Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эффективность удобрений на выщелочных черноземах юго-западной части ЦЧЗ России

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Эффективность удобрений на выщелочных черноземах юго-западной части ЦЧЗ России"

л"!

л, На нравах иуконтч!

О 3 Ф19

НЕ'1 ¡"КБЕНКО НАТАЛЬЯ николлквнл

ЭФФЕКТИВНОСТЬ УДОБРЕНИЙ

НА ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМА'

'V л

ЮГО - ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ЦЧЗ РОССИИ

Специальность 06.01.04 - агрохнмги:

АВТОРЕФЕРАТ -диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1996

Работа выполнена в Центрально - Черноземном филиал Всероссийского научно - исследовательского институт: удобрений н агропочвоведения им. Д. Н. Прянишникова

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных науь

профессор Шильннков И.А

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук

Кирпичников H.A. - кандидат биологических наук Графская Г. А.

Ведущее учреждение - Белгородская государственная

сельскохозяйственная академия

Защита диссертации состоится " @ " 1997 ГОда

а 14 часов на заседании диссертационного. Совета Д.020.09.01 при Всероссийском научно - исследовательском институте удобрений и агропочвоведения им. Д.Н. Прянишникова по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, 31, ВИУА. : - '

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИУА.

Автореферат разослан " /# " 199?года.

Ученый секретарь диссертационного Cocerá.

ЛЛ.Воллейдт

Л к ту и л ь н ос.ть____темы. Непременное условие социально

экономическою 'прогресса - 'mi дальнейшее повышение и укрепление эффективности агропромышленное о комплекс;!. Предстоит повысить плодородие почвы, -добиться значительного роста урожайности сельскохозяйственных культур. ослабить его зависимость от неблагоприятных погодно - климатических условий.

В интенсивном земледелии нет более сильного воздействия на урожай и его качество, чем удобрения и новые технологии возделывания сельскохозяйственных культур.

Сохранение плодородия черноземов на оптимальном уровне, повышение эффективности органических и минеральных удобрений является одной из важнейших народнохозяйственных задач. Систематическое внесение минеральных удобрений, особенно их физиологически кислых форм, в интенсивных зерно - свекловичных севооборотах, способствует подкислению почвы, а через это - к нарушению основных свойств и режимов черноземов. Сочетание органических, минеральных и известковых удобрений - основное условие повышения плодородия на этих почвах. •

Однако недостаточное количество экспериментальных данных не позволило разработать рекомендации по применению минеральных, органических и известковых удобрений на слабокислых выщелоченных черноземах в интенсивном звене зерно -свекловичного севооборота, обеспечивающих среднегодовую .продуктивность на уровне 80-85 ц/га зерновых единиц.

Цель и задачи исследований. Цель наших исследований заключалась в установлении общих закономерностей изменения продуктивности сельскохозяйственных культур интенсивного звена зерно - свекловичного севооборота, качества продукции и основных элементов эффективного плодородия выщелоченных черноземов юго -

3

•западной части ЦЧЗ России в условиях многоукладное™ сельского хозяйства.

В задачу исследований входило:

1. Установить оптимальное сочетание минеральных, органических и известковых удобрений, обеспечивающих получение высоких и устойчивых урожаев культур интенсивного звена зерно -свекловичного севооборота и стабильное повышение плодородия почвы;

2. Изучить изменение агрохимических показателей выщелоченных черноземов при различных дозах и соотношениях минеральных, органических.и известковых удобрений;

3. Изучить действие различных видов, доз и сочетаний удобрений на качество урожая сельскохозяйственных культур;

4. Определить энергетическую эффективность минеральных удобрений в интенсивном звене севооборота в зависимости от доз и сочетаний известковых и органических удобрений.

Научная новизна заключается в том, что в условиях юго -западной части ЦЧЗ России впервые исследована эффективность сочетания возрастающих доз .минеральных, известковых и органических удобрений в интенсивном звене зерно - свекловичного севооборота, обеспечивающих среднегодовую продуктивность 80 $5 и/га зерновых единиц, выявлены основные закономерности их влияния на продуктивность сахарной свеклы, пивоваренного ячменя и кукурузы на зерно. Выявлена роль удобрений как фактора управления качеством сельскохозяйственной продукции. Исследованы закономерности изменения элементов эффективного плодородия выщелоченных черноземов в результате длительного интенсивного применения удобрений. Изучена биоэнергетическая эффективность минеральных удобрений в зависимости от уровня применения известковых и органических удобрений.

Практическая ценность работы состоит в том, что разработана система удобрения культур интенсивного звена севооборота, обеспечивающая среднегодовую продуктивность основной продукции 83 - 86 ц/га зерновых единиц, выявлены параметры изменения содержания в почве подвижных форм элементов питания, кислотности, нитрификационной способности и основных физико -химических показателей выщелоченных черноземов в зависимости от уровня применения минеральных, органических и известковых удобрений. Эти материалы использованы при разработке нормативов расхода СаСОз для сдвига рН на заданную величину по ЦЧЗ, а также по разработке рекомендаций по повышению плодородия почв Белгородской области.

Апробация полученных результатов. Основные результаты исследований доложены на конференциях молодых ученых и :пециалистов ВИУА (1995 и 1996 г.г.), на заседаниях ученого Совета Центрально - Черноземного филиала ВИУА.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы.

Объем работы. Диссертация изложена на 184 страницах, одержит 37 таблиц, и 3 рисунка в основном тексте и 30 таблиц в |риложении. Список литературы включает 245 работ отечественных и арубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика проведения исследований. В соответствии координационным планом НИР и ОКР исследования велись по роблеме 0.51.01 "Разработать и внедрить эффективные методы эспроизводства почвенного плодородия, комплексного пользования земельных ресурсов и рационального применения юбрений" при решении задания 03.01.Н4 "Изучить действие >четания извести и минеральных удобрений на плодородие почвы и

разработать научно-методические основы периодическою

известкования с целью создания - оптимальной реакции почвы и баланса кальция и выдать рекомендации производству" (номер гос. регистрации 81041824).

Для решения поставленных задач в 1УМ-1992 гл. оылн проведены исследования в многофакторном полевом опыте, заложенном на опытно - производственном отделении Центрально -Черноземного филиала ВИУА в 1982 году.

Опыт проведен в интенсивном звене зерно - свекловичного севооборота со следующим чередованием культур: сахарная свекла, ячмень, кукуруза на зерно.

Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднегумусный среднемощный иловато - крупнопылеватый тяжелосуглинистый, сформировавшийся" на лессовидных суглинках. Агрохимическая характеристика пахотного слоя его следующая: содержание щелочно - гидролизуемого азота по Корнфилду 117150 мг/кг, подвижного фосфора и обменного калия по Чирикову соответственно 57 - 89 и 110-140 мг/кг, рН (КС1)- 4;9-5,3, гидролитическая кислотность по Каппену - 4,6 - 5,2, содержание обменкого кальция - 26,2-30,6, сумма поглощенных оснований -29,15 -35,4 мэкв/ЮОг почвы, степень насыщенности почв основаниями - 8390 %, содержание гумуса по Тюрину,- 5,1-5,3 °Л.

Исследования проведены в трехфакторном опыте с ортогональной схемой, что позволило выявить эффективность действия изучаемых факторов и установить их взаимодействие. В полевых опытах цз.учались четыре дозы известковых,, азотных, фосфорных и калийных удобрений. Опыты проводились на безнавозном фоне и на фоне 50 т/га навоза. Полная схема трехфакторного опыта на каждом фоне применения навоза содержит 64 варианта. На основе равномерной выборки была спроектирована

и.ма, сохраняющая ортогональность и содержащая 1/4 часть всех вариантов.

В опыте применен полуперепревший подстилочный навоз крупного рогатою скота, содержащий в сыром веществе 0,46 азота, 0,24 "¡, фосфора и 0.51"<> калия, влажностью Л7,У 'V Из минеральных удобрении применяли аммиачную селитру, двойной суперфосфат и хлористый калий. В первой ротации севооборота в качестве известкового удобрения использован дефекат с содержанием СаСОз 39,4 %, влажностью 17,8 %, во второй ротации - сухомолотый мел с содержанием СаСОз 96 % при влажности 4 %.

Распределение минеральных и известковых удобрений под культуры звена севооборота приведено в табл.1 ^ 1

Навоз и известковые удобрения вносили под сахарную свеклу, на ячмене и кукурузе изучали их Последействие.

Агротехника возделывания сахарной свеклы, ячменя и кукурузы на зерно наряду с общепринятой в зоне включала в себя элементы интенсивных технологий, направленных иа. получение максимальной продуктивности культур интенсивного звена зерно - свекловичного севооборота.

В опыте возделывали сахарную свеклу Рамоиская одноростковая, ячмень Нутанс 518 и кукурузу гибрид Коллективный 18!. '

Погодно - климатические условия. Белгородская область занимает юго - западную часть Центрально - Черноземной зоны. Климат умеренно - континентальный. Длина безморозного периода -165 дней, длина вегетационного периода - 190 дней. Среднегодовое количество осадков - 470 мм, за период с температурой выше 10°С -270 мм. Запасы продуктивной влаги ко времени перехода через 5°С составляют обычно около 200.мм в метровом слое.

Величина ГТК за годы исследований для сахарной свеклы (1988 * 1990 г.г.) изменялась за период вегетации от 0,80 до 1,17, для ячменя

Таблица 1

Распределение минеральных и известковых удобрений под культуры звена севооборота

Даш удобрений в код.едии. Удобрения Внесено в 1-й ротаций внесено во 2-й ротации под культуры Внесено за 3 года 2-й ротации

сах.свеклу ячмень кукурузу

1 Са 0.5 0.25 - - 0.25

N 240 90 30 60 180

РгОз 240 90 - 60 150

КзО 240 90 - • 60 150

2 7 Са 1,0 0,5 - 0,5

N 480 180 60 120 360

PiOs 480 ISO ■■ - 12Q 300

KiO 480 180 . - 120 300

3 ' Са 1,5 0,75 - 0,75

. N - 720 ,270 90 180 540

PiOs . 720 270 - 180 450

1 • К.2О . .720 . . 270 - 180 450

Примечание: Са в дозах СаСОз, . рассчнтаных по величине гидролитической кислотности/N. РгО» и К2О - в кг/га.

(1989 - 199! г.г.) за май - июнь - от 1.12 до 1,56, для кукурузы (1990 -1992 г.г.) за июнь - июль - от 1,25 до 1,56. В целом условия увлажнения за годы исследований для культур оценивались как благоприятные.

Методика исследований. Химические анализы почвенных образцов проведены: рН - потенциометрически, гидролитическая кислотность - по Каппену, сумма поглощенных оснований - по Каппену - Гильковицу, кальций обменный - в КС1 на атомно -адсорбционном анализаторе, нитрификационную способность почвы -по Кравкову в • модификации Почвенного института, щелочногидролизуемый азот - по Корнфилду, подвижный фосфор и обменный калий - по Чирикову.

Химический состав продукции и ее технологическое качество определялись: азот, фосфор и калий в основной и,, побочной продукции сельскохозяйственных. культур - инфракрасном

анализаторе; сахар, калий, натрий в сахарной свекле - на автоматической поточной линии "Венема", показатели качества зерна ячменя и кукурузы определяли по методикам ВИУА, ВИР, ЦИНАО и Почвенного института.

Статистическая обработка экспериментальных данных проведена регрессионно -- - корреляционным методом по В.Н.Перегудову. Установление количественной зависимости урожая и показателей его качества, а 'также степени влияния изучаемых факторов на агрохимические свойства почвы проводили на основе математической модели уравнения с половинными и целыми степенями.""

Определение числовых значений коэффициентов уравнений регрессий проводилось методом наименьших квадратов с последовательной оценкой недостоверных членов регрессии на основе критерия Стыодеята яря Р = 95 % на персональных компьютерах.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влиянне удобрений на урожай и_качество сахарной свскли..

Исследованиями установлено, что при нормальных условиях увлажнения эффективное плодородие выщелоченных черноземов при среднем содержании в почве щелочногидролизуемого азота, подвижного фосфора и повышенном содержании обменного калия обеспечивали получение 380 ц/га корнеплодов. Внесение ¡^то повышало урожай на 73 ц/га, N1*0 - на 90 ц/га, N270 на 97 ц/га. Зависимость урожая корнеплодов от изучаемых факторов описывалось следующим уравнением регрессии:

У,ц/га =380 - 23,^ + 96,2*1Ч0-5' + 28,3*(РК)«' -8,3*Са + + 31,6*Са«5 - П,9*(ГЧ*РК) о,5 + 23,8*Н - 13,1*(Н*1Ч)<>* -- 10,2*(Н*Са) е.«; Л2 = 0,94

Примечание: - здесь и далее Э уравнениях регрессии минеральные, известковые и органические удобрения приведены в кодированных единицах.

Внесение возрастающих доз фосфорных и калийных удобрений повышало урожай корнеплодов на 28 -49 ц/га. Известковые удобрения способствовали росту урожая. на 23-30 ц/га. Навоз обеспечивал прибавку урожая-24 ц/га. На его фоне снижалась эффективность азотных удобрений на 13 - 23 ц/га, а также известковых - на 10 -18 ц/га.

В. среднем за годы исследований сахаристость корнеплодов зависела от изучаемых факторов и описывалась следующим уравнением регрессии:

С.% = 17.3 - !,00*1Ч -/0,16*(РК)"-* + 0.16*(Са*1\)0-5 -- 0.15*(Са*РК)°-5+ - 0,22*(11*РК)" ?;; И* = 0.96

Фосфорные и калийные удобрения на безиавозном фоне повышали сахаристость корнеплодов на 0.2 - 0,3".,. Азотные удобрения снижали сахаристость на 1.0-5.0 "... Совместное внесение иод сахарную свеклу фосфорных, калийных и органических удобрений, ввиду усиления азотного питания растений свеклы, снижало сахаристость корнеплодов на 0.2-

Потери сахара в мелассу повышались с ростом доз азотных удобрений с^2.95 до 3,82 °о от массы корнеплодов. Фосфорные и калийные удобрения увеличивали потери на 0,2 -0,6 %,'навоз - на 0,2 -0.4%.

Зависимость заводского выхода "белого" сахара от изучаемых факторов представлена следующим уравнением регрессии:

З.В.,ц/га = 54,8 - 8,5*N +12,1 -1,5(РК)+ 6,2*<РК)°-5 + + 2,3*Са° » + 3,6*Н - 1,7*(Н*Са)° * - 3,7*(Н*РК)°'; И* = 0,87

Азотные удобрения, повышая урожайность корнеплодов, увеличивали выход "белого" сахара при внесении N90 на 3,5 ц/га. Внесение N1511 не оказывало достоверного влияния на прирост сбора сахара по сравнению с контролем, а при внесении N270 выход сахара снижался на 4,6 ц/га, фосфорные и калийные удобрения повышали выход сахара на 4,7-5,2 ц/га, известковые - на 2,2-3,9 ц/га, навоз в дозе 50 т/га на 3,6 ц/га. Внесение навоза с известковыми, фосфорными и калийными удобрениями снижало заводской выход "белого" сахара на 1,7-9,3 ц/га.

Оптимальной дозой азотных удобрений при обязательном внесении под сахарную свеклу фосфорных и калийных удобрений в

i í

до5ах P90K90 независимо от уровня применения навоза является N>».m> кг/га. При этом заводской выход "белого" сахара достигает 63-65 ц/га.

Влияние удоореннн на урожай н качество пивоваренного ячменя. Зависимость урожая ячменя от уровня плодородия почвы, действия азотных и последействия фосфорных, калийных, известковых и органических удобрений отражена в следующем уравнении регрессии:

Y,u/ra =33,0 -7,I*N + 17,7*№-< •+l,2*(PK)«-'-l,3*(Ca*N)"-5+ + 3,4*H - 3,0*(N*H)°>5 - 1,3*(H*PK)0S + I,7*(H*Ca)°-s; RJ=0,86

Азотные удобрения обеспечивали прибавку ' урожая зерна ячменя на 9,4-10,8 ц/га. Фосфорные и калийные удобрения в последействии повышали урожай на 1,2 - 2,1 и/га. Последействие известковых удобрений имело специфический характер - известкование способствовало улучшению азотного питания ячменя, что сказывалось на устойчивости к полеганию, а через это - на урожайность зерна. Навоз в своем последействии повышал урожайность ячменя на 3,4 ц/га. Навоз,снижал эффективностьминеральных удобрений на 4,3-7.4 ц/га, последействие' навоза и известковых удобрений повышало урожай на 1,7 - 2,9'ц/гс.

Максимальный урожай 45,7 ц/ra,на безнавозном фоне получен при внесении N<s-so,. на фоне последействия навоза -.при внесении

N35-40. . ■ .

Для' пивоваренного ' ячменя содержание "сырого" белке является одним из основных показателей качества. Зависимость ere содержания ■ от изучаемых факторов описывалась следуюшк;. уравнением регрессим:

Б.% = 8,89 + 1,66*N - 0,16*(РК)01+ 0,70*Са -0,51*Са0 5 -• 0,56*(Са*ГЧ)»-'+ 0,48*Н; к2 = 0,95

Фосфорные и калийные удобрения снижали содержание сырого" белка на 0,16-0.28%, азотные увеличивали его содержание на 1,98%, известковые - на 0.19-1,22 %, навоз - на 0,48 %: На фоне юследействия Р90К91) и 0,25 дозы СаСОз по г.к. на безнавозном фоне |редельная доза азота под ячмень не должна превышать 60 кг/га, на >оне последействия навоза - 50 кг/га.

Экстрактивность зерна ячменя в наших исследованиях рактически не зависела от последействия фосфорных, калийных, звестковых и органических удобрений. Внесение возрастающих доз зотных удобрений снижало этот показатель качества на 1,0-3,0 % (на онтроле - 78,5 %).

С улучшением азотного питания снижалась крупность зерна чменя с 83,6 до 60,8 ■%, увеличивалась продолжительность сахаривания с 17 до 32 минут, снижалась растворимость солода, а акже растворимость белка с 43,3'до 36,3 %. Это, в итоге, приводило к нижению конечной степени сбраживания с 76,4 до 71,9 %, т.е. величивался удельный расход ячменя на производство 1 декалитра ива. -

Получение 43-44 ц/га высококачественного пивоваренного 1меня на. безнавозном фоне обеспечивает применение N45-50, на фоне эследействия навоза - Ыз5-<о.

' Влияние удобрений на урожай и качество зерна кукурузы. [ннерзльные и известковые удобрения оказывали значительное 1ияние на урожай зерна кукурузы. Зависимость описывалась гедующнм уравнением регрессии:

У,ц/га- 53,0+ 8,0*№-5- 1,8*(РК)+ 1,8*Са -3,3*(Са*\)"-» + + 1,9*(Н*РК)и!; К2 = 0,51

Урожай зерна в основном зависел от доз азотных удобрений, прибавка составила 8,0-13,9 ц/га. Фосфорные, калийные и известковые удобрения, нарушая соотношение элементов питания в почвенном растворе, вызывали некоторое снижение урожая зерна.

• Содержание "сырого" белка в зерне кукурузы также тесно связано с уровнем применения минеральных и известковых удобрении. Влияние изучаемых факторов на этот показатель качества нашло отражение в следующем уравнении регрессии:

Е,% = 8,24 4 1,04*№-! - 0,43*Н + 0,25*(Н*Са)в-5;

0,20*(РК)° » - 0,18*(Са*1Ч)0-5 -I*2 = 0,75

Существенных различий в содержании жира, крахмала клетчатки под действием изучаемых факторов не установлено Содержание жира в .зерне составило 5,1-5,3 %, клетчатки - 2,6-2,8 % крахмала - 76-78 %. '

Установлено, что содержание незаменимых аминокислот 1 основном связано.с уровнем азотного питания кукурузы (табл.2).

Таблица.

Зависимость содержании незаменимых аминокислот от уровкЕ орвмесевнп азотных удобрений, г/кг

Аминокислоты Дозы азота, кг/га

0 60 120 180

Валнн 3,66 4,15 ' 4,35 4,51

Изолейцин .2,61 2,96 3,11 3,22

Лейцин 7,26 8,18 8,56 8,85

Лизин 2,36 2,51 2,66 2,81

| Треонин [ ! | •2.51 2.75 2.Х5 2,93

1 Триптофан | : I 0.97 1.02 • 1.06 1.07

| Фенилаланин 1 * 1 3.29 3.39 3.87 • 4.00

15 I кг зерна кукурузы содержалось 1,40-1,42 кг кормовой е л и н и ц ы.

Биологическая ценность белка зерна кукурузы составила 69 -

71 "„.

Оптимальной дозой минеральных удобрений под кукурузу на зерно является N120. . .

Влияние удобрений на продуктивность интенсивного звена зерно - свекловичного севооборота и окупаемость удобрений. Среднегодовая продуктивность- интенсивного звена

зерносв?кловичного севооборота на абсолютном контроле составила 70,9 н/га зерновых единиц основной продукции. Внесением минеральных и известковых удобрений на безнавозном фоне продуктивность можно повысить на 18,0-18,4 ц/га. Навоз повышал среднегодовую продуктивность на 3,6 ц/га зерновых единиц. На фоне навоза отмечено снижение эффективности азотных удобрений на 2,44,2 ц/га з.е. Зависимость можно описать следующим уравнением регрессии:

П,ц/га = 70,9 - + 18,0*№>5 -3,2*(РК) + 6,4*(РК)°5+

+ 1,1*Са0'5 + 3,6*Н - 2,4*(йга)0-?; К0'5 = 0,84

азотные удобрения повышали продуктивность на 11,9-13,3 ц/га, фосфорные й калийные удобрения - на 1,5-3,2 ц/га, известковые - всего на 1,1 - 1,9 ц/га.

Окупаемость Г кг питательных веществ азотных удобрений была очень зысокой и а условиях эксперимента составила . при

среднегодовом внесении Ыьо - 19,83 кг зерновых единиц. Окупаемость 1 кг фосфора и калия, внесенных в дозе Рм>К5» была гораздо ниже и составила всего 3,20 кг. С ростом доз азотных удобрений до N11111 она снижалась до 7,15 кг. с ростом доз до РиоКио - до 0.50 кг зерновых единиц. Известковые удобрения в возрастающих дозах повышали окупаемость 1 кг NPK минеральных удобрений. На фоне навоза с учетом его эффективности окупаемость минеральных удобрений снижалась.

Биоэнергетическая эффективность -удобрений в звене . севооборота. Биоэнергетическая эффективность минеральных удобрений (БЭЭ) тесно связана с ростом доз минеральных удобрений. БЭЭ азотКых удобрений снижалась с ростом доз на сахарной свекле с 4,13 до 1,27, фосфорных и калийных удобрений - с 7,24 до 3.76 на безнавозном фоне, на фоне навоза, соответственно, с 3,21 до 0,74 и с 7,24 до 3,76. На ячмене она снижалась в следующих пределах - с 4,16 до 0,52 и с 9,24 до 4,91, на безнавозном фоне и на фоне последействия навоза - с 2,70 до -0,21 и с,- 2,10 до -1,бр единиц. БЭЭ азотных удобрений на кукурузе снижалась с ростом, доз с 1,58 до 0,49. Фосфорные и калийные удобрения на кукурузе на зерно энергетически не эффективны. ■ . •

С ростом доз известковых удобрений биоэнергетическая эффективность минеральных удобрений возросла почти вдвое.

Среднегодовое количество обменной энергии, полученной с

урожаем культур .интенсивного звена зерно - свекловичного

. -' ' ' '' '

севооборота на контрольных вариантах составило 106,8 тыс.МДж/га. С ростом доз азотных удобрений прирост сбора энергии возрастал на 36,5 - 48,8 тыс. МДж/га, с ростом доз фосфорных и калийных удобрений прирост составил .14,3 - 24,7 тыс.МДж/га.. Известковые , удобрения обеспечивали прирост энергии 11,5 - 14,5 тыс.МДж/га, навоз - 11,8 тыс.МДж/га в.год.

Биоэнергетическая эффективность азотных удобрений на звено севооборота составила 3,34 - 0,86, фосфорных и калийных удобрений - 3,34 - единицы. С ростом доз азо.та, фосфора и калия БЭЭ

минеральных удобрений снижалась. Известковые удобрения способствовали росту БЭЭ азотных удобрений в звене севооборота на 1 5-20 "о, фосфорных и калийных удобрений - в 3,0 - 3,5 раза.

Влняние удобрений на химический состав н вынос элементов питания сельскохозяйственными кульТ-УрЗИК... Внесение возрастающих доз минеральных удобрений оказывало значительное влияние на соотношение основной и побочной продукции, содержание в них основных элементов питания. В большинстве случаев зависимость имела сложный нелинейный вид.

Вынос элементов питания на единицу основной продукции с соответствующим количеством нетоварной чясти урожая повышался с ростом доз минеральных удобрений и достигал значительных величин (табл.3).

Таблица 3

Вынос элементов пптавса па 1 т еекбвнеГз продукции с соотксгствумгяям количеством ветогаряой, кг

Культуры Миппмлльпое . Максимальное

N Ь»:Оз К1О N РгО» Кг О

Сахарная свекла 3.4 1,0 ■ 4,8 5,6 1.4 5,8

Ячмень 22,1 10,0 17.3 35,9 14,8 34,1

Кукуруза на зерно 25,3 11,8 , 16,8 31',9 14,3 20,1

Изменение почвенного плодородия под действием длительного применения удобрений в зерно - свекловичном севообороте. • Систематическое применение удобрений в зерно - свекловичном

севообороте не оказало в наших исследованиях достоверного влияния на содержание щелочногидролизуемого азота в пахотном слое выщелоченного чернозема и составило в среднем ПК-143 мг/кг почвы.

Содержание подвижного фосфора по Чирикову изменялось о! доз и соотношений удобрений, применяемых за все годы исследований. Оно описывалось следующим уравнением регрессии:

¥гОв, мг/кг = 95,4 + 18,4*\ - 38,7*1Ч«-* + 45.5*(РК) -- 7,6*(Са^)°-» - 13,8*(Н*РК)0>5 + 13,7*(Н*Са)°»; Я2 = 0,86

"Ежегодное внесение 80-90 кг/га РгО* минеральных удобрений обеспечивало потребность сельскохозяйственных культур севооборота в фосфоре и повышало содержание подвижного фосфора на 10 мг/кг почвы. .

Содержание обменного калия в пахотном слое в зависимости от изучаемых факторов представлено следующим уравнением регрессии:

КзО, мг/кг = 108,4 - 15,0*№>5 + 17,7*(РК) -7,3*(Са*РК)в * + + 8,2*(]Ч*РК)®'5 + 13,5*(Н*Са)°>5; И2 = 0,76

Внесение возрастающих доз калийных удобрений в меньшей степени влияло на накопление обменного калия в пахотном слое выщелоченного чернозема.

Внесение минеральных, известковых и органических удобрений оказывало влияние на изменение физико-химических свойств выщелоченнбго чернозема, и в первую очередь, на величину рН(КС1). Зависимость описана следующим уравнением регрессии:

рН(КС1) = 5.39 - 0,23*М"-5 + 0,|3*(РК) + 0.33*Са -

- 0.25*Са"-5 + 0.14*(Н*!Ч)"-5 - <).25*(Н*РК)"-5; = 0.82

Азотные удобрения подкисляли почву - величина рН уменьшалась' на 0,22 - 0,39 единицы, под действием известковых удобрений почвенная кислотность снижалась на 0,08 - 0,56 ед.рН. Действие навоза, фосфорных и калийных удобрений на уровень кислотности выщелоченного чернозема отразилось менее заметно.

Между величиной рН(КС1) и гидролитической кислотностью установлена обратная зависимость (Я = -0,78); Величина гидролитической кислотности в меньшей степени связана с уровнем применения азотных удобрений, а в большей степени зависела от фосфорных, калийных, известковых и органических удобрений.

Нг,мэкв/100г = 5,15 - 0,47*(РК) - 1,27*Са + 0,75*Са0 5 -

- 0,41 « - 0,80*Н + 1,12*(Н*РК)0*; И2 = 0,76

Систематическое применение удобрений в зерно - свекловичном севообороте оказывало влияние и на один из основных показателей биологической активности почвы - ее нитрификационную способность. В зависимости от изуча&мых факторов ее величина, описывалась следующим уравнением регрессии:

Н.С.,мг м-м0з/кг=28,'0 +5,4*№ '+ 6,6*(РК)« 5+2,5*Са» 5 --7,1*(1Ч*РК)0'«; К2 = 0,65

Она повышалась с ростом доз азота на 5,4- 9,3, фосфора и калия- на 6.6-11,4, извести- на 2,5-4,3 мг N-N03 на 1кг почвы.

ВЫВОДЫ

1. Сочетание минеральных, известковых и органических удобрений на выщелоченных черноземах юго-западной части ЦЧЗ России повысило среднегодовую продуктивность интенсивного, звена зерно - свекловичного ревооборота до 83-86 ц/га зерновых единиц основной продукции.

2. Установлены основные закономерности действия и взаимодействия возрастающих доз минеральных, органических и известковых удобрений. Наибольшее влияние оказали азотные удобрения, действие фосфорных и калийных удобрений было в 3 - 4 раза слабее.

Навоз повысил сбор зерновых единиц основной продукции на 3,6 ц/га. Известкование. оказало ' незначительное влияние на продуктивность звена севооборота. Зависимость имело вид:

П,ц/га = 70,9 - 6,1 *М + 1С,0*№-» -3,2*(РК)+ 6,4*(РК)° 5+ + 1,1*Са°^+3,6*Н - 2,4*(Н*Г*)0'*; П1 = 0,84

Оптимальной дозой минеральных удобрений, обеспечивающей на безнавозном фоне максимальную продуктивность интенсивного звена зерно - свекловичного севооборота, является ЫпвРмКя), на фоне 50 т/га навозаМюоР^оЮо.

3. Заводской сбор "белого" сахара повышался с ростом доз

минеральных , известковых и органических удобрений и при внесении

увеличение

Шо-боР9оК9о достигал 63 - 65 ц/га. Дальнейшйе -у доз минеральных

удобрений и внесение извести под сахарную свеклу с целью роста ее продуктивности не эффективно.

4. Основной фактор повышения урожайности ячменя применение азотных удобрений. Оптимальной "дозой азота, обеспечивающей получение 43 - 44 ц/га высококачественного пивоваренного ячменя является N45-50. Дальнейшее повышение доз азота под ячмень не способствовало росту урожая и снижало качество зерна пивоваренного ячменя. Последействие фосфорных и калийных удобрений ниже в 4-5 раз. чем азотных.

- 5. Продуктивность кукурузы на зерно повышалась с ростом доз азотных удобрений на 8,0-13,9 ц/га. Фосфорные, калийные и известковые удобрения, не оказывали достоверного влияния на повышение урожайности зерна кукурузы на выщелоченных черноземах. Содержание "сырого" белка в зерне повышалось с рретЬм доз <■ азотных удобрений до 10,04 %. Содержание незаменимых аминокислот также повышалось с ростом уровня азотного.питания кукурузы. Биологическая ценность белка кукурузы составила 69 -71 %. В I кг зерна кукурузы содержится 1,40 кг кормовой единицы. Оптимальная доза азотных удобрений под кукурузу на зерно на выщелоченных черноземах при средней их обеспеченности щелочногидролизуемым азотом, повышенной - подвижным фосфором и обменным калием - N120.

6. Максимальная окупаемость минеральных удобрений зерновыми единицами получена при среднегодовой дозе внесения ЫбоРзо1С5о. С ростом доз азотных удобрений окупаемость 1 кг азота

снижалась с 19,83 до 7,15 кг. Окупаемость фосфора и калия была ниже

, з

в 6 - 12 раз.

7.' Биоэнергетическая эффективность азотных удобрений за звено севооборота снижалась с ростом доз с 3,34 до 0,86, фосфорных и калийных удобрений - с 3,34 до 1,11 единиц. Известковые удобрения

способствовали росту БЭЭ азотных удобрений на 15-20 процентов, фосфорных и калийных удобрений - в 3,0 - 3.5 раза.

8. Внесение удобрений под сельскохозяйственные культуры повышало вынос элементов питания с I т основной продукции: сахарной свеклы - с 3,4 кг азота, 1.0 кг фосфора и 4.8 кг калия до 5.6: 1,4 и-5,8 кг соответственно, ячменя - с 22.1; 10,0 и 17.3 кг до 35.9; 14.8 и 34,1 кг, кукурузы на зерно - с 25,3; 1 1,8 и 16,8 кг до 31,0; 14,3 и 20.1 кг соответственно.

9. Систематическое применение удобрений на выщелоченных черноземах не оказало достоверного влияния на содержание щелочногидролизуемого азота в пахотном горизонте. Содержание подвижного фосфора и обменного калия повышалось с ростом доз минеральных, органических и известковых удобрений. Ежегодное внесение 80 - 90 кг/га Р2О5 и 140 - 150 кг/га КгО минеральных удобрений обеспечивало повышение содержания подвижного фосфора и обменного калия в пахотном горизонте на 10 мг/кг в севообороте,

10. Внесение известковых, минеральных и органических удобрений оказывало значительное влияние на физико - химические свойства выщелоченных черноземов. Азотные удобрения повышали кислотность на 0,27 - 0,40 единицы рН. Известковые удобрения обеспечивали снижение кислотности на 0,08 - 0,56. Величина гидролитической кислотности снижалась под действием фосфорных, калийных и известковых удобрений,

11. Систематическое внесение минеральных и известковых удобрений оказывало значительное влияние на нитрификационную способность почвы„чОна повышалась от азотных удобрений на 5,4 -9,3, от фосфорных и калийных - на 6,6 - 11,4, от известковых удобрений - на 2,5 - 4,3 мг N^N03 на 1 кг почвы.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для получения 63 - 65 ц/га "белого" сахара, 42 - 45 ц/га пивоваренного ячменя и 64 - 65 ц/га зерна кукурузы на выщелоченных черноземах в интенсивном звене зерно - свекловичного севооборота следует вносить под сахарную свеклу К5<г-боР9оК9о, под ячмень - N45-50, под кукурузу на зерно - N120.

2. В интенсивных зерно - свекловичных севооборотах на выщелоченных черноземах ЦЧЗ России рН почвы рекомендуется поддерживать на уровне 5,6 - 6,0, используя для этого известковые удобрения. Известковать следует полными дозами один раз в ротацию севооборота при условии применения высоких доз минеральных удобрений. ■

3. На выщелоченных черноземах, расположенных на землях первой технологической группы, вносить навоз следует в дозе 10 т/га севооборотной площади. Место внесения - под сахарную свеклу,

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Эффективность сочетания минеральных, известковых и органических удобрений на выщелоченном черноземе. - Тезисы докладов XXX конференции "Эффективность применения средств

химизации и продуктивность сельскохозяйственных культур". М.. ВИУА, 1995, с. 12.

2. Эколого - агрохимическая эффективность азотных удобрений на ячмене в Белгородской области. - Зерновые культуры. 1995. N4, с. 16-17.

3. Эффективность удобрений на выщелоченных черноземах. -Кукуруза и сорго, 1995, N5. с.4-5.

4. Эффективность навоза и удобрений в зерно - свекловичном севообороте на выщелоченных черноземах Белгородской области. -Тезисы докладов XXXI конференции " Эффективность применения средств химизации и продуктивность сельскохозяйственных культур". М., ВИУА, 1996, с.36. (в соавторстве - Пендюрин Е.А.).