Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эколого-агрохимическая оценка действия минеральных удобрений на посевах сои, возделываемой на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Эколого-агрохимическая оценка действия минеральных удобрений на посевах сои, возделываемой на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья"

На правах рукописи

ИСУПОВА ЮЛИЯ АНАТОЛЬЕВНА

ЭКОЛОГО-АГРОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДЕЙСТВИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПОСЕВАХ СОИ, ВОЗДЕЛЫВАЕМОЙ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

Специальность 06.01.04 - агрохимия

Автореферат

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

12 ДЕК 2013 005543253

Краснодар - 2013

005543253

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» на кафедре агрономической химии в 2010-2012 гг.

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук,

профессор Онищенко Людмила Михайловна

Официальные оппоненты: Серпуховитина Ксения Алексеевна, доктор

сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник отдела виноградарства и виноделия ГНУ «СевероКавказского зонального научно-исследовательского института садоводства и виноградарства» Россельхозакадемии

Тишков Николай Михайлович, доктор сельскохозяйственных наук, заведующий отделом земледелия и лаборатории агрохимии ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур им. B.C. Пустовойта» Россельхозакадемии

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Ставропольский

государственный аграрный университет»

Защита диссертации состоится «26» декабря 2013 г., в II00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.038.03 при ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13 (главный корпус, 1 этаж, комната 106), тел./факс 8(861) 221-57-93.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», с авторефератом - на сайте http://www.vak.ed.gov.ru и http://www.kubsau.ru

Автореферат разослан » ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета ц Мц^Ш***

доктор биологических наук, профессор ¡¡< ™ Л.В. Цаценко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблемы дефицита растительного белка и масла, а также сохранения и воспроизводства плодородия почв в Российской Федерации становятся все более актуальными и требуют решения. Их возможно решить за счет расширения посевных площадей и увеличения продуктивности зернобобовых культур в севообороте. Среди них первое место в мире по валовому производству занимает соя.

Соя - белково-масличная культура, способная при соблюдении системы удобрения не только давать качественные семена, но и оставлять в почве значительное количество элементов питания. В среднем на одном гектаре она накапливает после себя в почве азота - 60-80 кг, фосфора -20-25 и калия - 30-40 кг, что равноценно внесению 10-15 т органических удобрений (http: //www. agrocounsel. ru/vyraschivanie-soi).

Посевы сои в Российской Федерации сосредоточены на Дальнем Востоке и в Южном Федеральном округе. В Краснодарском крае площадь этой культуры за последние годы составляла в среднем 130 тыс. га, а урожайность - 1,42 т/га. Что значительно ниже потенциальных возможностей культуры. Поэтому усовершенствование системы удобрения сои с целью увеличения ее урожайности является весьма актуальным для современного сельскохозяйственного производства.

Повышение продуктивности посевов сои невозможно без научно обоснованного применения минеральных удобрений. Большой вклад в решение этой проблемы внесли В.Б. Енкен, В.Т. Куркаев, Ю.П. Мякушко, В.Ф. Баранов, Н.М. Тишков, A.B. Кочеруга, В.М. Пенчуков, B.C. Петибская и многие другие. На основе их исследований была разработана система удобрения сои. Однако вопросы рационального использования минеральных удобрений до конца не выяснены. Не изучено влияние систематического применения удобрений в севообороте на урожай и качество зерна сои, агрохимические и физико-химические показатели плодородия и биологическую активность почвы, динамику содержания элементов питания в растениях, а также их баланс в системе почва - удобрение -растение. Отсутствуют данные по реакции сои сорта Вилана на возрастающие нормы традиционных азотно-фосфорно-калийных туков и их сочетаний с новым комплексным удобрением Нутривант плюс.

Необходимостью решения этих проблем вызвано проведение исследований по оптимизации системы удобрения сои при возделывании ее на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья. Актуальность

исследований подтверждается включением темы в план НИР КубГАУ (№ гос. регистрации 2.00606825; 01201153630).

Цель и задачи исследований. Цель исследований - определить оптимальные параметры допосевного внесения минеральных удобрений под сою и эколого-агрохимически обосновать перспективность включения Нутриванта плюс в систему удобрения этой культуры, выращиваемой на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья.

В задачи исследований входило:

- анализ существующих результатов исследований по влиянию минеральных удобрений на показатели плодородия почвы, урожайность и качество зерна сои;

- определить действие видов и норм минеральных удобрений на физико-химические свойства чернозема выщелоченного;

- изучить особенности динамики содержания подвижных форм азота, фосфора, калия в почве на посевах сои и рассчитать их баланс в системе почва - удобрение - растение;

- выявить влияние видов и норм минеральных удобрений на биологическую активность почвы;

- установить влияния видов, норм минеральных удобрений на содержание элементов питания в растениях сои и рассчитать вынос их с урожаем;

- оценить эффективность совместного применения комплексного удобрения Нутривант плюс и норм минеральных удобрений на посевах сои;

- определить урожайность и качество семян сои в зависимости от видов, норм и соотношения минеральных удобрений;

- экономическая, экологическая и биоэнергетическая оценка применения минеральных удобрений при выращивании сои.

Научная новизна работы. В результате исследований выявлены основные закономерности изменения физико-химических (подкисление почвы), агрохимических (увеличение содержания элементов питания в почве), биологических (повышение микробиологической активности и интенсивности «дыхания» почвы) показателей плодородия чернозема выщелоченного под воздействием вносимых на посевах сои минеральных удобрений. Экспериментально установлено и теоретически обоснованы нормы и виды удобрения, а также применение комплексного удобрения Нутривант плюс для некорневой подкормки, обеспечивающие повышение количества и качества урожая сои и дана их сравнительная экологическая и экономическая оценка.

Практическая значимость. В коде исследований экспериментально установлена и теоритически обоснована эффективность совместного применения допосевного удобрения в сочетании с некорневой подкормкой Нутривант плюс, обеспечивающее получение высокой, экономически обоснованной урожайности и качества зерна, а также сохранение плодородия чернозема выщелоченного. Результаты исследований могут быть внедрены в сельскохозяйственных предприятиях различных форм собственности, расположенных на черноземах выщелоченных Западного Предкавказья. Информация о результатах исследований может быть использована в учебном процессе по агрономическим и экологическим специальностям.

Основные положения, выносимую на защиту:

1. Сочетание допосевного удобрения в норме ^оРадКад с некорневой подкормкой комплексным водорастворимым удобрением Нутривант плюс вегетирующих растений сои позволяет повысить ее урожайность и качество зерна.

2. Применением минеральных удобрений на посевах сои, выращиваемой на черноземе выщелоченном, повышает содержание доступных форм элементов питания в почве и способствует ее подкислению.

3. Включение Нутриванта плюс в систему удобрения сои экономически эффективно и экологически обосновано.

Апробация работы. Результаты исследований ежегодно докладывались и получили одобрение на: заседаниях кафедры агрономической химии Кубанского госагроуниверситета (2010-2013 гг.); конференциях сотрудников факультета агрохимии и почвоведения (2010-2013 гг.); Всероссийских научно-практических конференциях молодых ученых (2010-2012 гг., Краснодар); 6-м съезде общества почвоведов им. В.В. Докучаева (Петрозаводск - Москва, 2012 г.); 46-й и 47-й Международной научной конференции ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова (Москва, 2012-2013 гг.); Всероссийской конференции учреждений - участников Географической сети опытов с удобрениями 26-27 июня 2012 г. (Москва); 7-й международной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 100-летию со дня основания ВНИИМК 19-21 февраля 2013 г. (Краснодар); международной научно-практической конференции, посвященной 125-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Саратов., 2012 г.); международной научно-практической конференции «Перспективы развития растениеводческой отрасли в современных экономических условиях (Украина, Скадовск, 68 августа 2013 г.).

Результаты исследований по использованию поликомпонентных удобрений с целью усовершенствования системы удобрения сои в зерно-травяно-пропашном севообороте апробированы и внедрены в хозяйствах Краснодарского края в 2012 г.

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в которых отражено содержание диссертации, в том числе две - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, 70 приложений, списка использованной литературы. Работа изложена на 175 страницах текста в компьютерном исполнении, содержит 1-7 таблиц, 15 рисунков. Список литературы включает 165 наименований, в том числе 144 - отечественных авторов.

Личный вклад автора. Данные исследования являются частью исследований сотрудников кафедры агрохимии КубГАУ, автору принадлежит более 80 % выполненной работы. По теме диссертации соискатель разработала программу исследований. В соответствии с индивидуальным планом научно-исследовательской работы и с использованием современных методов она провела полевые и аналитические эксперименты. Интерпретировала экспериментально полученные данные, сделала выводы, предложения производству и опубликовала результаты исследований.

1 АГРОХИМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПОСЕВАХ СОИ (обзор литературы)

Представлен анализ публикаций отечественных и зарубежных авторов по применению минеральных удобрений на посевах сои. Рассматриваются вопросы их влияния на агрохимические и физико-химические свойства, а также биологическую активность почв. Сделано заключение о возможности повышения количества и качества урожая зерна сои путем совершенствования ее системы удобрения.

2 ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА

ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ

Исследования проводились в 2010-2012 гг. в учхозе «Кубань» на стационарном опыте кафедры агрохимии. По количеству выпадающих атмосферных осадков территория относится к умеренно-влажному району (коэффициент увлажнения - 0,30-0,40), по теплообеспеченности - к жаркому району. Сумма температур за период активной вегетации составляет до 3567°С. Погодные условия в годы исследований (2010-2012 гг.) значитель-

но различались, но были типичными для данной зоны, что в конечном счете позволяет выращивать сельскохозяйственные культуры. Почва — чернозем выщелоченный слабогумусный сверхмощный легкоглинистый на лессовидных тяжелых суглинках. В пахотном слое почвы содержится 2,81 % гумуса, реакция почвенного раствора нейтральная - рН - 6,4.

Изучение влияния видов, норм и соотношений минеральных удобрений на продуктивность сои и плодородие чернозема выщелоченного проводились в многофакторном полевом опыте заложенном в 1981 г. Схема опыта (№ 1) содержит 16 вариантов и является выборкой 'Л части из полной схемы 4x4x4, образованной тремя факторами: N. Р, К с использованием четырех градаций каждого - 0, 1, 2, 3 нормы. Единичные, двойные и тройные нормы составляли под: сою - ^оРдоКго, И^Р^К^ и НюРшКбо • Повтор-ность вариантов двукратная, что допускается в связи с особенностями построения факториальных опытов и методов математического анализа их результатов. Общая площадь делянки - 162 м2 (30-5,4), а учетная - 63,0 м2.

Исследования проводили в 11-польном зернотравяно - пропашном севообороте: люцерна - люцерна - озимая пшеница - озимый ячмень -подсолнечник - озимая пшеница - кукуруза на зерно - соя - озимая пшеница - сахарная свекла - яровой ячмень с подсевом люцерны. Опыт развертывался на трех полях с разницей в чередовании культур в 1 год.

Минеральные удобрения: аммонийная селитра (34,6 % К), аммофос (23 N. 56 % Р205) двойной суперфосфат (43 % Р205) и калий хлористый (60 % К20) вносили под основную обработку почвы согласно схеме опыта (таблица 3).

Изучение влияния видов, норм и соотношений минеральных удобрений на урожайность сои проводили по всем 16 вариантам, остальные исследования проводили по 7 наиболее контрастным вариантам, а именно нормам и видам минеральных удобрений.

Для оценки действия некорневой подкормки комплексным удобрением Нутривант плюс на различных фонах минерального питания, был заложен опыт № 2. Схема: 1) Контроль - ООО, 2) Контроль с Нутривант -ООО + Н, 3) Н4оР8оК4о с Нутривант - 222 + Н, 4) ЫюРадКм с Нутривант -111 + Н, 5) МбоРиоКбо с Нутривант - 333 + Н. Изучали показатели содержания азота, фосфора и калия в растениях и в семенах сои, урожайность и ее качество в зависимости от применяемых удобрений.

Минеральные удобрения были использованы такие же как и в опыте № 1. Комплексное водорастворимое удобрение Нутривант плюс применяли путем некорневой подкормки растений сои в фазе бутонизации из

расчета 3 кг/га. Повторность вариантов двухкратная. Общая площадь делянки - 54 м2 (10-5,4), а учетная - 21 м2.

Объектом исследования был чернозем выщелоченный, сорт сои Вилана и новое комплексное удобрение Нутривант плюс.

Агротехника выращивания - общепринятая для данного региона: вспашка проводилась на глубину 20-22 см - плугом ПЛН 4-35; предпосевная культивация - КПН 4,2; посев сеялкой Amazone широкорядным способом (45 см) на глубину 4-6 см с нормой высева 450 тыс/га; культивация по всходам для уничтожения сорняков - УСМК-5,4; уборка методом прямого комбайнирования комбайном Сампо 500. Проводился фитоса-нитарный мониторинг посевов сои, при большой численности гусениц и бабочек хлопковой совки обрабатывали посевы инсектицидом.

Отбор почвенных и растительных образцов выполнялся в следующие фазы роста и развития растений сои: всходы, цветения, бобообразования, полной спелости. С учетом некорневой подкормки образцы отбирали через 10 дней после обработки растений сои комплексным водорастворимым удобрением Нутривант плюс. Анализы проводились по общепринятым методикам в 2-х кратной повторности. Определяли в слое почвы 0-20 см гумус по методу Тюрина, влажность почвы гравиметрическим методом (ГОСТ 1396.3-92, 27548-97), рН водной, рН солевой (ГОСТ 26 483) - по-тенциометрическим методом; активность целлюлозоразрушающих микро-организов - по методике Федорова (1963); интенсивность дыхания почвы - по методике Штатнова; гидролитическую кислотность почвы - по методу Каппена в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26 212-84); сумму поглощенных оснований - методом Каппена - Гильковица; в слое почвы 0-40 см послойно через 20 см аммонийный азот - колориметрическим методом с помощью реактива Несслера, нитратный азот - потенциометрическим методом (ГОСТ 26951-86), содержания подвижных форм фосфора и калия - по методу Чирикова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26204); емкость поглощения, степень насыщенности основаниями, а также баланс азота, фосфора и калия в почве проводился расчетным методом.

Содержание общего азота, фосфора и калия в растительных образцах определяли: азот - по Кьельдалю, фосфор - колориметрически (ГОСТ 26657-97), калий на пламенном фотометре. Содержание кадмия и свинца в семенах определяли по «Методическим указаниям по определению тяжелых металлов в почвах с.-х. угодий и продукции растениеводства» (М.: ЦИНАО, 1992). Количество белка в семенах рассчитывали как произведение содержания общего азота в них на коэффициент 6,25. Масличность семян сои определяли на анализаторе АМВ-1006 M экспресс-методом.

Статистическая обработка данных проведена методом дисперсионного и регрессионного анализа по Доспехову с использованием программы 51аН5Нса 6.0. Математический анализ результатов по влиянию норм и видов минеральных удобрений был разделен на блоки: нормы и виды.

3 АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО НА ПОСЕВАХ СОИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДОВ И НОРМ УДОБРЕНИЙ

Влияние минеральных удобрений на урожай и его качество проявляется через воздействие их на физико-химические, агрохимические свойства почвы и ее биологическую активность. В таблице 1 представлены данные по влиянию удобрений на физико-химические свойства почвы.

Таблица 1 - Влияние минеральных удобрений на физико-химические свойства чернозема выщелоченного (0-20 см), опыт № 1, 2010-2012 гг.

Вариант рН водной Гидролитическая кислотность Сумма поглощенных оснований Емкость катион-ного обмена Степень насыщенности основаниями, %

мг-экв./ЮО г почвы

ЧРоКо (коетроль) 6,3 1,90 34,4 36,3 94,7

^2()Р 40^40 6,1 2,07 33,6 35,7 94,1

^оР8оК40 5,9 2,25 33,2 35,6 93,3

^оРпоКбо 5,9 2,26 32,7 35,2 92,9

N40 6,0 2,22 32,8 35,0 93,4

?80 6,2 2,05 33,6 35,8 93,8

К-40 6,2 1,97 33,3 35,4 94,0

НСР05 0,1-0,2 0,29-0,45 2,2-4,1 - -

Применение возрастающих норм минеральных удобрений способствовало подкислению почвы: рН водной снижалась с 6,3 до 5,9 единиц. Подкисляющее действие азотно-фосфорно-калийных удобрений на почву имело место не только при совместном, но и раздельном их применении на посевах сои. Азотные удобрения по сравнению с фосфорными и калийными в большей степени способствовали ее подкислению до 6,0

единиц рН. Гидролитическая кислотность изменялась не существенно с 1,9 до 2,26 мг-экв./100 г почвы.

Увеличение кислотности почвы отразилось на показателях ее поглощающего комплекса. Сумма поглощенных оснований, емкость катионного обмена и степень насыщенности основаниями чернозема выщелоченного за изучаемый период не существенно снизилась в зависимости от норм применяемых удобрений: соответственно с 34,4 до 32,7-33,6, 36,3 мг-экв./100 г до 35,0-35,6 мг-экв./100 г, 94,7 до 92,9-94,1 %.

В период вегетации растений сои условия для накопления минерального азота в пахотном слое почвы лучше складывались при внесении минеральных удобрений (рисунок 1).

о 4-

Всходы Цветение Бобообразование Полная спелость

Фаза вегетации

И1Ч0Р0К0 0№ОР4ОК2О ОИ40Р80К40 0М6ОР12ОК6О О N40 ПР80 13К40 Рисунок 1 - Динамика содержания минерального азота (М-М03+ТЧ-КН4)

в черноземе выщелоч норм и видов удобрен

ihhom на посевах сои в зависимости от ий, опыт № 1, 2010-2012 гг.

держание минерального азота в причем максимальное его количе К фазе цветения растений содер

В фазу всходов растений содержание его в варианте без удобрений в 0-20 см слое почвы составило 10,2 мг/кг. Внесение одинарных (N2oP4oK4o), двойных (N40P80K40) и тройных (N6oPi2oK60) норм удобрений способствовало существенному повышению содержания минерального азота в 0-20 см слое почвы на г/'-Б.О мг/кг. На вариантах с N40 и Р80 со-

почве было на уровне 13,5-15,2 мг/кг, ;тво было на варианте с внесением N40. жание минерального азота в почве воз-

росло по всем вариантам опыта. ЕС концу вегетации сои содержание ми-

нерального азота в почве во всех вариантах снижалось и к фазе полной спелости зерна составляло 9,1-12,9 мг/кг.

Динамика содержания подвижного фосфора в почве показана на рисунке 2. Она достаточно стабильна несмотря на вынос фосфора растениями сои. Запасы подвижного фосфора, накопленные в почве весной, используются растениями в период вегетации, и к уборке урожая его становится меньше. Этот процесс хорошо виден на примере контрольного варианта. Так, в фазе всходов сои подвижного фосфора в почве содержалось 75,2 мг/кг, а к концу вегетации его запасы уменьшились на 11,5 мг/кг и составили 63,7 мг/кг.

Внесение минеральных удобрений оказывает положительное влияние на содержание подвижного фосфора в почве относительно варианта без удобрений. Максимально и достоверно этот показатель в фазу всходов увеличило внесение полного удобрения в норме М^Р^оК-бо —127,7 мг/кг.

I

I

Всходы Цветение Бобообразование Полная спелость

Фаза вегетации

ШИРОКО ЕШ20Р40К20 Ш1М40Р80К40 0М6ОР12ОК6О О N40 □ Р80 □ К40

Рисунок 2 - Динамика содержания подвижного фосфора в черноземе

выщелоченном на посевах сои в зависимости от норм и видов удобрений, опыт № 1, 2010-2012 гг.

Содержание обменного калия в почве по фазам вегетации сои существенно различалось. Количество его в черноземе выщелоченном на контроле от фазы всходов до полной спелости изменялось в пределах 261,3186,0 мг/кг (рисунок 3).

В фазы всходов, цветения и бобообразования содержание обменного калия в почве в вариантах, где вносились удобрения, превосходило контроль соответственно на 16,0-75,4 мг/кг; 12,5-71,0 мг/кг и 10,870,7 мг/кг почвы. Наибольшим существенным его количеством отличались варианты НюР^оКбо, ТМадРзоКэд и К40.

11

400 350

s О

Всходы Цветение Бобообразование Полная спелость

Фаза вегетации

SN0P0K0 E3N20P40K20 CHN40P80K40 BN60P120K60 DN40 QP80 ПК40

Рисунок 3 - Динамика содержания обменного калия в черноземе

выщелоченном на посевах сои в зависимости от норм и видов удобрений, опыт№ 1, 2010-2012 гг.

Удобрения являющиеся главным фактором, определяющие не только содержание подвижных форм элементов питания в почве, но и оказывают стимулирующие воздействие на микробиологическую активность почвы на всех вариантах под посевами сои (рисунок 4).

Всходы □ N0P0K0

ЕЗ N20P40K20

Цветение Бобообразование Фаза вегетации

Полная спелость

О N40P80K40

QN60P120K60

Рисунок 4 - Степень разложения клетчатки в почве (0-20 см) на посеве сои в зависимости от норм удобрений, опыт № 1, 2011-2012 гг.

В зависимости от норм удобрений скорость разложения клетчатки в почве возросла в 1,3-2,3 раза, а интенсивность дыхания почвы на 1941 %. Целлюлозоразлагающая активность и интенсивность дыхания поч-

вы находилась в прямой зависимости от норм вносимых удобрений. Виды удобрений не оказывали существенного влияния на эти показатели.

4 ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ РАСТЕНИЯМИ СОИ И ИХ РОСТ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

Диагностика содержания элементов питания в растениях в динамике позволяет определить нуждаемость посевов в проведении подкормок. Результаты исследований по динамике содержания азота, фосфора и калия в растениях сои, выращенной на черноземе выщелоченном, свидетельствуют о том, что в молодых растениях обнаруживалось наибольшее количество элементов питания, затем оно снижалось. Применение удобрений сказалось на содержание азота, фосфора и калия в растениях сои. Степень их воздействия зависела от нормы и видов внесенного удобрения.

В фазах всходов, цветения, бобообразования и созревания в надземных вегетативных органах растений сои азота содержалось соответственно 3,9; 2,7; 1,9 и 0,35 % сухой массы (рисунок 5). В зависимости от нормы и вида удобрения его количество возросло в эти фазы соответственно на 0,1-1,1; 0,2-1,0; 0,1-0,8 и 0,11-0,24 % сухой массы. Максимальное достоверное его содержание в растениях сои отмечалось на вариантах Ы4оР8оК4о и МбоРпоКбо (опыт № 1).

Всходы Цветение Бобообразовзние Полная спелость

Фаза вегетации

ШЫОРОКО 3№0Р40К20 Ю1М40Р80К40 0Ы6ОР12ОК6О ^N40 ИР80 ПК40

Рисунок 5 - Динамика содержания азота в растениях сои в зависимости от норм и видов удобрений, опыт№ 1, 2010-2012 гг.

Некорневая подкормка посевов сои комплексным удобрением Нут-ривант плюс из расчета 3 кг/га совместно с вариантами N20P.10K.20,

Ы4оР8оК4о и N6oPl2oK6o увеличивала содержание азота в надземных вегетативных органа в фазе бобообразования растений соответственно на 0,49; 0,90 и 0,84 % сухой массы (опыт № 2).

Минеральные удобрения оказали положительное влияние на содержание фосфора в растениях сои (рисунок 6). В фазу всходов его количество в надземных вегетативных органах растений превышало контроль на 0,06-0,47 %, во время цветения - 0,01-0,27 %, в период бобообразования - 0,09-0,24 %, в момент созревания семян - 0,02-0,11 % сухой массы (опыт № 1). Наиболее благоприятные условия для минерального питания сои создавались на вариантах Ы40Р8оК4о и ЫвоР^оКбо и здесь содержание фосфора в вегетативных органах было максимально.

Некорневая подкормка Нутривантом плюс совместно с допосевным удобрением в фазу бутонизации оказала положительное влияние на содержание фосфора в растениях к фазе бобообразования. На вариантах без удобрений, Ы2оР4оК2о и Ы40Р80К40 его количество возросло соответственно на 0,05 %, 0,18 и 0,28 % сухой (опыт № 2).

ш

1

Всходы Цветение Бобообразование Полная спелость

Фаза вегетации

ЖОРОКО [3 М20Р40К20 ШЫ40Р80К40 ИМ60Р120К60 □ N40 ШР80 ПК40

Рисунок 6 - Динамика содержания фосфора в растениях сои в зависимости от норм и видов удобрений, опыт № 1, 2010-2012 гг.

Допосевное внесение минеральных удобрений также положительно сказалось на количество калия в надземных органах сои во все фазы вегетации растений (опыт № 1, рисунок 7). Его содержание в вегетативных органах превышало контроль в фазы всходов, цветения, бобообразования и полной спелости соответственно на 0,25-0,28 %, 0,19-0,68, 0,28-0,68, 0,07-0,28 % сухой массы.

Всходы Цветение Бобообразование Полная спелость

Фаза вегетации

01МОРОКО 0М2ОР4ОК2О ПШ40Р80К40 0Ы6ОР12ОК6О В N40 [ЗР80 ИК40

Рисунок 7 - Динамика содержания калия в растениях сои в зависимости от норм и видов удобрений, опыт № 1, 2010-2012 гг.

Количество калия в растениях возрастало с увеличением нормы вносимых удобрений и было максимальным на вариантах Ы4оР8оК4о и Т^боРпоКбо- Виды удобрений по степени воздействия на содержание этого элемента в надземных вегетативных органах можно расположить в следующий возрастающий ряд: фосфорные, азотные, калийные.

Проведенная некорневая подкормка Нутривантом плюс в фазу бутонизации в сочетании с нормами допосевного удобрения сказалась на содержании калия, также как азота и фосфора в растениях сои (опыт № 2). В фазу бобообра-зования в вегетативных органах растений сои калия содержалось 1,51 -1,80 %.

В опыте № 1 содержание азота, фосфора и калия в семенах сои превышало контроль на 0,09-0,24; 0,07-0,20; 0,19-0,49% в зависимости от вносимых удобрений (таблица 2). Наибольшее достоверное их количество в семенах отмечено при внесении минеральных удобрений Ы40Р8оК40 и Н60Р)20К60, где содержалось азота - 5,38-5,46, фосфора - 1,16-1,17, калия - 2,78-2,79 %. При совместном применении допосевного удобрения в норме 1Ч4оР8оК4о и некорневой подкормки Нутривант плюс были получены максимальные показатели содержания азота, фосфора и калия - 5,67; 1,22 и 2,83 % соответственно (опыт № 2).

Вносимые под сою минеральные удобрения оказали достоверное положительное влияние на высоту растений, количество листьев и массу сухого вещества. В фазы всходов, цветения и бобообразования увеличивалось высота растений на 2,9-7,7 см, 1,4-10,8 и 7,2-15,5 см, количество листьев на 0,42,0 шт./растение, 1,9-4,4 и 1,1-3,3 шт./растение, сухая масса одного растения на

0,01 -0,04,0,2-1,1 и 0,2-1,0 г соответственно. Максимальные показатели отмечены на вариантах с внесением норм удобрений ^Т^К^ и ^Р^оКбо (опыт № 1). Таблица 2 — Влияние удобрений на содержание азота, фосфора и калия в семенах сои, %, 2010-2012 гг.

Вариант Азот (N1) Фосфор (Р205) Калий (К20)

Опыт№ 1

МоРоКо (контроль) 4,42 0,97 2,30

^(ЛоК-ю 4,68 1,04 2,49

N4(^8(^40 5,46 1,17 2,78

^60Р|20Кб0 5,38 1,16 2,79

НСР05 0,04-0,20 0,03-0,08 0,11-0,13

N40 5,04 1,06 2,61

?80 4,84 1,07 2,48

К40 4,66 0,92 2,55

НСР05 0,12-0,14 0,05-0,09 0,08-0,20

Опыт № 2

ИоРоКо 4,40 0,96 2,28

ИоРоКо+Н 4,54 1,02 2,35

^(ЛоК-го+Н 5,06 1,10 2,59

Н40Р8ОК40+Н 5,67 1,22 2,83

Н60Р,2оК60+Н 5,47 1,17 2,80

НСР05 0,12-0,14 0,04-0,06 0,04-0,15

5 УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО СЕМЯН СОИ ПРИ ВНЕСЕНИИ

УДОБРЕНИЙ

На естественном уровне плодородия почв урожайность сои по годам колебалась в пределах - 1,07-1,97 т/га и в среднем составила 1,37 т/га (таблица 3). Удобрения оказали существенное влияние на величину урожайности. Внесение ^(ЛоКго повышало ее на 0,20 т/га, ИадРвоК« - 0,44, Ы60Р,20К60 - 0,36 т/га. Из видов минеральных удобрений в большей степени на урожайность сои оказали существенное влияние фосфорные (Рм), увеличив ее на 0,27 т/га (19,9%), затем азотные (N40) - 0,19 (14,0 %), и в наименьшей степени калийные (К40) -0,18 т/га (13,1%). Наибольшая урожайность получена при их совместном применении в норме М60Р12оК20 - 1,69 т/га (25,5 %). О степени воздействия удобрений на урожайность в стационарном опыте свидетельствуют результаты регрессионного анализа средних данных за период исследования, где получена следующая зависимость: У=1,46+0,036№0,044Р+0,006К (г=0,758).

Таблица 3 - Урожайность сои в зависимости от минеральных удобрений

Вариант Урожайность по годам, т/га Прибавка урожайности,

2010 2011 2012 Средняя т/га %

Опыт№ 1

^РоКо (контроль) 1,08 1,07 1,97 1,37 - -

N40 1,24 1,19 2,26 1,56 0,19 13,8

Рво 1,31 1,26 2,37 1,65 0,27 20,4

К40 1,19 1,13 2,20 1,51 0,13 10,2

^0Р80 1,20 1,21 2,26 1,56 0,18 13,8

N40^0 1,23 1,19 2,22 1,55 0,17 13,1

Р80К40 1,18 1,16 2,21 1,52 0,14 10,9

Н4оР8ОК40 1,41 1,43 2,59 1,81 0,44 32,1

НСР05 0,035 0,042 0,060 - - -

^20Р40К20 1,25 1,22 2,33 1,60 0,23 16,7

1ч'боР4оКго 1,30 1,30 2,27 1,62 0,25 18,2

^2оР 120^20 1,40 1,26 2,20 1,62 0,25 18,2

К2оР4эК6о 1,30 1,23 2,12 1,55 0,18 13,1

^0Р,20К20 1,37 1,36 2,35 1,69 0,32 23,3

1Ч'60Р40Кб0 1,39 1,29 2,16 1,61 0,24 17,5

1^20Р|20Кб0 1,22 1,33 2,28 1,61 0,24 17,5

^60Р]20Кб0 1,32 1,38 2,47 1,72 0,35 25,5

НСР05 0,034 0,037 0,080 - - -

Опыт № 2

Контроль (ИоРоКо) 1,03 1,07 1,94 1,35 - -

ИоРоКо+Н 1,12 1,08 2,16 1,45 0,10 7,4

М20Р40К2о+Н 1,29 1,23 2,49 1,67 0,32 23,7

Ы40Р80К40+Н 1,45 1,54 2,70 1,90 0,55 40,7

^боР|2оКбо+ Н 1,33 1,42 2,51 1,75 0,40 29,6

НСР05 0,05 0,09 0,17 - - -

Проведение некорневой подкормки Нутривантом плюс в фазу бутонизации сои на разных фонах минерального питания оказывает положи-

тельное влияние на ее урожайность (опыт № 2). Так, некорневая подкормка на естественном уровне плодородия увеличивала урожайность на 0,1 т/га, совместно с нормой ^оРадКго на 0,32 т/га, ]\]40Р80К40 - 0,53 т/га и НюР^оКбо- 0,39 т/га.

Повышение урожайности произошло за счет увеличения числа бобов, количества и массы зерна с 1 растения, а также массы 1000 зерен. Так при внесении КюРво^мо количество бобов на одном растении возрастало на 15,3 шт., зерен - на 34,9 шт., масса 1000 зерен - на 29,7 г (опыт № 1).

При оптимальных нормах и соотношениях между азотными, фосфорными и калийными удобрениями вносимых на посевах сои не только увеличивается рост растений, повышается содержание в них азота, фосфора и калия, но и в делом усиливается обмен веществ, что обуславливает формирование высококачественного зерна. Положительный эффект от применения различных норм удобрений отмечается на всех вариантах опыта (таблица 4).

Таблица 4 - Качество семян сои в зависимости от минеральных удобрений, 2010-2012 гг.

Вариант Содержание белка Маслич-ностъ Сбор белка Сбор масла

% кг/га

Опыт № 1

1%РоКо (контроль) 27,6 21,2 330,6 251,1

^0Р40К20 29,3 21,0 405,4 284,4

МЛоЮо 34,1 20,8 540,3 324,3

НиР.20К« 33,6 20,8 501,7 309,0

N40 30,3 20,9 417,1 282,5

29,3 21,4 423,8 303,6

К4о 27,4 21,1 368,2 275,3

НСР05 0,81-1,84 0,2-0,3 8,6-22,1 3,15-4,7

Опыт № 2

К'оРоКо (контроль) 27,5 21,2 326,7 247,9

ЫоРоКо+Н 28,4 21,1 359,3 264,6

М20Р4оК2а+ Н 31,7 20,9 459,6 302,0

N40?80К40+ Н 35,4 20,8 582,8 340,9

N(0? 12ОК<Й+ Н 34,2 20,7 519,9 312,5

НСР05 0,95-1,24 0,1-0,2 10,1-21,7 2,9-3,6

Применение ^оРадКго повышало содержание белка в семенах на 1,7 %. Дальнейшее улучшение качества семян сои наблюдалось при использовании полного минерального удобрения в норме Т^40Р8оК40. Содержание белка здесь возросло до 34,1 %, сбор белка и масла составил соответственно 540,3 и 324,3 кг/га. Применение основного удобрения в норме ЫбоРиоКбо, не только не сопровождалось еще большим повышением содержания, но наметилась тенденция к снижению до 33,6 % по сравнению с предыдущим вариантом. При внесении азота Ы40 содержание белка в семенах сои существенно увеличивалось с 27,6 % (контроль) до 30,3 %, а сбор белка при этом возрастает с 330,6 до 417,1 кг/га. Фосфорные удобрения (Рао) повышали содержания белка в семенах сои на 1,7 % и наметилась тенденция к повышению масличности семян. Недостоверным было влияние одних калийных удобрений в норме К40 (опыт № 1).

Включение Нутриванта плюс в систему удобрения сои сопровождалось возрастанием содержания белка в семенах до 31,7-35,4 % в зависимости от нормы основного удобрения. Содержание масла в семенах сои при этом практически не изменялось. Максимальный сбор белка (582,8 кг/га) и масла (340,9 %) получен на варианте М40Р8оК4о+ Н (опыт № 2).

Удобрения не оказали существенного влияния на содержание кадмия и свинца в семенах сои. Их содержание оставалось в пределах ПДК и было на уровне 0,027-0,035 мг/кг кадмия, 0,063-0,105 мг/кг свинца.

6 ВЫНОС И БАЛАНС АЗОТА, ФОСФОРА И КАЛИЯ В СИСТЕМЕ ПОЧВА - УДОБРЕНИЕ - РАСТЕНИЕ

Удобрения, повышая величину урожая, способствовали увеличению выноса питательных элементов (таблица 5).

На контрольном варианте (без удобрений) отмечается наибольший вынос калия - 31,5 кг/га, меньше азота - 24,0 и фосфора - 13,5 кг/га Внесение М40Р8оК4о под сою максимально увеличивало хозяйственный вынос азота на 15,1 кг/га, фосфора - 7,6 кг/га, калия - 19,8 кг/га, что объясняется наибольшей урожайностью -1,81 т/га.

На варианте 1Ч4оР8оК4о + Н растениями сои выносится азота — 43,0, фосфора - 23,2 и калия - 53,8 кг/га при положительном балансе фосфора и отрицательным азота и калия (опыт № 2).

Нутривант плюс, способствуя более полному усвоению растениями азота, фосфора и калия и ограничивая в значительной степени поступление их в окружающую среду остаточных количеств минеральных удобрений в агроценозе выполняет экологические функции.

Таблица 5 - Баланс элементов питания в почве под посевами сои в зависимости от минеральных удобрений, 2010-2012 гг.

Вариант Вынос с урожаем, кг/га Баланс (+, -) питательных веществ, кг/га

N р2о5 К20 N р2о5 К20

Опыт № 1

Н0Р0К0 (контроль) 24,0 13,5 31,5 -24,0 -13,5 -31,5

^(ЛоКго 28,8 16,0 39,0 -8,8 +24 -19

Ы4оР8оК40 39,1 21,1 50,3 +0,9 +58,9 -10,3

^б0Р|2()Кб0 36,6 20,2 48,2 +23,4 +99,8 +11,8

N40 31,2 16,2 38,2 +8,8 -16,2 -38,2

р80 31,7 17,9 40,9 -31,7 +62,1 -40,9

К40 28,2 15,3 40,5 -28,2 -15,3 -0,5

Опыт № 2

ИоРоКо (контроль) 23,5 12,8 30,4 -23,5 -12,8 -30,4

ЫоРоКо+Н 26,1 14,1 33,4 -26,1 -13,5 32,4

^оР4оК20+Н 33,7 18,4 42,5 -13,7 22,2 -12,5

1^4ОРЗОК40+Н 43,0 23,2 53,8 -3,0 +57,4 -12,8

К6ОР,2ОК6О+Н 38,2 20,5 49,0 +21,8 + 100,1 + 12,0

7 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОНЕРГИТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СОИ

На варианте с внесением нормы удобрений ^оРадК-го общие затраты составили 10292 руб., уровень рентабельности - 151,7 % . С увеличением нормы вносимых удобрений возрастали производственные затраты, они были максимальны на варианте с нормой удобрений ^оР^оКбо -15100 руб./га. Из видов удобрений наиболее экономически целесообразным оказались азотные (Ы40), обеспечивая чистый доход 15824 руб./га и рентабельность - 159,5 %.

Наибольший чистый доход получен на варианте К^Р^К.^ + Н -18250 руб./га с уровнем рентабельности 139,3 %. Биоэнергетическая эффективность на данном варианте - 1,9, при энергозатратах 4840 Мдж/кВ.д.в, следовательно применение удобрений было эффективным и обоснованным.

выводы

1. За годы исследований под влиянием минеральных удобрений достоверно увеличивалась актуальная кислотность на 0,1-0,4 единиц рН. Гидролитическая кислотность, сумма поглощенных оснований, емкость катионного обмена, степень насыщенность основаниями изменялась не существенно.

2. Содержание минерального азота в черноземе выщелоченном под посевами сои было минимальным в фазу всходов на варианте без удобрений -10,2 мг/кг. Вносимые минеральные удобрения существенно увеличивали его содержание до 18,2 мг/кг - при внесении НзоРшКбо. Из видов минеральных удобрений в большей степени оказывали достоверное влияние азотные (N40). В течении вегетации сои количество минерального азота максимально накапливалось к фазе цветения и снижалось к фазе полной спелости. Применение удобрений оказывало значительное влияние на содержание подвижного фосфора и обменного калия в черноземе выщелоченном. По сравнению с контролем их количество существенно возрастало при применении полного минерального удобрения в норме Ы6оР|2оК6о соответственно на 39,9 и 73,7 мг/кг.

3. Удобрения стимулировали жизнедеятельность почвенных целлю-лозоразрушающих микроорганизмов на посевах сои. В сравнении с контролем скорость разложения клетчатки достоверно увеличилась в зависимости от норм удобрений в 1,1-2,0 раза. Целлюлозоразлагающая активность увеличивалась пропорционально возрастанию нормы удобрений. В фазу всходов растений сои и бобообразования интенсивность дыхания почвы была максимальной.

4. Минеральные удобрения благоприятствовали большему потреблению и утилизации элементов питания растением сои, повышению их накопления в вегетативных органах, а также более активному оттоку ас-симилянтов в генеративные органы. В фазы всходов, цветения, бобообразования и созревания содержание азота в сухих надземных вегетативных органах существенно превышало контроль соответственно на 0,11,1; 0,2-1,0; 0,3-0,6 и 0,09-0,024 %, фосфора - 0,06-0,47; 0,01-0,27; 0,10,24 и 0,03-0,11 %, калия - 0,25-1,5; 0,21-0,68; 0,29-0,68 и 0,08-0,28 %. Под воздействием удобрений в семенах накапливалось больше азота, фосфора и калия соответственно на 0,3-1,0; 0,03-0,16 и 0,15-0,48 %. Максимальное содержание элементов питания в растениях сои наблюдается на варианте с применением ЫадРвоК.«, ИбоРшКбо (опыт № 1) и . НшРвоКад+Н (опыт № 2).

5. Улучшение обеспеченности посевов сои элементами минерального питания за счет внесения удобрений оказало положительное влияние на рост растений. В фазы цветения и бобообразования сухая масса надземных вегетативных органов одного растения достоверно превышала контроль на вариантах ЫадРвоК^ и ИбоРпоКбо- 0,8-0,9 и 0,7-0,8 г, средняя высота растения - на 8,9-10,8 и 13,7-15,5 см, среднее количество листьев на 1 растении-3,5-4,4 и 2,8-3,3 шт. (опыт№ 1).

6. Урожайность сои на варианте с естественным уровнем плодородия почвы (контроль) в среднем за 3 года составила 1,37 т/га. Удобрения в разной степени, обеспечивают повышение урожайности семян. Наибольшая достоверная прибавка (опыт 1), равная 0,44 т/га получена на варианте Ы^РвоЬмо (НСР05 = 0,04 0,06). В опыте № 2 некорневая подкормка Нутривантом плюс совместно с применением И^РаоК« обеспечила прибавку - 0,52 т/га.

7. Хозяйственный вынос азота, фосфора и калия урожаем сои на неудобренном фоне составил соответственно 24,0; 13,5 и 31,0 кг/га. Удобрения существенно повлияли на эти показатели. При их применении вынос азота увеличился на 2,1-19,0 кг/га, фосфора на 0,6-9,7, калия на 1,9-22,3 кг/га (опыт № 1). В опыте № 2 максимальный хозяйственный вынос элементов питания наблюдается при внесении М40Р80К40 + Н. Внесение НюРшКда и Ы60Р|2оК60 + Н позволяет поддерживать положительный баланс по азоту, фосфору и калию. Нутривант плюс, способствуя более полному усвоению растениями азота, фосфора и калия, ограничивает в значительной степени поступление их в окружающую среду как остаточных количеств минеральных удобрений в агроценозе выполняет экологические функции.

8. Оптимизация минерального питания растений сои за счет внесения удобрений сопровождается увеличением содержания белка в среднем на 4,2 %. Масличность не повышалась под влиянием различных норм минеральных удобрений, а снижалась с увеличением нормы вносимого удобрения и составляла 20,8-21,2 % (НСР05= 0,2 + 0,3). При применении Р80 намечается тенденция к повышению масличности семян сои на 0,2 %. Максимальный сбор белка (477,5 кг/га) и масла (291,0 кг/га) был на варианте с внесением 1Ч,оР8оК.4о. В опыте № 2 существенное позитивное влияние было наиболее значительным на варианте М40Р8оК4о + Н с содержанием белка - 35,4 % и масла - 20,8 %, соответственно сбор белка и масла составил 520,5 кг/кг и 305,5 кг/га.

Семена сои по степени экологической чистоты следует признать вполне удовлетворительным: фактическое содержание кадмия и свинца составляет соответственно 25-27 и 13-21 % от величин предельно допустимых их концентраций.

9. Сопоставляя урожайность сои и экономические показатели, наиболее эффективным из изученных вариантов является внесение ^оРвоЬмо, так как его применение обеспечило наибольший чистый доход в размере 17815 руб./га с уровнем рентабельности 147,8 %. Экономическая эффективность применения ТЯадРвоЬмо+Н (опыт № 2) обеспечила получение чистого дохода — 18250 руб./га, а биоэнергетическая эффективность составила — 1,9.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На черноземе выщелоченном Западного Предкавказья для повышения урожайности и качества зерна сои, компенсации потерь элементов минерального питания из почвы рекомендуется внесение основного удобрения Ы40р8оК4о и некорневую подкормку посевов в фазу бутонизации растений Нутривантом плюс. Внедрение в производство данной системы удобрения позволит повысить урожайность сои на

0.55 т/га, сбор белка и масла на 256,1 кг/га и 93,0 кг/га соответственно. При этом чистый доход составит 18250 руб./га с уровнем рентабельности 139,3 %.

Список опубликованных работ по теме:

1. Публикации в изданиях, определенных ВАК Минобразования и науки РФ

1. Шеуджен, А.Х. Влияние длительного применения удобрений на плодородие, физико-химические свойства почвы, урожайность и качество сои на черноземе выщелоченном // А.Х. Шеуджен, Л.М. Онищенко, Ю.А. Исупова // Плодородие. -2013. - № 1 (70). - С. 16-20. - 0,23/0,39 пл.

2. Исупова, Ю.А. Минеральные удобрения на посевах сои / Ю.А. Исупова // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный

ресурс].-Краснодар: КубГАУ,2013.-№08(092) -0,875/0,875 пл. II. Публикации в других научных изданиях

3. Исупова, Ю.А. Роль удобрений в продуктивности сои / Ю.А. Исупова, Е.В. Гребенникова / Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы IV всероссийской научн. практ. конф. молод, ученых. - Краснодар: КубГАУ, 2010,- С. 120-121.-0,1/0,12 пл.

4. Онищенко, Л.М. Эффективность применения новых поликомпоненнтных удобрений под сою на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья /

JI.M. Онищенко, Ю.А. Исупова // Энтузиасты аграрной науки. — Вып. 13. -Краснодар: КубГАУ, 2011. - С. 209-214. - 0,1/0,28 пл.

5. Исупова, Ю.А. Действие минеральных удобрений на целлюлозолитическую активность почвы / Ю.А. Исупова, Л.Г. Мордалева, JI.M. Онищенко / Научное обеспечение агропром. компл. матер. V Всеросс. науч. конф. молод, ученых. -Краснодар, 2011. - С. 125-127. - 0,1/0,13 пл.

6. Онищенко, JI.M. Изменение содержания азота, фосфора и калия в растениях сои в зависимости от доз минеральных удобрений / JI.M. Онищенко, Ю.А. Исупова // Энтузиасты аграрной науки. — Вып. 14. - Краснодар: КубГАУ, 2012. - С. 173-179.-0,08/0,16 пл.

7. Шеуджен, А.Х. Динамика содержания гумуса и физико-химических свойств чернозема выщелоченного Западного Предкавказья / А.Х. Шеуджен, JI.M. Онищенко, Ю.А. Исупова // VI Съезд общества почвоведов им. В.В. Докучаева: материалы докладов. - Кн. 1. - Петрозаводск - Москва, 2012. -С. 325-327.-0,05/0,11 п.л.

8. Онищенко, JIM. Влияние минеральных удобрений на урожай и качество зерна сои / JI.M. Онищенко, Ю.А. Исупова, O.E. Пяткова / Сб. тр. Эффективность применения средств химизации в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур 46 междунар. научн. конф. ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова. - М.: ВНИИА, 2012. - С. 153-155. - 0,08/0,19 пл.

9. Исупова, Ю.А. Оценка действия минеральных удобрений на посевах сои, возделываемой на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья / Ю.А. Исупова // Сбор, матер. VII междунар. конф. молод, учен, и спец. Актуальные вопросы биологии, селекции, технологии возделывания и переработки масличных культур, посвященной 100-летию со дня основания ВНИИМК (1921 февраля2013 г.)- Краснодар,- 2013.-С. 10-16.-0,35/0,35 п.л.

10. Онищенко, JI.M. Отзывчивость сои на условия минерального питания, выращиваемой на черноземе выщелоченном / JI.M. Онищенко, Ю.А. Исупова / Вавиловские чтения - 2012: материалы межц. науч.-практ. конф., посвященной 125-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова. -Саратов: Изд-во КУБИК, 2012. - С. 370-372. - 0,05/0,11 пл.

11. Онищенко, Л.М. Современное удобрение в технологии возделывания сои / Л.М. Онищенко, Ю.А. Исупова, А.Х. Шеуджен /' Сб. тезисов междунар. научн.-практич. конф., посвящен. 50-й годовщине от начала развития рисоводства в Украине. - Скадовск, 2013. - С. 142-143.

Подписано в печать 20.11.2013 г. Формат 60x84 Хг,

Бумага офсетная Офсетная печать

Печ. л. 1 Заказ № 785:

Тираж 100 экз.

Отпечатано в типографии КубГАУ 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Исупова, Юлия Анатольевна, Краснодар

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ЭКОЛОГО-АГРОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДЕЙСТВИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПОСЕВАХ СОИ, ВОЗДЕЛЫВАЕМОЙ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

04201455439

Исупова Юлия Анатольевна

На правах рукописи

Специальность 06.01.04 — агрохимия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель, канд. с.-х.наук, профессор Онищенко Л.М.

Краснодар -2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АГРОХИМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПОСЕВАХ СОИ (обзор литературы)

1.1 Физико-химическая, агрохимическая характеристики и биологи

ческая активность почвы

1.1.1 Физико-химические и агрохимические свойства почвы в зави симости от удобрений

1.1.2 Биологическая активность почвы 1.2 Урожайность и качество зерна сои

2. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ

2.1 Агрохимические и физико-химические свойства почвы

2.2 Климатические условия

2.3 Методика проведения исследований

3. АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО НА ПОСЕВАХ СОИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДА И НОРМ УДОБРЕНИЙ

3.1 Содержание гумуса

3.2 Физико-химические свойства

3.3 Содержание подвижных форм элементов питания

3.3.1 Нитратный азот

3.3.2 Аммонийный азот

3.3.3 Подвижный фосфор

3.3.4 Обменный калий

3.4 Целлюлозоразлагающая способность почвы

3.5 «Дыхание» почвы

4. ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ РАС ТЕНИЯМИ СОИ И ИХ РОСТ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

4.1 Химический состав растений сои

4.2 Биометрические показатели

5. УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО СЕМЯН СОИ ПРИ ВНЕСЕНИИ УДОБРЕНИЙ

5.1 Влияние удобрений на урожайность сои и ее структуру

5.2 Качество урожая сои в зависимости от условий минерального пи тания растений сои

6. ВЫНОС И БАЛАНС АЗОТА, ФОСФОРА И КАЛИЯ В СИСТЕМЕ ПОЧВА-УДОБРЕНИЕ - РАСТЕНИЕ

7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СОИ

ВЫВОДЫ

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Проблемы дефицита растительного белка и масла, а также сохранения и воспроизводства плодородия почв в Российской Федерации становятся все более актуальными и требуют решения. Их возможно решить за счет расширения посевных площадей и увеличения продуктивности зернобобовых культур в севообороте. Среди них первое место в мире по валовому производству занимает соя.

Соя - белково-масличная культура, способная при соблюдении системы удобрения не только давать качественные семена, но и оставлять в почве значительное количество элементов питания. В среднем на одном гектаре она накапливает после себя в почве азота - 60-80 кг, фосфора - 20-25 и калия -30-40 кг, что равноценно внесению 10-15 т органических удобрений (http: //www. agrocounsel. ru/vyraschivanie-soi).

Посевы сои в Российской Федерации сосредоточены на Дальнем Востоке и в Южном Федеральном округе. В Краснодарском крае площадь этой культуры за последние годы составляла в среднем 130 тыс. га, а урожайность - 1,42 т/га. Что значительно ниже потенциальных возможностей культуры. Поэтому усовершенствование системы удобрения сои с целью увеличения ее урожайности является весьма актуально для современного сельскохозяйственного производства.

Повышение продуктивности посевов сои невозможно без научно обоснованного применения минеральных удобрений. Большой вклад в решение этой проблемы внесли В.Б. Енкен, В.Т. Куркаев, Ю.П. Мякушко, В.Ф. Баранов, Н.М. Тишков, A.B. Кочеруга, В.М. Пенчуков, B.C. Петибская и многие другие. На основе их исследований была разработана система удобрения сои. Однако вопросы рационального использования минеральных удобрений до конца не выяснены. Не изучено влияние систематического применения удобрений в севообороте на урожай и качество зерна сои, агрохимические и физико-

химические показатели плодородия и биологическую активность почвы, ди-

4

намику содержания элементов питания в растениях, а также их баланс в системе почва - удобрение - растение. Отсутствуют данные по реакции сои сорта Вилана на возрастающие нормы традиционных азотно-фосфорно-калийных туков и их сочетаний с новым комплексным удобрением Нутривант плюс.

Необходимостью решения этих проблем вызвано проведение исследований по оптимизации системы удобрения сои при возделывании ее на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья. Актуальность исследований подтверждается включением темы в план НИР КубГАУ (№ гос. регистрации 2.00606825; 01201153630).

Цель и задачи исследований. Цель исследований - определить оптимальные параметры допосевного внесения минеральных удобрений под сою и эколого-агрохимически обосновать перспективность включения Нутри-ванта плюс в систему удобрения этой культуры, выращиваемой на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья.

В задачи исследований входило:

- анализ существующих результатов исследований по влиянию минеральных удобрений на показатели плодородия почвы, урожайность и качество зерна сои;

- определить действие видов и норм минеральных удобрений на физико-химические свойства чернозема выщелоченного;

- изучить особенности динамики содержания подвижных форм азота, фосфора, калия в почве на посевах сои и рассчитать их баланс в системе почва-удобрение-растение;

- выявить влияние видов и норм минеральных удобрений на биологическую активность почвы;

- установить влияния видов, норм минеральных удобрений на содержание элементов питания в растениях сои и рассчитать вынос их с урожаем;

- оценить эффективность совместного применения комплексного удобрения Нутривант плюс и норм минеральных удобрений на посевах сои;

- определить урожайность и качество семян сои в зависимости от видов, норм и соотношения минеральных удобрений;

- экономическая, экологическая и биоэнергетическая оценка применения минеральных удобрений при выращивании сои.

Научная новизна исследований. В результате исследований выявлены основные закономерности изменения физико-химических (подкисление почвы), агрохимических (увеличение содержания элементов питания в почве), биологических (повышение микробиологической активности и интенсивности «дыхания» почвы) показателей плодородия чернозема выщелоченного под воздействием вносимых на посевах сои минеральных удобрений. Экспериментально установлены и теоретически обоснованы нормы и виды удобрения, а также применение комплексного удобрения Нутривант плюс для некорневой подкормки, обеспечивающие повышение количества и качества урожая сои и дана их сравнительная экологическая и экономическая оценка.

Практическая ценность результатов исследований: В ходе исследований экспериментально установлена и теоретически обоснована эффективность совместного применения допосевного удобрения в сочетании с некорневой подкормкой Нутривант плюс, обеспечивающее получение высокой, экономически обоснованной урожайности и качества зерна, а также сохранение плодородия чернозема выщелоченного. Результаты исследований могут быть внедрены в сельскохозяйственных предприятиях различных форм собственности, расположенных на черноземах выщелоченных Западного Предкавказья. Информация о результатах исследований может быть использована в учебном процессе по агрономическим и экологическим специальностям.

Основные положения, выносимую на защиту:

1. Сочетание допосевного удобрения в норме К4оР8оК-4о с некорневой подкормкой комплексным водорастворимым удобрением Нутривант плюс веге-тирующих растений сои позволяет повысить ее урожайность и качество зерна.

2. Применение минеральных удобрений на посевах сои, выращиваемой на черноземе выщелоченном, повышает содержание доступных форм элементов питания в почве и способствует ее подкислению.

3. Включение Нутриванта плюс в систему удобрения сои экономически эффективно и экологически обосновано.

Апробация результатов исследований. Результаты исследований ежегодно докладывались и получили одобрение на: заседаниях кафедры агрономической химии Кубанского госагроуниверситета (2010-2013 гг.); конференциях сотрудников факультета агрохимии и почвоведения (20102013 гг.); Всероссийских научно-практических конференциях молодых ученых (2010-2012 гг., Краснодар); 6-м съезде общества почвоведов им. В.В. Докучаева (Петрозаводск - Москва, 2012 г.); 46-й и 47-й Международной научной конференции ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова (Москва, 20122013 гг.); Всероссийской конференции учреждений - участников Географической сети опытов с удобрениями 26-27 июня 2012 г. (Москва); 7-й международной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 100-летию со дня основания ВНИИМК 19-21 февраля 2013 г. (Краснодар); международной научно-практической конференции, посвященной 125-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Саратов, 2012 г.); международной научно-практической конференции «Перспективы развития растениеводческой отрасли в современных экономических условиях (Украина, Скадовск, 6-8 августа 2013 г.).

Результаты исследований по использованию поликомпонентного удобрения с целью усовершенствования системы удобрения сои в зернотравяном-пропашном севообороте апробированы и внедрены в хозяйствах Краснодарского края в 2012 г.

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в которых отражено содержание диссертации, в том числе две - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, 70 приложений, списка использованной литературы. Работа изложена на 175 страницах текста в компьютерном исполнении, содержит 17 таблиц, 15 рисунков. Список литературы включает 165 наименований, в том числе 144 - отечественных авторов.

Личное участие автора. Данные исследования являются частью исследований кафедры агрохимии КубГАУ, автору принадлежит более 80 % выполненной работы. Данные по физико-химическим показателям чернозема выщелоченного (1981 г.) были использованы на основании результатов исследований Будихер Т.Н. По теме диссертации соискатель разработала программу исследований. В соответствии с индивидуальным планом научно-исследовательской работы и с использованием современных методов она провела полевые и аналитические эксперименты. Интерпретировала экспериментально полученные данные, сделала выводы, предложения производству и опубликовала результаты исследований.

Автор искренне признателен и благодарен руководителю научной работы профессору кафедры агрохимии Л.М. Онищенко и заведующему кафедры агрохимии, члену корр. РАСХН, профессору А.Х. Шеуджену за полезные, ценные советы и оказанное содействие в выполнении работы.

1 АГРОХИМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПОСЕВАХ СОИ

(обзор литературы)

1.1 Физико-химическая, агрохимическая характеристика и

биологическая активность почвы

1Л .1 Физико-химические и агрохимические свойства почвы в зависимости от

удобрений

Наиболее объективную информацию об эффективности удобрений обеспечивают исследования в многолетних стационарных опытах. Они дают возможность оценить не только прямое действие, но и последействие вносимых удобрений. Влияние длительного их применения на агрохимические свойства черноземов изучено недостаточно, и полученные данные противоречивы. Трансформация агрохимических свойств различных почв под влиянием удобрений разная и зависит от вида и количества применяемых удобрений.

Л.Ю. Лукин, А.Н. Косилова и Г.В. Дубанина (1994) отмечали, что при систематическом использовании удобрений в длительном опыте с озимой пшеницей на типичном черноземе содержание в нем усвояемых растениями форм калия и фосфора возрастало, обменная кислотность снижалась, гидролитическая кислотность повышалась с 3,4 до 5,9 мг-экв/100 г почвы (за 20 лет) вследствие высокого выноса кальция, реакция почвы осталась практически без изменений. Содержание подвижных форм фосфора и калия по сравнению с контролем заметно увеличилось. Так, на контроле содержание фосфора и калия составило 7,2 и 11,0 мг/100 г почвы, при внесении М^оРшКпо -9,5 и 13,5 мг/100 г почвы. Содержание гумуса под влиянием удобрений не изменилось. Таким образом, за 20 лет не произошло снижения плодородия пахотного слоя чернозема в варианте без удобрений.

Г.А. Тибирькова, Н.Л. Плескова, Л.П. Крутских (1994) проводили исследования на черноземе типичном. По их данным наиболее интенсивно минерализация гумуса проходила при внесении одинарных доз минеральных

удобрений под все культуры севооборота. Снижение запаса гумуса в слое 040 см за 20 лет по сравнению с контролем составило 15,0 т/га. При применении двойных доз минеральных удобрений убыль гумуса по сравнению с контролем была незначительной - 2,2 т/га. Это объясняют, что в почве данного варианта оставалось больше пожнивно-корневых остатков. Органические удобрения способствовали накоплению гумуса как в пахотном, так и подпахотном слоях почвы. Так, при внесении навоза из расчета 8,3 т/га прирост гумуса в слое 0-40 см по сравнению с контролем составил 16,7 т/га. Такие показатели, как обменная и гидролитическая кислотность, сумма поглощенных оснований и степень насыщенности почвы основаниями практически не изменялись при длительном применении различных доз минеральных удобрений.

И.И. Филон (1997) изучал влияние удобрений и орошения на физико-химические свойства чернозема типичного. Применение удобрений в течении длительного времени способствовало закономерному снижению содержания обменных форм кальция и магния и увеличению содержания обменного калия, натрия, водорода, а также снижению величин водного и солевого рН. Применение минеральных удобрений на фоне навоза уменьшало их отрицательное влияние на физико-химические свойства чернозема. Орошение приводило к возрастанию количеств обменных натрия и кальция, емкости поглощения и подщелачиванию среды.

В многолетних стационарных исследованиях и вегетационных опытах на черноземе типичном В.Д. Мухой и В.И. Лазаревым (2003) установлено, что изменение реакции почвенного раствора тесно связано с падением содержания подвижных форм кальция. Внесение кальцийсодержащих удобрений в сочетании с органическими веществом было важным фактором стабилизации эффективного плодородия.

М.Я. Бомба, З.М. Томашивский, Г.Т. Периг и др. (2002), показали что применение комбинированной энергосберегающей обработки лишь в сочетании с внесением органических и минеральных удобрений положительно

влияет на увеличение запасов гумуса в почве и его рациональное потребление культурными агрофитоценозами.

Таким образом, результаты длительных опытов свидетельствуют о снижении плодородия почвы без применения удобрений. Скорость изменения физико-химических и агрохимических показателей различных почв под влиянием удобрений разная и зависит от вида и количества применяемых удобрений. Поэтому в задачу наших исследований входило изучить влияние длительного применения удобрений не только на продуктивность сои, но и на содержание гумуса, физико-химические и агрохимические свойства почвы.

1.1.2 Биологическая активность почвы

Почва, являясь важнейшим компонентом биосферы, осуществляет разнообразные функции в круговороте элементов в природе, в том числе способствует разложению отходов хозяйственной деятельности человека. Чем быстрее и полнее почва может восстановить запасы веществ, израсходованные в течении вегетации, тем выше ее биологическая активность (Е.И Мишу-стин, 1972). Ее загрязнения различными химическими соединениями может отрицательно сказаться на жизнедеятельности почвенных организмов, на способности к самоочищению, что, в конечном итоге, может привести к снижению плодородия и другим отрицательным последствиям. В связи с этим в последние годы оценке состояния почвы при использовании различных агро-приемов уделяется особое внимание.

Большое количество работ посвящено изучению биологической активности почвы в связи с внесением различных удобрений (A.B. Ивойлов и др. 1995, И.Д. Шишков 1990, Ж.И. Николаенко и др., 1989). Как правило, отмечается, что негативные явления наблюдаются при интенсивном использовании химических средств в земледелии или при нарушении технологии их внесения. Но до сих пор остается дискуссионным вопрос о влиянии научно-обоснованных, технологически выдержанных норм и сроков применения средств химизации на биологическую активность почвы.

В опытах А.Н Власенко, В.К. Каличкин и Н.Г. Власенко (1997) интенсивность выделения С02 на вариантах с применением комплекса средств химизации возросла на 16 % и 22 % на вспашке и минима