. В наших условиях стоит более сложная задача - увеличить валовые сборы высококачественного продовольственного зерна и другой растениеводческой продукции при возможно меньшем применении дорогостоящих средств химизации. Речь идет о существенной корректировке ранее рекомендуемых интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Снижение уровня применения органических, минеральных удобрений и пестицидов важно не только по экономическим соображениям, но и с учетом экологической обстановки, в особенности, на юго-западе Нечерноземной зоны России. Продукция растениеводства должна быть экологически безопасной от целого ряда веществ, которые усугубляют отрицательное действие радионуклидов.
Данные обстоятельства вынуждают заняться разработкой биологизиро-ванных систем воспроизводства почвенного плодородия, основанных на замкнутом круговороте веществ и энергии в агроэкосистемах, снижении отрицательного воздействия средств химизации на окружающую среду и качество получаемой растениеводческой продукции. Реальным направлением реализации этих задач является внесение в почву вегетативной массы растений (сидератов и неиспользуемой в хозяйстве соломы), навоза, сапропеля и других органических материалов. Анализ баланса использования соломы в целом по стране показывает, что 70 млн. т можно запахивать в почву после уборки зерновых с последующим внесением жидкого навоза или азота минеральных удобрений. С одной тонной соломы в почву возвращается 6-7 кг азота, 3 кг фосфора и 16 кг калия, а удобрение соломой повышает доступность фосфора и калия в почве.
Необходимо уделять должное внимание промежуточным посевам и пожнивным сидератам. Для этих целей пригодны редька масличная, горчица белая, озимый и яровой рапс, узколистный и желтый люпин, сераделла. При этом зеленую массу (10-20 т/га) убирают на корм, а заделывают корневые остатки, которые позволяют увеличить применение органического вещества.
В условиях радиоактивного загрязнения дерново-подзолистых песчаных почв объемы использования традиционных и альтернативных источников органического вещества позволяют поддерживать созданный ранее довольно высокий их уровень плодородия, обеспечивать устойчивую продуктивность пашни, получать продукцию в пределах допустимых норм СанПиН-2.3.2.1078-01.
Рассматривая элементы технологии, следует отметить, что агротехнические приемы на песчаных почвах в меньшей степени влияют на формирование урожая. Прежде всего, это связано с наличием малого гумусового горизонта, который ограничивает глубину вспашки (20-22 см); бесструктурностью почвы; отсутствием севооборотов, предполагающих чередование разноглубинных обработок.
Совершенствование технологий возделывания сельскохозяйственных культур на дерново-подзолистых песчаных почвах основано на применении различных систем удобрений в севообороте, так как это важнейший фактор, обеспечивающий стабильность урожайности и продуктивности пашни.
Рассматриваемые системы удобрений различных технологий предусматривают использование под культуры севооборота, как повышенных доз органических удобрений отдельно и в сочетании с минеральными, так и уменьшенных - в 2-3 раза. Проведенные научные исследования обосновывают применение в качестве органических удобрений, излишков соломы озимой ржи и пожнивного сидерата (редька масличная), и внесение минеральных удобрений в сочетании с соломой и сидератом.
Это дает возможность предложить сельскохозяйственному производству всех форм собственности, научно-обоснованные рекомендации по применению систем удобрений в различных технологиях - интенсивной, биологической и альтернативной.
Актуальность проблемы. Удовлетворение потребностей населения страны отечественными недорогими и одновременно высококачественными продуктами питания, а сельскохозяйственных животных кормами, является важнейшей задачей современного сельскохозяйственного производства.
В земледелии решение этой проблемы связано с переходом на ресурсосберегающие, малозатратные экологические обоснованные агротехнологии возделывания полевых культур обеспечивающие высокую продуктивность, сохранение почвенного плодородия, существенную экономию энергетических и трудовых ресурсов, производство конкурентоспособной растениеводческой продукции.
Актуален также вопрос сохранения почвенного плодородия и повышения выхода сельскохозяйственной продукции за счет использования всевозможных дешевых ресурсов: соломы зерновых и бобовых культур, зеленых удобрений с запашкой надземной массы, а также стерни; пожнивных сидератов, которые способны обогащать почву органическим веществом. Этого требуют не только экономические, но и экологические условия, так как снижается степень загрязнения окружающей среды, почвы, сельскохозяйственной продукции. Неотложность решения данной проблемы связана с различным экономическим положением сельскохозяйственных предприятий, а результаты научных исследований дают обоснование применения оптимальных систем удобрения под каждую культуру и севооборота в целом с целью получения продукции с нормативными качественными показателями.
Цель и задачи исследований. Цель данной работы - совершенствование и энергетическое обоснование технологий возделывания сельскохозяйственных культур в севооборотах системами удобрения для производства высококачественной продукции и сохранения уровня плодородия почвы.
В связи с этим решались следующие задачи:
- дать обоснование интенсивной, биологической и альтернативной технологии возделывания сельскохозяйственных культур различных севооборотов;
- выявить влияние изучаемых технологий на урожайность возделываемых культур;
- определить качественные параметры сельскохозяйственных культур в зависимости от применяемых интенсивной, биологической и альтернативной технологий;
- изучить влияние систем удобрения технологий возделывания на продуктивность севооборотов различной направленности;
- определить накопление пожнивно-корневых остатков под влиянием систем удобрения в технологиях возделывания;
- установить и обосновать баланс элементов питания;
- исследовать изменения агрохимических показателей почвы в зависимости от систем удобрения;
- определить энергетическую эффективность интенсивных, биологических и альтернативных технологий возделывания сельскохозяйственных культур.
Научная новизна. Впервые разработаны технологии возделывания сельскохозяйственных культур на дерново-подзолистых песчаных почвах в сиде-ральном зернопропашном и плодосменном севооборотах с оптимальными системами удоббрения в целях производства высококачественного продовольственного и фуражного зерна, грубых и сочных кормов для животноводства.
Дана сравнительная оценка технологий возделывания сельскохозяйственных культур с разными системами удобрений в севооборотах по сохранению уровня плодородия песчаных почв дерново-подзолистого типа.
Определены оптимальные системы удобрения технологий возделывания, обеспечивающие минимум энергозатрат на производство одной зерновой единицы.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Сравнительная эффективность технологий возделывания сельскохозяйственных культур по урожайности и продуктивности севооборотов с оптимальными системами удобрения.
2. Формирование сельскохозяйственной продукции с хорошими параметрами качества в зависимости от систем удобрения интенсивной, биологической и альтернативной технологии.
3. Влияние систем удобрения в технологиях возделывания на основные агрохимические показатели почвенного плодородия дерново-подзолистых песчаных почв.
4. Энергетическая эффективность технологии возделывания в севооборотах с разными системами удобрения.
Практическая значимость результатов исследований.
Научными исследованиями установлены оптимальные системы удобрения интенсивной, биологической и альтернативной технологий с разными энергетическими параметрами, которые составят основу для практических рекомендаций сельским товаропроизводителям всех форм собственности. Системы удобрения технологий возделывания разработаны под каждую культуру и севооборот в целом для получения продукции с хорошими показателями качества.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на Международной конференции «Молодые ученые - возрождению сельского хозяйства России в XXI веке» (Брянск, 2000); Международной научно-практической конференции «Использование достижений современной биологической науки при разработке технологии в агрономии, зоотехнии и ветеринарии» (Брянск, 2002); Международной научно-практической конференции «Технологические аспекты производства продукции растениеводства и животноводства» (Брянск, 2004); 41 Международной научной конференции «Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур» (Москва, 2007); Международной научно-практической конференции «Инновации в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур» (Горки, 2010); Международной научно-методической конференции учреждений участников Геосети России и стран СНГ (Москва, 2010); Международной научно-практической конференции «Агроэкологические аспекты устойчивости развития АПК на территориях, загрязненных радионуклидами» (Брянск, 2011); Международной научно-практической конференции «Агроэкологические аспекты устойчивости развития АПК (Брянск, 2011); Международной научной конференции «Эффективность использования удобрений и других средств химизации в целях воспроизводства плодородия почв и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур» (Москва, 2011).
Материалы диссертации доложены, обсуждены на заседаниях кафедры растениеводства и общего земледелия ФГБОУ ВПО «Брянская ГСХА» и Ученого совета ГНУ НСОС ВНИИ люпина.
Публикации результатов исследований. Результаты диссертационной работы опубликованны в 42 научных изданиях, в том числе: 5 монографий, 12 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Организация исследований и личный вклад автора. Личное участие автора заключается в разработке методики экспериментов, постановке и организации проведения полевых и лабораторных опытов, получении основной части экспериментального материала (85%), анализе и интерпретации результатов, проведении статистической и энергетической оценки данных исследований, формулировании закономерностей, выводов и рекомендаций производству.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, списка литературы, включающего 593 источника, в том числе 42 на иностранных языках, изложена на 362 страницах компьютерного текста, содержит 118 таблиц, 10 рисунков и 36 приложений.
-
Бельченко, Сергей Александрович
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Брянск, 2012
-
ВАК 06.01.01
- Эффективность биологизированных технологий возделывания культур зернопропашного севооборота в условиях юго-западной части Нечернозменой зоны России
- Сравнительная эффективность адаптивных технологий возделывания семенного картофеля в юго-западной части Нечерноземной зоны России
- Агроэкологическая, экономическая и энергетическая оценка влияния видов полевых севооборотов на плодородие почв и продуктивность разных агрофитоценозов в Северо-Восточном регионе Нечерноземной зоны РФ
- Совершенствование севооборотов как биологического фактора устойчивости продукционного и средообразующего процессов в земледелии
- Продуктивность зерновых севооборотов при различном насыщении их посевами сои в условиях юго-запада Нечерноземной зоны России
