Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ФОСФАТНЫЙ РЕЖИМ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ В ОРОШАЕМЫХ СВЕТЛЫХ СЕРОЗЕМАХ ПРЕДГОРНОЙ РАВНИНЫ ЗАИЛИЙСКОГО АЛАТАУ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ФОСФАТНЫЙ РЕЖИМ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ В ОРОШАЕМЫХ СВЕТЛЫХ СЕРОЗЕМАХ ПРЕДГОРНОЙ РАВНИНЫ ЗАИЛИЙСКОГО АЛАТАУ"

АКАДЕМИЯ НАУК СССР

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ И АГРОХИМИИ

На правах рукописи

ИВАНОВ ... Андрей Леонидович

. УДК 631.85:631.446.5

ФОСФАТНЫЙ РЕЖИМ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ В ОРОШАЕМЫХ СВЕТЛЫХ СЕРОЗЕМАХ ПРЕДГОРНОЙ РАВНИНЫ ЗАИЛНЙСКОГО АЛАТАУ

Специальность 06.01.04 — Агрохимия

Автореферат диссертации на соисшшяе ученой стеле«« кандидата биологических наук

НОВОСИБИРСК, 1984

Работа выполнена - яа - кафедре : агрохимии - Казахского сельскохозяйственного института.. ■ - -

Научный - руководитель — кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Р. Е, Еяешев. , ,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор А. Е. Ко-чергнн,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент О. И. Антонова. _

Ведущее учреждение — Сибирский научно-исследовательский институт земледелия и химизация сельского хозяйства. . . ,

на заседании специализированного совета Д-002.15.01 по пашите докгорских диссертаций при Институте почвоведении -и агрохимии СО АН СССР (630099, Новосибирск, 99 Советская, 18, конференц-зал).

С диссертацией'можно ознакомиться в библиотеке .Института почвоведения и агрохимии СО АН СССР.

Автореферат разослан « »__1084. г.

Официальные оппоненты; -

Защита состоится

Ученый секретарь специализированного совета, канд. виол, наук

М. А. Мальгин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.. Значительное повышение продуктивности земледелия в Казахстане, связано с широгата развитием мелиорации в аридной зоне, где за годы текущей пятилетки ооздаи ряд новых массивов орошения,

■ К числу наиболее перспективных, вновь осваиваемых оросительных систем, где получает широкое развитие животноводство и кормопроизводство, откосится Чпнгельдин-ский массив. На орошаемых почвах массива значительное место отводится возделыванию кукурузы на силос.

- До настоящего времени для этого региона научно обоснованных рекомендаций под силосную кукурузу не было. Поэтому изучение приемов эффективного использования минеральных удобрений,-в частности, фосфорных, применительно к специфическим природно-климатическим условиям массива (исключительная аридность климата, активная ветровая деятельность и легкий механический состав почвы) определяет актуальность разрабатываемой темы.

Работа выполнена согласно тематике ГКНТ плана науч-. но-нссдедовательскнх работ Казахского сельскохозяйственного института ■ (№ государственной регистрации 830043246).

Цель и задачи исследовании. Цель работы — изучить закономерности изменения фосфатного режима орошаемого светлого серозема в зависимости от различных факторов н условий применения фосфорных удобрений, определить оптимальные параметры его н на этой основе установить рациональные технологические приемы применения удобрений под кукурузу на силос.

В задачи исследований входило: изучить фосфатный режим светлых сероземов, характер превращения фосфорных удобрений В ич|у, т1 пптч.^щорттг ди-ь

_____________орм, способов внесения

и их сочетании с сдатЕВЛ§ЬЙй$пг; установить влияние норм,

НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА

Моск. сельское з-гаде^и на. К. Л. в '

способов внесения фосфатов (разовое и ежегодное) и соотношений их с азотно-калийными и органическими удобрениями на продуктивность кукурузы, химический состав ее и вынос элементов питания; выявить комплексное влияние; погсазателен фосфатного режима почвы на урожайность кукурузы на силос, установить оптимальное их содержание и рассчитать компенсирующие затраты фосфорных удобрений для достижения оптимальных фосфатных уровней светлого серозема; рассчитать экономическую эффективность применения удобрений под кукурузу на силос.

Научная новизна работы. Изучен фосфатный режим светлых сероземов вновь осваиваемого массива орошения, выявлена роль органических удобрений, длительности взаимодействия, норм и способов их внесен«« на характер процессов превращения фосфорных!удобрений в почве.

Разработаны эффективные приемы применения удобрений под кукурузу па силос, заключающиеся в установлении оптимальных норм и рациональных способов внесения фосфатов (ежегодное и разовое).

Предложена модель зависимости урожайности зеленой массы кукурузы ог содержания в почве подвижного фосфора , «резервных» минеральных фосфатов кальция, степени подвижности их « фосфатного потенциала почвы на осново которой определены фосфатные уровни почвы,, обеспечивающие наибольшую продуктивность кукурузы.

Предметом защиты являются следующие положения:

1) фосфатный режим рассматривается как комплексная, динамическая ■ функция количественных и качественных изменений фосфорных соединений в почве, направленность которых регулируется выбором рациональных норм, способов внесения фосфорных удобрений к их оптимальных сочетаний, с органическими;

2) основой повышения эффективности фосфорных удобрений и продуктивности кукурузы на силос является установление оптимальных фосфатных уровней светлого серозема, которые учитывают общий запас доступных фосфатов (подвижный фосфор, сумма рыхлосвязанных и разноос-новпых фосфатов кальция), а также их мобильность (фосфатный потенциал почвы и степень подвижности фосфатов).

Практическая значимость работы. Реком ендова и и ые технологические приемы применения фосфорных удобрений под кукурузу на силос обеспечивают получение 560—580 ц/га зеленой массы кукурузы на низкообеспеченных светлых сероземах, :

Экспериментально установленные величины коэффициентов использования фосфора из удобрений и размеры рас--хода его на создание 1 тонны продукции, могут использоваться при балансовых методах расчета норм удобрений под кукурузу на силос в условиях светлых сероземов.

: Реализация исследований. Рекомендуемые приемы применения удобрении прошли производственные испытания' и внедрены в сельскохозяйственное производство на площади свыше 500 гектаров во вновь организованных хозяйствах Чннгельдпнского массива.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Казахского сельскохозяйственного института (г. Алма-Ата, 1980—1983 гг.), на У-й республиканской конференции почвоведов Казахстана (г. Усть-Каменогорск, 1982 г.), на конференции молодых ученых НИИ лугов н пастбищ ВО ВАСХНИЛ (г, Алма-Ата, 1982 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 работы.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, вы подо п> предложений производству, изложена на 124 страницах машинописного текста н 27 страницах приложений, включает 25 таблиц, нллюстрнрована 5 рисунками. Список литературы содержит 189 наименований, в том числе 29 иностранных авторов. .* ■ ■

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

' Исследования проводились в 1980—1983 гг. на территории совхоза «Кербулакскнй» Талгарского района Алма-Атинской области, расположенного в предгорной пустынно-степной зоне Заилийского Алатау на высоте 620—650 м над уровнем моря. •

Климат территории резко континентальный с коротким безморозным периодом и низким уровнем выпадаемых осадков (240—260 мм в год). -

Почвенный покров, опытного участка — светлый серозем,. легкосуглиннстый с содержанием: гумуса — 1,12% г валовых: азота — 0,081%, фосфора,— 0,136%, калия — 2,2%; по содержанию подвижных питательных элементов

почва низко обеспечена азотом и фосфором, средне — калием. -

Полевые опыты проводились с кукурузой (сорт Казахстанский 43 ТВ) по схеме: 1. Контроль (без удобрений). 2. ЯцоКня— фон|; 3. Фон|+Рео; 4. Ф0Н1+Р120; 5. Фон 1+ 6. ФОН1+Р360 (раз в 3 года); 7. №йоК,оо— фона; 8. Ф0Н2+Р120; 9. Фонг+Рто; 10. 60 т навоза (раз в 3 года)— фон3;. 11. Фонз+^гоКюо; 12.. Фонз+ИеоРбоКбо;. 13- Фонз+М12оР|2оКюо; 14. ЙРК эквивалентно 60 т навоза (по количеству действующего начала).

Размер опытной делянки 240 мг (6X40), повторность четырехкратная.

Фосфорные (суперфосфат двойной гранулированный — 47% д. в.),' калийные (калийная соль — 40% д. е.) удобрения и навоз (КРС, с содержанием N — 0,44%, Р20з — 0,29%, КаО — 0,64%) вносились осенью под основную вспашку. Азотные удобрения (мочевина — 46% д, в.) — 50% под предпосевную культивацию и 60% в две подкормки. Агротехника в опыте общепринятая для изучаемой зоны. За вегетацию кукурузы, проводилось б—7 поливов, с поливной нормой 400—500 м3/га.

В почвенных образцах определяли: гумус по Тюрину, общий азот по Къельдалю, легкогпдролизуемый азот по Тюрин у-Кононовой, нитратный азот. по Грандваль-Ляжу, поглощенные основания по Бобко-Аскпназн, валовой фосфор по Гннзбург-Щегловой-Вульфнус, органический фосфор по методу Мета, минеральный фосфор и групповой состав фосфатов по Гинзбург-Лебедевой, подвижный фосфор по Мачнпшу, фосфатный потенциал по Аслингу, подвижность фосфатов по Скофплду, качественный состав минеральных фосфатов по Линдсэй-Морено.

В-растительных образцах определяли содержание сухого вещества, общего азота, фосфора и калия путем мокрого озоленпя (Гинзбург ц др., 1963), с последующим определением азота и- фосфора — колориметрически, . калия — на пламенном фотометре. Зоотехнический анализ силосной массы кукурузы (сырой протеин, жир, клетчатка, зола, кальций) проводили по общепринятым методикам агрохим-службы СССР. - "

В лабораторных опытах изучали превращение фосфорных удобрений в зависимости от норм, времени взаимодействия и сочетания с органическими, для чего проводили Компостирование почвы и удобрений при влажности 60% ИВ. В почвенных образцах периодически определяли фрак-

ционный состав фосфатов по Гинзбург-Лебедевой и степень подвижности фосфатов в вытяжке 0,01 М СаСЬ.

Математическую обработку, урожайных данных проводили методом дисперсионного анализа по Перегудову. Корреляционный и регрессионный анализы зависимостей уро* жайностк силосной массы кукурузы от показателей фосфатного режима почвы проводили на ЭВМ «Минск-22». Рас чет экономической эффективности производили по методике Н. И; Баранова (1971, 1974) с использованием ♦Методических указаний по определению экономической эффективности удобрений в сельском хозяйстве» (1971).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Превращение фосфорных удобрений в светлом сероземе

Исследованиями установлено, что минеральные фосфаты в светлом сероземе на 96% представлены фосфатами кальция разной степени основности, что характерно, для карбонатных почв, содержание фосфатов, связанных с полуторными окислами, незначительно (менее 4%).

Фосфор удобрений в светлом сероземе на 98—100% обнаруживается в составе «активных* минеральных фосфатов, увеличивая их содержание, главным образом, за счет рыхлосвязанных (Са—Р0 и разиоосновных форм (Са—Р,| >. На 10-й день взаимодействия фосфор удобрений (норма 200 мг РгОй 1 кг почвы) распределялся по фракциям минерального фосфора следующим образом: 51% — в разноосиовных: 23%—в высокоосновиых и 2% в составе фосфатов полуторных окислов.

„ С повышением норм фосфорных удобрений (400 мг Р20$ на кг почвы) соотношение фракций новообразованных фосфатов сдвигается в сторону наиболее растворимых —; рыхлое вяза иных форм (Са—РО, содержание которых возрастает до 34%, при этом доля высокоосновных фосфатов снижается до 20%.

. Скорость распределения фосфора по фракциям максимальна^ начальный период взаимодействия с почвой. В дальнейшем происходят относительно медленные процессы перераспределения его, выражающиеся в некотором уменьшении рыхлосвязанных и повышении содержания высокоосновных форм. Тем ие менее, после 12 месяцев взаимодействия с почвой, фосфор удобрений на 21—-24% был обнару-

Б

жегг в составе рыклосвязапных; 47—50% разноосновпых и 24—30% в высокоосповных фракциях минеральных фосфатов кальция, что указывает на отсутствие глубокого химического закрепления его в почве.

Установлено, что константы произведений растворимо-^ сти (РК(> почвенных фосфатов неудобрявшегося светлого серозема в наибольшей степени отвечают растворимости ок-такальцнйфосфата (РК0ир). Чем выше норма фосфора, тем ближе значения РК, к растворимости дикальцийфосфата (РКД1р). . Аналогичные результаты были получены при построении изотерм растворимости по Линдсэй-Морено. Установлено, что при внесении фосфорных удобрений в сероземе создаются благоприятные условия для образования фосфорных соединений типа дикальцийфосфата, поскольку внесение фосфора в почву способствует смещению точек, соответствующих этим вариантам на диаграмме, в зону линий дикальцийфосфата.

Следовательно, фосфор удобрений в карбонатных сероземах ие подвергается глубокому химическому поглощению, так как растворимость соединений, образующихся с почвой, значительно выше растворимости природных почвенных фосфатов. *

Фосфатный режим светлого серозема и его ,

. изменение под влиянием удобрений

Изучению фосфатного режима карбонатных почв Средней Азии и Казахстана посвящены многочисленные исследования' (Кудрин, 1947, 1952; Мачигин, 1948; Рубиичик; 1956; Чумаченко, 1964, 1970, 1978; Пономарева, 1962, 1970; ■ Сушеница, 1970, 1973; Елешев, 1975, 1979 и др.). Вместе с тем исследования, основанные на комплексной оценке фосфатного режима почвы, учитывающей «емкостные» и качественные его характеристики, весьма ограничены. Для светлых сероземов вновь осваиваемого массива подобных исследований ие проводилось.

- По нашим данным, валовое содержание фосфора в изучаемых светлых сероземах составляет 1288 мг РгОз на кг почвы, в том числе: минерального — 1069 (82%); органического—102 (8%) и неизвлекаемого — 117 мг/кг (10% от валового). Подвижный фосфор (1% углеаммопийиая вытяжка составляет 13—15 мг/кг или 1,0—1,2% от валоного фосфора). Минеральные формы на 2,5—3,0% (29—32 мг/кг) представлены рыхлосвязанными (Са—Р|); 36 ^ (380~ 385 мг/кг) — разноосновнымн (Са—Рп); 56% (о90—о95-

t.Контроль . п. Шт.иаЫ'фон.t ШтКт-фон, 12.шщ*кgaffa . i. фщ * Рм ib.tpoH,*NeoPioK!a 4.çQtii+Pm ' ttmK«oPm -

s, tpOHt г Poo ' fs, HPK ari 60т, навоза «pWi+ftwíflníJwAjí

7. Nu} Kxo -çont ■

a.<pOHt*Pso ■. 508

9.фЩ*Рав . .„

faÇ0Ht+Pm ' 43ï

I Урожай- Щ

3»

HCPaa урожайность по года» • 7<г/лт P*U* f,& - 4,4 %

Pza., I 7ço23iiaacîi & гатаотэ Äjaypjsr но-сглзо.э.гагасйоетя. ,.-■■эгк15ц,одэовоэа'£Еесеяая дшрашшх удойрешз гезтегашй лх с ■ opxeHinscÄESüt.' - ■

\

мг/кг), высокоосновнымн (Са—Рш) фосфатами кальция.: Содержание фосфатов полуторных окислов (А1+Ее)Р составляет 57—60 мг/кг почвы.

'.Фосфорные удобрения повышают валовые запасы фосфора за счет минеральных форм, наиболее четко отражаясь на динамике наиболее подвижных рыхло с вязанных и разно основных, фосфатов. Анализ зависимостей накопления' подвижного фосфора и отдельных фракций минеральных фосфатов от норм фосфорных удобрений показывает, что в светлом сероземе с каждымюЮО кг РгОз содержание пбд-вижного фосфора повышается в. среднем на- 9—10 мг/кг} рыхлосвязанных фосфатов: на -12—13 мг/кг/ разнооснов-ных — 19—20 мг/кг, высоко основных — 3—4 мг/кг (табл. 1). ■ - ' ' ' ' ■

' - . " Таблица X

Влияние норм удобрении на.изменение содержания-подвижного-фосфора н форм кальциевых фосфатов в. почве

Коэффициент

Уравнение регрессии корреляции ■

(К>

Подвижный фосфор =

14,3+0,091 х 0,824 0,073

Са—Р, =29,2+0,125х - - . 0,702 0,121

Са—Рп *= 383+0,197х " 0,871 0,170

Сл—РЦ, =581,4+0,032х..........0,820 . ■ _ -" 0,091 '

В. отличие от минеральных удобрений, в первый год внесения навоза в почве повышается содержание органических форм фосфора, однако в дальнейшем (на 2-й и 3-й годы опыта) в силу минерализации,, происходит .их снижение до уровня^контрольного варианта, ■

•Общие закономерности.накопления отдельных форм фос*. фатов в условиях полевого опыта, идентичны данным лабораторного опыта.

Изучение фосфатного режима почвы показало, что при разовом внесении.в первый год опыта создается более высокий фосфатный уровень почвы (подвижный фосфор — 39, сумма рыхлосвязанных и разноосновных фосфатов — 520 мг РгОз на кг почвы) в сравнении с ейсегодным (29 и 447 мг Р2О5 на кг почвы соответственно). Повышенный фосфатный фон, созданный разовым внесением суперфосфата, снижа-

ётся на третий год опыта (сумма Са—Р)-(-Са—Рц составляет 416 -мг/кг при разовом, 430 мг/кг при ежегодном внесении). Одновременно возрастает количество высокоосновных фосфатов: до 50% при разовом и до 44% при ежегодном внесении, против 9 к 19%, соответственно в первый год! опыта, хотя в абсолютном выражении и в том; и другом случае изменение не столь значительно (табл; 2)*

Таблица 2

Фракционный состав фосфатов светлого серозёма и изменение его ¿¿ зависимости от норм и способов внесения фосфорных удобрений

(слой О—20 см)

Удобрения - Си о ■е- о о ■е- Г. № а (ч Минеральный фосфор

мг/кг [%% от новообразованных

(V 1 ■ б 1 л о 1 -Й и 0ч " (ч + < дГ 1 • « и + - дГ 1 «1 и - ¿Г 1 « и

Через 8 месяцев после впесения удобрении *

(весна 1984 г.)

Контроль (без 379

удобрений) 15,9 29 591 58 — -

— фон 13,9 29 384 592 63 — -

Фон+Рио (ежегодно) 28,8 43 > 404 600 -. 57 80,6 19,4

Фон+Рмо (раз в 3 года) 39,4 76 . 444 603 . 59 Через 3 года после закладки опыта (осень 1982 г,)

Контроль (без удобрений) НиоКщо — фон Фон-}-Рим (ежегодно)

Фон+Раио (раз в 3 года) 23,6

11,1 24 363 1508 12,С 25

27,1 37 393

31 385

Л-

356 596 54 034 54 631 С2

91,1

56,3 50,0

8,9

43,7 50,0

'^Независимо от способа внесения фосфор удобрений практически полностью содержится в «активной» форме, причем, в составе рыхло связанных н разноосновных форм на его долю приходится 50—56%.

"При совместном применении органических и минеральных удобрений в составе рыхлосвязанных и разноосновных

форм сохраняется до 70—71% новообразованного фосфора, в то время как в варианте с одним суперфосфатом* содержание их было равно 64—66%.

, В лабораторном опыте на 180-й день взаимодействия на варианте с совместным внесением суперфосфата и перегноя содержание суммы рыхлосвязанных и разноосновных фосфатов было равно 489 мг/кг, или 70%, от новообразованных форм, а высокоосновных ;—623 мг/кг (30%). На варианте, где вносились: минеральные удобрения в виде суперфосфата, содержание (Са—Р,+Са—Рл) и Са—Рш было равным 466^11 642 мг/кг, или 63 и 37% от Новообразованного количества, соответственно.

Особенности условий-фосфатного режима светлого серозема, складывающиеся при применении удобрений, подтверждаются данными, характеризующими подвижность почвенных фосфатов (табл. 3). На неудобренном варианте со' Таблица 3 * Подвижность фосфора в почве » зависимости от норм, * способов внесения фосфорных удобрении и сочетания их с органическими

(весна 1980 г.) Через 3 гола опыта

В год внесения ■ (осень 1982 г.)

Удобрения 1 3- Я 4 Э о

■ и Е 8 ■"И-

о Сь, и О £

о я •& § о й С

N,^,0» — фон) 0,023 7,18 0,020 7,23

ФоН[+Р«(1 0,076 6,92 0,068 6,92

ФОИ1+Р12» 0,120 6,77 0,103 6,78

ФОН1 + Р[80 ■ . , 0,169 6,69 0,189- 6,66

Фон|+Рмо (раз в.год) 0,231 * 6,58. 0,098 6,83

60 т навоза+фоиг 0,082 6,93 0,087 6,99

Фонг+ИбоРеоКго ... ' 0,139 6,77 0,289 6,66

ФОНа + №2оР|2оК]00 . ■ 0,267 6,62 0,431 6,54

ИРЬС эквивалентно 60 т навоза .0,153 6,73 0,099 6,97

держание Р2О5 в равновесном растворе было незначительно— 0,023: мг/л, при значении фосфатного потенциала — 7,2. Во времени эти величины мало изменялись, сохраняя свойственный для данной почвы уровень подвижности, фосфора в почвенном растворе (табл; 3). -

Внесение фосфорсодержащих удобрений в зависимости

,8

от норм увеличивает концентрацию фосфора в равновесном растворе в 3—10 раз, снижая величину фосфатного потен-, цнала до 6,6—. . ;

Разовое-внесение,фосфора в норме-360 кг Р2О5 на гектар в конце опыта обеспечивает концентрацию фосфора-$ почвенном растворе, и. величину фосфатного потенциала. на уровне ежегодного варианта-. Органические удобрения в начальный период взаимодействия, создают в почве более низкий уровень подвижности фосфатов (0,08-мг/л) в сравнении с эквивалентной нормой суперфосфата (0,15 мг Р2О5 , на литр), однако по мере увеличения, времени взаимодействия удобрений с почвой эти различия сглаживаются. При совместном, внесении навоза С. минеральными удобрениями слабосолевой (0,01 М СаС1а) вытйжкой извлекается количество фосфора значительно большее, нежели сумма его вва-риантах каждого из компонентов органо-мннеральной смеси в отдельности. Это еще раз свидетельствует о способности органического вещества, внесенного совместно с минеральными фосфатами, сохранять подвижность последних в почве, препятствуя переходу их в труднорастворимое сос-• тояние. '

В целом изменение показателей подвижности фосфат-ионов в почве находится в прямой зависимости от содержания подвижного фосфора и. * резервных» фосфатов (Са— р1+Са—-Рп) в почве, но солевая вытяжка (0,01 М,СаС1а) более четко выявляет различия фосфатного режима почвы в зависимости от применения удобрений.

ПРОДУКТИВНОСТЬ КУКУРУЗЫ НА силос В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НОРМ, СПОСОБОВ;

ВНЕСЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ _ И ИХ СОЧЕТАНИЙ С ОРГАНИЧЕСКИМИ

Применение удобрений на орошаемых. светлых - сероземах, существенно . повышая эффективное .плодородие почвы, в значительной степени определяет урожайность зеленой массы кукурузы (рис. 1).

Как видно из данных рисунка 1, оптимальной нормой фосфорных удобрений, обеспечивающей на светлых сероземах урожайность силосной кукурузы — 506 ц/га, является 120 кг P2Os на гектар (N:P:K = 1,2:1,2:1). По суммарному эффекту разовое внесение фосфатов обеспечивает примерно

такую ¿ке урожайность зеленой массы кукурузы (503 ц/га), как и ежегодное, за счет более высокого фосфатного уровня в почве в год внесения.

Применение 60 т навоза и эквивалентного ему количества минеральных удобрений в среднем за 3 года дают одинаковую прибавку урожая— 187 и 185 ц/га (рис. 1). Наиболее благоприятные условия для роста и развития кукурузы', возделываемой на силос, создаются при внесении навоза с* минеральными удобрениями. При этом наиболее рациональной нормой минеральных удобрений на фоне 60 т навоза, внесенного в расчете на 3 года, является iNeoPsoKso. Такое сочетание приводит к увеличению Урожайности в сравнении с контролем на 326 ц/га. Повышение на этом фоне нормы удобрений до NiîoPimKjoo не приводит к достоверной прибавке урожайности.

Полное минеральное удобрение как отдельно, так и в сочетании с навозом, повышает содержание сырого протеина в початках и стеблях. Содержание клетчатки в органах растений кукурузы при этом снижается. Разовое и ежегодное внесение фосфорных удобрений по влиянию на химический состав кукурузы равноценны. Сбор кормовых единиц на 1 гектар при внесении удобрений повышается. В оптимальном варианте с минеральными удобрениями (NiîoPisoKjoo) сбор кормовых единиц был равен 100 ц/га при 47 ц/га на контроле. Максимальное количество кормовых единиц в опыте отмечено на варианте при совместном внесения навоза (60 т) с половинной нормой полного минерального удобрения (NeoPooKso) — 111 ц/га.

Проведенная статистическая обработка опытных и аналитических данных позволила установить адекватность показателей фосфатного режима почвы с урожайностью кукурузы и разработать модели этих зависимостей,

■Проверка статистической значимости факторов в моделях урожайности позволила установить, что наиболее тесная коррелятивная связь урожайности отмечена с показателями степени ■ подвижности фосфатов (R—0,84; Fj — 3,2; Fs — 310,1; U — 0,80; s — 0,13) и суммой «резервных» (Са—Р|+СаРц) минеральных фосфатов кальция (R — 0,83; Fi 3,2—3,9; F2— 193,8—282,7; D — 0,72—0,75; е — 0,12—0,13).

Исследуемые факторы, включаемые в модели урожайности, объясняют до 68—80% всех изменений урожайности в опыте (табл. 4).

U

' ■, Таблица 4

Зависимость урожайности кукурузы ия снлос от отдельных показателей фосфатного режима почвы

Уравнения регрессии К Г, ■ 1> ' ;! е .

' -г

У=26,1+18,4х, 0,82 3,1 275.2 0,68 0,13;

У=—201,6+39,3х,—0,45х? 0,82 3,2 148,1 0,69 0,13

4183,4—545,30,83 3,3 296Д 0,69 ОДЗ

У=76о0,9-1553,8кг+73,3х.] 0,83 3.2 147,3 0,70 0,13

У = -1428.5+4,2x3 0,83 3,2 282,7 0,72 0,13

У=я—0740,2+40,8x5—0,04Хз 0,83 3,9 1&3.8 0,76 0,12

У=.1436,0ш+194 0,84 3,2 310,1 0,60 0,12

У—371ха+1421х<+18Й 0,69 3,2 161.2 0,49 0,26

Примечание: У — урожайность, ц/га;

■ —подвижный фосфор, мг/кг;

ха — фосфатный потенциал; '

■ Хз — Са—Р1+Са—Ри мг/кг; х, — С Р»05 мг/л. :

Рассчитаны многофакторные криволинейные (1) и прямолинейные (2) модели зависимости урожайности кукурузы от содержания в почве подвижного фосфора (Х|), фосфатного потенциала (хз) и суммы рыхлосвязанных и разно-основных фосфатов кальция (х£), которые выразились уравнениям^*.

у=_~282407-415х14-4б913ха+557х5+3х^+94х1х2—

—Х1Х3—0,2х?л (1)

К=0,90; Т)=0,85; Г1=5Д8; Г2=61, е=0Д0&.

У=1480-ЬЗ,8х,--"260,Зх!+1,5хз (2)

11 = 0,84; 0=0,72; ^1=3,4; Г2=107,0; е=0,12.

Оптимизация анализируемых" факторов показала, что па светлых сероземах для получения урожая росной мае сы кукурузы 560-580 ц/га в почве необходимо создать. содержанке'подвижного фосфора — ¿о—¿5 мг/кг,

сумму рыхлосвязанных и разно- ,

основных фосфатов кальция — ««V

величину фосфатного потенциала — 6,6-6,73, степень подвижности фосфатов — 0,20—0,24 мг/л.

С учетом размеров накопления отдельных форм минеральных фосфатов кальция в светлом сероземе от норм фосфорных удобрений рассчитаны ориентировочные затраты их, для достижения оптимального фосфатного уровня. Полученные данные показывают, что для получения урожайности силосной массы кукурузы порядка 560—580 ц/га в светлом сероземе с содержанием подвижного фосфора <15 мг/кг почвы, суммы рыхлосвязанных и разноосновных-. фосфатов кальция <415 мг/кг почвы, нормы фосфорных удобрений находятся в пределах. 160—220 кг/га. Однако внесение таких высоких: норм экономически не оправдано, а установленный оптимальный уровень достигается значительно меньшими - нормами минеральных удобрений NeoPeoKjo, вносимыми совместно с навозом (60 т раз в 3 года),: органическое вещество которого препятствует-переходу растворимых форм фосфора минеральных удобрений в труднорастворимые формы способствуя тем самым более продуктивному его использованию.

Баланс фосфора в почве н использование его из удобрений v

Вынос фосфора кукурузой зависит от высоты урожайности ее, которая определяется нормами, видами и способами внесения удобрений и их сочетаниями. В оптимальных вариантах (NmPmKujo и 60 т навоза+МвоРеоКао) урожайностью кукурузы 500—560 ц/га из почвы выносится порядка 58—60 кг Р2О5 с гектара. Усредненные величины выноса элементов питания на создание тонны продукции следующие: азот — 3,0;-фосфор — 1,0; калий — 3,2 кг..

Коэффициент использования фосфора из удобрений при ежегодном внесении Р120 был равен 24%, при разовом внесении Рзоо—. 21%. Увеличение нормы фосфатов в составе полного минерального удобрения приводит к непроизводительным потерям фосфора, поскольку коэффициент-использования его из удобрений снижается.

Расчет «активного» баланса показывает, что на светлом сероземе на формирование урожаев зеленой массы кукурузы расходуется от 15 до 25% внесенного фосфора, до 60—80% его накапливается в почве, в ооставе доступных для растений «резервных* фосфатов кальция (Са—Pi+ +Са—Pti) и лишь 5—8% закрепляется почвой.

■ Анализ данных полевого опыта показывает, .что на низ-1 необеспеченных подвижным фосфором светлых сероземах

получение урожайности зеленой массы кукурузы порядка 500—560 ц/га должно обеспечиваться возмещением выноса I удобрениями на 200%. о

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ,

ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ НОРМ, ВИДОВ УДОБРЕНИЙ И ИХ СОЧЕТАНИЙ'ПОД КУКУРУЗУ НА СИЛОС

В: условиях светлых сероземов при внесении удобрений в оптимальных нормах и сочетаниях (И^оРтКюо) м-ожно получать с каждого гектара до 123 рублей условно чистого дохода при окупаемости затрат 2,06 руб. При этом разовая норма.фосфорных удобрений (Рш)> снижая затраты на применение, при одинаковых прибавках урожая; в сумме за 3 года, дает наибольший экономический эффект—г 130 рублей с гектара, обеспечивая максимальную в опыте окупаемость затрат — 2,22 руб.

Норма навоза 60 т (в расчете на 3 года) в силу иизкпх затрат на приобретение обеспечивает большую прибыль с гектара, в сравнении с эквивалентной нормой минеральных удобрений — 87 рублей против 70 рублей. -

Наиболее экономически выгодным является ежегодное внесение, нормы минеральных удобрений К{юРеоК5о на фоне 60 т навоза, внесенного раз в 3 года. Условно чистый доход: в этом варианте составил 150 рублей с гектара, окупаемость затрат — 2,03 рубля. Увеличение нормы минеральных удобрений в составе органо-минерального сочетания экономически себя не оправдывает..

ВЫВОДЫ

1. В светлом легкосуглинистом сероземе содержание валового фосфора составляет 1280—1290 ~мг/кг почвы, в том числе органического — 8—9%,- минерального— 82—83%. Минеральный фосфор на 96% представлен фосфатами кальция разной степени основности, среди которых фракция наиболее растворимых, рыхлосвязанных-фосфатов не превышает 3% от валового. Содержание подвижного фосфора (1% углеаммонийная вытянска) низкое — 13—15 мг РгО$ на-кг почвы. • ; ...

2. При внесении фосфорных удобрений происходит накопление наиболее растворимых рыхлосвязанных и разно-основных форм (70—75%).

На каждые 300 кг внесенного Р2О5 с удобрениями содержание подвижного фосфора в почве увеличивается на 9—10 мг/кг; рыхлосвязанных фосфатов — 12—13 мг/кг; разноосновных — 19—20 мг/кг; высокоосновных — 3— 4 'мг/кг'почвы. :

3. При длительном взаимодействии с почвой имеет место незначительное увеличение содержания высокоосновных форм, которому препятствует внесение органических удобрений.

4. Новообразованные фосфаты обладают значительно большей подвижностью, чем природные фосфорные соединений. Согласно расчета растворимости образовавшихся фосфорных соединений по равновесной концентрации в растворе 0,01 М СаС1г, конечным продуктом взаимодействия фосфорных удобрений в светлом сероземе является дикаль-цийфосфат и частично октакальцийфосфат.

5. На светлых сероземах, низкообеспеченных фосфором, наиболее рациональной нормой фосфора, обеспечивающей урожайность силосной массы кукурузы порядка 500 ц/га (100 ц кормовых единиц с 1 гектара) следует считать 120 кг Р205 на гектар при соотношении*N:P;K= 1,2:1,2:1,0. Внесение эквивалентной нормы (Рда) 'разово в сумме за. трехлетний период обеспечивает'получение одинаковых урожаев (503 ц/га) в сравнении с ежегодным при меньших затратах на внесение. ■ ■

Высокую эффективность проявляет совместное внесение навоза (60 т раз в 3 года) с^ минеральными удобрениями б норме NooPéqKjo, обеспечивающее урожайность силосной массы 560—580 ц/га н выход кормовых единиц 305— 110 ц/га.

6. На светлых сероземах с низким содержанием подвижного фосфора для получения урожайности силосной массы кукурузы порядка 560—580 ц/га с содержанием сырого протеина 7—8% и выходом кормовых единиц 105—110 ц/га необходимо поддерживать следующий оптимальный фосфатный уровень:

подвижный фосфор 30—35 мг/кг почвы;

сумма рыхлосвязанных и разноосновных фосфатов (Ca—

—Pi+Ca—Fji) ' 475—400 мг/кг почвы;

фосфатный потенциал 6,6—6,65;

степень - подвижности фосфатов- 0,200—0,240 мг/л.

Для создания установленного уровня фосфорного питания под посевом кукурузы необходимо вносить 60 т навоза (раз в 3 roÄaJ+NeoPeoKso (ежегодно)..

7. Вынос элементов питания в оптимальных вариантах (NimPi2oKioo и 60 т навоза+NeoP6oKso) был равен — 165— 170 кг азота; 58—60 кг фосфора; 180—190 кг калия. Для расчета норм удобрений следует пользоваться нижеследующими усредненными показателями выноса: азот — 2,9— 3,0; фосфор — 0,9—1,0; калий — 3,0—3,2 кг/т продукции.

На вынос фосфора кукурузой и коэффициент использования его из удобрений существенное влияние оказывают нормы фосфора и,-в значительно меньшей степени, способы внесения (ежегодное и" разовое).

8. Для получения урожая силосной массы кукурузы 500—580 ц/га на светлом сероземе необходимо внесение фосфорных удобрений в нормах, возмещающих вынос его урожаем на 200%, что обеспечивается внесением NiaoPisoKioo» либо 60 т навоза-bNeoPeoKso. .

' 9. При применении удобрений на посевах кукурузы на силос условно чистый доход составил: ■

., — от совместного внесения 60 т навоза (раз в. 3 года) с-нормой минеральных удобрений NeoP&oKso—150,1 руб/га прн окупаемости 2,03 руб.;

— от разового внесения Рзео — 130,5 руб/га, при окупаемости, 2,22 руб. против 123,3 руб/га и 2,06 руб. при ежегодном внесении.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На орошаемых легкосуглннистых светлых сероземах при низкой обеспеченности азотом и фосфором и средней калием для получения зеленой массы кукурузы 500—580 ц/га рекомендуется применять iTi2oPiioKjoo, причем. норму фосфорных удобрений можно вносить как ежегодно, так и разово на 3 года (Рзео)*

В случае совместного применения органических (60 т навоза раз в 3 года) п минеральных удобрений рекомендуемую норму последних следует уменьшать в два раза (NüoPeoKso). • . - •

1С

Материалы диссертации опубликованы а работах! '

1. Иванов Л. JI,t О раз баев С.' А„ Кисиков К. Ш. Агрохимическая Характеристика орошаемых светлых сероземов. Чпнгельдннского массива и перспективы их освоения. — Тезисы докладов V республиканской конференции почвоведов Казахстана. Алма-Ата: Кайнар, 1982, с. 195. , : ■

2. Иванов А, Л., Мал шибаев С. .К, Эффективность .удобрений via почвах вновь осваиваемого Чингельдинского массива при возделывании кукурузы■ на- силос. — В сб.: Проблемы-.кормопроизводства в Казахстане. Алма-Ата: 1982, с. 20—21.

3. Нлсшев Р. Е,, Иванов А. Л. Эффективность минеральных ^ удобрений на светло-сероземных почвах. — Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. Алма-Ата; 1983, № 9, с. 39—43.

4. Елешев Р. Е., Иванов А. Л. Фосфатный режим вновь осваиваемой легкосуглинистой светло-сероземной почвы и применение фосфорных удобрений" на посевах кукурузы при бессменном ее возделывании. — Агрохимия. М.: 1983, М 10, с. 104—111.

Подписано в печать 22.03.1984 г. Формат 60X84'/]6. Объем ! п. л.

УГ13168. г. Алма-Ата, тип. КазСХИ, пр, Абав, S. Зак. 208. Тираж 100.