Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИЗМЕНЕНИЕ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА ФОСФОРА И КАЛИЯ В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ В СЕВООБОРОТЕ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ИЗМЕНЕНИЕ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА ФОСФОРА И КАЛИЯ В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ В СЕВООБОРОТЕ"

Я-ЗХ.Ш,

На правах рукописи

Муса Ауду

ИЗМЕНЕНЕИЕ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА ФОСФОРА И КАЛИЯ В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ В СЕВООБОРОТЕ

ч

Специальность 06.01.04 - Агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва - 2001

Работа выполнена на кафедре агрономическом и оно 101 ическои химии Московской сельскохозяйственной академии им К Л Гимиржсщ

Научный руководите п.:

доктор сечъскочшяиственных наук, профессор В Л ДЬМИН Официальные оппоненты*

доктор еельскохо1яиетвенных наук, профессор Ч VI ДЬРЖЛВИН катидат се ]ьскохотяиственных наук, ищент В Г Мамон юн

Ведущая opi дотации - Почвенный институт им В В Доку i.kiw

Защита диссертации состоится ^ »t 20<Ь^г в

1Ч ^час на таседании -шссертаииошшю corct 1 Д 22004 Я 02 в Московской сстьскохочяиствсннои ткадемии им К А Гпмиря icnu Адрес 1275Москва И 550 Гимиряигвская \ i, 49 Ученый совет

МСХЛ

С дисссртациси можно оныкомшься в ИНЬ М( ХЛ

Автореферат pa n'cTi i

3ö ЫсгЪр^ ,,

Ученый секретарь

диссср[ациоппо|х) ei кандидат биолси ичес

В В 1опорина > УУ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

■ Актуальность работы. Удобрения подвергаются различным изменениям 8 почве, превращаются в различные формы и степень их доступности растениям меняется в зависимости от многих факторов. Проследить за этими изменениями в почве очень важно для более эффективного их применения. Фракционный состав фосфора и калия в почне является наиболее практичным способом изучения изменения содержания (этих элементов) в почве при длительном применении удобрений.: . ■•.

Представление о содержании различных форм фосфора и калия дает нам возможность регулировать количества применяемых удобрений в севообороте и в целом плодородия почвы, особенно при постоянной нехватке удобрений в условиях естественных малоплодородных почв, таких как дерново-подзолистые. Именно поэтому фракционный состав фосфора и калия при длительном применении удобрений является актуальным как в теоретическом, так и в практическом плане. Цель и задачи исследований. Цель проведения исследований в полевом опыте состояла в комплексном обосновании рациональных - уровней применения удобрений в районах интенсивной химизации земледелия Нечерноземной зоны. Нормывнесения элементов питания • были- рассчитаны методом дифференцированного нормативного баланса на получение различной планируемой ■ урожайности сельскохозяйственных культур и изменение агрохимических показателей..почвы в 4-польном кормовом севообороте. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: , ; > •

1) установить влияние различных уровней насыщенности севооборота удобрениями на урожайности сельскохозяйственных культур и оценить возможность получения разных уровней планируемого урожая в севообороте; . 4 - :

2) изучить изменение основных показателей качества получаемой продукции в зависимости от возрастающих норм удобрений; , , . , .

> 3) изучить влияние разных систем удобрения при их длительном применении в севообороте на фракционный состав минеральных фосфатов почвы; '

4) изучить влияние разных систем удобрения при их длительном применении в

севообороте на формы калия в почве;, ; ,, . . ..........: ...

, .5) изучить методическую достоверность отбора почвенных образцов; ;•

- 6) дать экономическую оценку эффективности изучаемых систем удобрения.

Объект исследований — 4-польный полевой севооборот на опытном поле учхоза МСХА "Михайловское". Московской области, на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве. Системы удобрения: минеральные - 138, 264и 264 (Р2О5 в запас на 4 г.) кг д.в./га и навозно-минеральные -21 и III кг д.в. на фоне 17,5 т навоза п среднем па 1 га севооборота. ' - , -.

Научная новизна исследований состоит в использовании метода дифференцированного нормативного баланса для расчета доз удобрений на разные уровни планируемой урожайности на дерново-подзолистой почве Центрального

центральна^

научная Библиотека

Моск. соль;::сжоз ачадамии им. к. а. "I ьмирязева, ■ _

района России Определение числа отбора почвенных проб для высокой достоверности p.t «пых ai рохимических анализов почв

Приведены, анализ уровней урожайности кучьтур севооборота и вероятность получения планируемой урожайности за 25 лег опыта, пока «по влияние разных систем удобрения на изменение фракционного составз фосфора и калия в почве, предусмотрены целенаправленные действия на изменение плодородия почвы Дама экономическая эффективность изуччемых систем удобрения

Пщктческаи значимость работы Полученные результаты исс icvioBaimn можно исполыовагь в хозяйствах для регулирования уровня применения у юбре-нии С'пециалиС1Ы афохимс |ужбы могут их использовать для представления о характере изменения содержания^фосфора и калия в почве при применении у шире нии, а |акже для jipvi их научных цепей Резулыаты отбора почвенных проб рско мендукися длч Heno н.зонания п ai рохнмическон службе «

Апробации nañon.i Malериалы исс 1едований ежегодно щк ia навались на шеедапиях кафедры« ai рономическои и биоло! ическои химии МСХЛ в IЧ<Ж-200()гг, на декабрьской научной конференции в 2000i По теме исс ie юваиин опубликовано t работы

Объем pafioi м. Диссергання изложена на 176 с1ранищ\ машинописного текста, содержит 35 таблиц, 18 рисунков, приложения (23 таблицы) Работа состоит из введения, 4 разделов обзора читературы, 8 разделов жепери мент алы ion час ти, выводов, предложений производству Список использованной литера 1\ры включает 196 наименовший, в том числе 17 иностршных

Morro, условии »поведения «ими и методика исследовании Исс ic юва-ния проводили в полевом стационарном опыте (1996-2000 п ) в vnxoie МСХЛ "Михайловское" Московской области на дерново-подзолистой сре tnccvi линистои почве Опьп был «аложеп осенью 1975 г Пере i зчклалкой почва была прок »пест-кована по полной гидролитическом кисютности н (в юд закладки опьп а) имеы следующие агрохимические показатели (в слое 0-20 см) гумус (но Тюрину)

I,58-1.64%, рН солевой вытяжки S 9-6,0, гидролитическая кислотность 2,4 2 4 1_умм i iioi 10ЩСШН.1Х оснопании И) 9 11,6 м|-- >кв на 100 i почвы, степс"' пасы щеппости основаниями - 82-83%, кальций - 7,6-7,9 и машин - 1,2-1,4 mi >кв на 100 г почвы, подвижные формы (по Кирсанову) фосфора - 10,8-11,8 мг и калия

II,5-12,2 мг на 100 г почвы Опыт развернут в пространстве всеми четырьмя полями севооборота, имев! 6 вчриашов в 4-кратной повторности 1) конгрочь (без удобрений), 2) первый уровень минеральной систсмы удобрения (N34 Р26 К79, псего ПК кг л R ni 1 га), 3) первый уровень навозно-мипералыюи системы v юб-рения (N8 К13 И7 5 т навоза в среднем на 1 га, всею 214 кг д в ), 4) второй уровень минеральной системы удобрения (N93 Р44 К12f>, всего 264 кг д в на lia) S) второй уровень иавозно-минер.з гыюй системы удобрения (N69 Р14 К29 < 17 5 т HjHota в среднем на 1 ia, всей» 304 кгд в ), 6) второй уроиень минеральной систсмы удобрения (М93 К126 и Р:0< вносится в запас на 4 года) В течение 2*> лет тозы изменялись Указанная насыщенность севооборота удобрениями относи 1ся к 6 и 7 ротациям Общая тощаль делянки Н1.2 мг(8,4 х 18 м) учетная - 4() 80 м У се-

вооборота 2 участка: 1-ый участок - это основные дозы удобрений, а 2-ой - последействие фосфорных и калийных удобрений. Дозы удобрений (табл. 1) на планируемую урожайность рассчитаны методом дифференцированного нормативного баланса (по В.Л. Демину, 1981) с учетом планируемой прибавки урожая (табл. 3). При проведении расчетов учитывались: хозяйственный вынос питательных веществ основной и побочной продукцией, действие и последействие минеральных, органических удобрений и азота пожнивно-корневых остатков бобовых культур с использованием коэффициентов распределения элементов питания не более чем за 3 года.

Севооборот включает следующее чередование культур; однолетние травы (вика с овсом или горох с овсом) - озимая рожь — картофель — ячмень. Следует отметить, что в 1997 и 1999гг. заменили озимую рожь на озимую пшеницу и ячмень на яровую пшеницу. В севообороте выращивались следующие сорта сельскохозяйственных культур: горох — «Немецкий кормовой», овес — «Гамбо/(Скакун-2000г)», озимая рожь - «Восход 1», картофель — «Невский», ячмень -«Зазерский 85», озимая пшеница - «Московская 39», яровая пшеница - «Иволга», но в отдельные годы были другие сорта в зависимости от обстоятельств в учхозе.

Из минеральных удобрений в опыте применяются аммиачная селитра, аммофос/двойной гранулированный суперфосфат и хлористый калий; из органических - подстилочный навоз. Навоз вносили под однолетние травы (30 т/га) и под картофель (40 т/га) или в среднем 17,5 т на 1 га севооборота. Содержание питательных веществ в навозе КРС составило: 0,4% N. 0,2 Р2О5 и 0,5% К20 на сырую массу. Фосфорные, калийные удобрения и навоз вносили под культуры ярового клина под зяблевую вспашку, а азотные удобрения - весной под культивацию. Под озимые зерновые культуры 1/3 часть азота от общей дозы вносили до посева под культивацию, а 2/3 давали в ранневесеннюю подкормку. ,

При возделывании культур использовали технологии, применяемые в Московской области. В процессе вегетации культур применялись рекомендованные средства защиты растений от сорняков, вредителей и болезней в условиях Центрального района России. ■ , ..-,._

Учет урожая проводили сплошным методом с учетной площади делянок. Урожай зерна приводили к стандартной влажности - 14%. Урожай соломы зерновых культур и ботанический состав смесей однолетних трав определяли по пробному снопу и пересчитывали на 16% влажность. Соотношение клубней и ботвы картофеля определяли по смешанному образцу, отобранному из 10 кустов. Отбор, подготовку, химические и технологические анализы растительных и почвенных образцов проводили общепринятыми методами, в соответствии с ГОСТом. .

Почвенные образцы для определения фракционного, состава фосфора и форм калия были отобраны в 1999г. с 1-го (контроль), 4-го, 5-го, 6-го вариантов и с участка без культуры и без внесения удобрений по трем повтор!юстим опыта. Из горизонта 0-20 см отобрали по 30 уколов и 70 уколов, из горизонта 20-40, 40-60 см - по 30 уколов. Для методической достоверности отобрали образцы почвы из

слоя 0-20 см по Ь, 10, 20, 40, и 60 уколов а четырех повторноегях гростьсвым буром с элементарно) о участка

Таблица 1

Дозы минеральных удобрений в севообороте 1а 1996-1999п и 2000-20031 г, кг дв./га(учасиж 1)

| Чередование ! ку штур I Вариант 2 Г2~ | ~ё ! я. Л с? 1 ^

- Одн тр (сено) Г™ 50 h -90

О» рожь/ Оз пш 20 30 60

Картофель 35 40 125

Ячмень/ Яр пш 45 35 40

В ср по ссвообо- 33 26 79

роту

| Всего NPK, .13« __21__[___263 j 111 263

Примечание С 1999 г ячмень был jaMeiien яровой пшеницей и «гшмая рожь о шмон пшеииаси с 1Ч97г

Общий и органический фосфор опредечяли по методу Хейфец, фрзкпнон-пый состав фосфатов определяли по методу I ишбург-Лебедевой. содержание подвижного фосфора (P-Os) по методу Кирсанова, а легкоподвижные фосфаты -экспрессным методом Пуховского (ЦИНЛО) Содержание водорастворимою калия определяли по Александрову, подвижною калия - но Масловой, необменного по - Важенину и валового калия - по Смиту

Матсмл| ичеекvh) обработку полученных ре fyii.T.iron проводили меюдом дисперсионного анализа на IBM PC с помощью программы SIКА/

Рассматривая показатели температуры воздуха к количества выпэвших осадков за 1996-2000 гт, следует отметить, что зги годы сильно различались от средних многолетних метеорологических устовии

Метеорологические условия в 1996 году были благоприятны для большинства сельскохозяйственных культур Температура воздуха в июне, июле и августе была почти на уровне многолетних, а в мае па 4'С выше, чем средпемнотлезние показатели Количество осадков в августе было на 49 мм (66%) ниже, чем средне многолетние шачения Условия в 1997 году были не очень благоприятными Выпадение осадков в июне составило 107,5 мм Ото в 1,4 ра$а выше ере шемноюлез-них значений, а в июле и августе выпало зишь 8,9 и М,9 мм осадков, составив 1 1

и 74 % от среднемноголетних значений соответственно, что отрицательно повлияло на урожайность всех культур, кроме однолетних трав. При этом температура воздуха вегетационного периода была на уровне средних показателей. Наоборот, 1998 год отличался более равномерным распределением осадков и тем самым оказал положительное действие на урожайность всех культур севооборота. Среднемесячные температуры находились на уровне многолетних','кроме июньских. 1999 год оказался неблагоприятным'практически для всех яровых культур. Он характеризовался сухим и жарким летом. Среднемесячная температура колебалась от 9°С \ май) до 22,2"С (июль). При этом количество выпавших осадков было намного ниже среднего. В мае сумма осадков составила всего 33,2 мм, в июне 6,6 мм. В связи с этим урожай яровой пшеницы был очень низкий, а однолетние травы выпали. Однако эти условия практически не повлияли на урожайность озимых культур и картофеля. Погодные условия 2000 года были более благоприятными для большинства культур по сравнению с остальными годами исследований. . !

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Величина урожая сельскохозяйственных культур и продуктивность севооборота при разных системах удобрении. Изучаемые системы удобрения на дерново-подзолистой среднесуглинистой. почве в севообороте в течение 25 лет (19762000гг.) позволили получать достаточно высокие и стабильные урожаи сельскохозяйственных культур (табл.2). Урожайность однолетних трав в среднем за последние 5 лет в контрольном варианте (без удобрений) составила 2,2 т/га; применение удобрений последовательно увеличивало прибавку урожая до 5-го варианта, составляя от 1,1 т/га (2 вариант); 2,7" (3 вариант); 2,7 (4 вариант) до 3,7 т/га (5 вариант)., Прибавка урожая клубней картофеля от применения удобрений составила 5,3, 10,1, 13,5 и 15,4 т/га соответственно на 2, 3,4 и 5 вариантах; по ячменю и озимой пшенице —1,0; 1,3; 1,7; 2,3 и 0,4; 1,4; 1,9; 1,9 соответственно. По всем культурам наивысшая урожайность отмечалась в 5-ом варианте (второй уровень навозно-минералыюй системы удобрения). Урожайность 4-го и 6 вариантов (Р205 в запас на 4 года) по всем культурам практически была одинаковой. Полученные нами данные об урожайности в севообороте позволяют заключить, что при хорошей организации труда и выполнении всех современных агротехнических приемов мож-' но получить высокие урожаи сельскохозяйственных культур с умеренным применением удобрений в данном районе при нормальных погодных условиях.

За 25 лет применения первого уровня минеральной системы (2-ой вариант) по всем культурам, в 9-39% лет достигнута планируемая урожайность, а в 22-52% лет она была превышена. При увеличении дозы удобрений вероятность получения планируемой урожайности снижается. В среднем за 25 лет выполнение планируемой урожайности составило (табл. 2): по однолетним травам - 107, 98, 97, 94 и 97%, по ячменю - 97, 90, 80, 78 и 80, по картофелю - 99, 88, 81, 74 и 79, и но озимой пшенице (в среднем за 199б-2000гг.) - 71, 88, 89» 80 и 89% соответственно во 2,3,4,5, и 6 вариантах. _ . . 1

Продуктивноегь севооборота (табл 3, рис 1) без внесения удобрении (контроль) в среднем зз 25 чет составила 3,7 т корм ел /га Максимальная продуктивность севооборота была получена в 5-ом варианте, несколько ниже в 4-ом варианте Прибавка составила 3,5 и 3,0 т корм ел /га соответственно Продуктивность 4 и б вариантов (т е ежегодное и запасное внесение фосфора) одинакова При тгом окупаемость 1 кг д в удобрений снижалась с 7,4 (во 2 варианте) до 6,5 корм ед (в 5 варианте) За 1996-2000гг при снижении доз вносимых удобрений примерно в два раза продуктивность севооборота осталась на довольно высоком уровне

Вариант

Таблица 2 I за 1996-2000п. и )976-2000гг . т/|а Культура

Г

I 2~

Т

_5 б'

Однолетние травы план факт ~ 3~5 | 3,5/2л" 4,8/3,3 5.9/4,9

4,5 6Л> ~6,0 7.0 6,0

Картофель план Г факт 13 14.3/12,3 20 19,7/17,6

Ячмень/Яр пш«. Г факт

Т Озимая пше-' пина

план

5,8/4,9 _. 6,6/5,9 Т

26 30 35

I »С«

Примечание 2000гг

5,8/5,1 Г 30 0,4/0,2

22.9/22.4 24,4/25,8 25~8/27.7 23.8/25.6 1.7/1.5

чнсл1пс.1ь - средняя урожайность за 1976-2000п» шаменле н. и 1996-

Габтица 3

Продуктивность севооборота и окупаемость удобрении за годы опыта

Периоды

1ЧЧ6-2000 19762000 1996» 2000 19762000 19962000 1476 2000 1996- | 1976 2000 1 2000

Варианты Показатели

Продуктивность, корм ед на 1 га 11рибавка продуктивности от удобрении, т Внесено кг д в удобрении на 1 га Окупаемость 1 кг д в удобрении, корм <_д

1 ~ 27 3 7 корм ед на 1 га 1 ---- ^ т~

2 -я- _3 8_ 49 5 « 64 _1 2 2 1 8 27 138 | 243 213 1 39<1 7 8 7 4 10 * Г 6 8

4 ! <; 1 к 67 2.7 | 1 1 0 263 403 10 2 7 4

5 1 6 0 1- 72 33 К 3 5 ^ 304 537 10 9 ^ 6 5

. 6 53 6 6 2 6 г 29 296* 409 8 8 | 7 1

Примечание *- фосфорное удобрение вноси нк.ь в ^анас на 4 ■ о и в 2000г

Рис. 1а. Продуктивность севооборота за 1996-2000 гг.

6005-*' ■ ^600|'

Рис. 16. Продуктивность севооборота за 1976-2000 гг.

Максимальная прибавка продуктивности от удобрений - 3,3 т корм.ед./га была получена при втором уровне навозно-минеральной системы удобрения (всего 304 кг д.в.). При этом окупаемость 1 кг д.в. удобрений составила 10,9корм.ед. Окупаемость удобрений за последние 5 лет исследований была выше многолетней на 68% в 5-ом варианте и практически одинаковой во 2-ом.

Из рисунка 1а видно, что предельная продуктивность севооборота за 19962000гг. пока не достигнута, что свидетельствует о возможности ее дальнейшего увеличения. Предельная доза внесения удобрений в данном севообороте за 19762000гг. находится примерно в пределах 500 кг д.в.(рис. 16).

Влияние удобрений на качество урожая сельскохозянствениых культур. Повышение доз вносимых удобрений увеличивало концентрацию азота, фосфора Наталия в основной и побочной продукции все* кучьтур севооборота Она достигла наивысшего значения при применении VII м дв/га на фоне 17,5 т навоза (5 вар.1 Увеличение доз удобрений привело к снижению содержания крахмала в клубнях картофеля от 15,7% в контрольном варианте до 14,2% при внесении 304 кг д в /га севооборота (вар 5) При этом содержание сухого вещества снизилось с 24,7 до 22,3% (табл 4) Содержание витамина С имеет тенденцию к увеличению По мере увеличения доз вносимых удобрений наблюдалось достоверное повышение абсолютного содержания сырого белка.да_5- варианта, при этом прирост составил 0,8, 1,3, 1,8 и 2% во 2»ом, 3-ем, 4-ом и 5-ом*~варианта)с,ог контроля Наблюдались аналогичные изменения содержания сырого белка у*<зерновых культур и однолетних трав. ч

Таблица 4

Показатели качества клубней картофеля в среднем за 1 996-2000гг

Вариант

Сухое вещество, %

J4.7 236"

23 3

4_

5

ь" НСРо

22 5 ' 22 3 ~22

1 1

Сырой белок, I Крахмал,% ¡Витамин С, мг0о % в с м , на сырую массу на сырую массу |

8 1 j 15 7" 13 4 1

_8 9_"_15 2__ г _13 7

_9 4__j' 14 7__,___13 9

9 9 _14 4__I _13 8 J

IP"! 14.2 ~ ~ 14 0 j

10 1 ____14_i___ 134

0 4 0S 0 5

Изменение фракционного состава фосфопл в почве при разных системах удобрения. Длительное применение удобрений а севообороте привсю к некоторому увеличению содержания общею фосфора в почве по всем вариантам (табл 5) При этом повышение его содержания находилось в прямой зависимости от баланса данного элемента По сравнению с исходным, содержание общего фосфора на контрольном варианте снизилось на 12 мг/100 г почвы Внесение 263 кг д в на 1 га (вар 4 и 6 - ежегодное и запасное внесение) повысило его содержание на 11 и 13 мг, а при внесении 111 кг дв/га *■ 17,5 т навоза (5 вар ) на 18 мг/100г почвы При jtom содержание минерального фосфора увеличилось до104 мг/100г почвы в 5-ом варианте (от исходных 84 мг) При применении удобрении не наблюдалось существенного изменения в абсолютном содержании органиче екого фосфора

При применении удобрений произошло накопление всех форм минеральных фосфатов, особенно в 5-ом варианте (табл 6) При этом их суммарное содержание составило 56,5 мг/100 г почвы после 24 лет внесения фосфорных у юбрении 1.жс-

годное и запасное применение суперфосфата (вар.4-й и 6-й) не привело к существенному различию в содержании фосфатов отдельных фракций. Их суммарное содержание составило 45,8 и 46,1 мг/100 г почвы соответственно. ' ' ' ''

. ■ • ... . , 1 Таблица 5 '

Содержание общего, минерального и органического фосфора (Р205) на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве (мг/100 г почвы), слой 0-20 см (70 уколов)

Варианты Общий, мг í Минеральный : •Органический

мг . % от общего мг % от общего

Исходный 134 ; . . 84 - : 63 . 50 .. .. 37.

1 122 _ 78. ■ - 64 • .44 36

4 '' 145 ! 97 1 67— . 48 : 33

• 5': ' -152 Ю4 68 .- • 48 ■ 32

6 147 95 : .65.' ' 52 35'

Примечание: Исходный вариант — без удобрения и без выращивания культур

' " ' ''* ' . . " ' ' " '' ' ' >' '* ' г' Таблица6

Содержание и фракционный состав минеральных фосфатов (Р205 мг на 100 г почвы), слой 0-20 см (70 укодов) ' ' ' " ' ' ' : ' ''

Варианты

Исходный ,1

4 , .

5

6 ' НСРоз

О "о

о, е

о Эй

и «

СП а>

ц а.

Ы о из

-27.8 +30.7 +5Г.0 ♦-38.0

5.0

5.1 9.3 12.5 9.6

1.2

л

и

7.4

6.9 9.1 • 12.3' 10.0

1.5

Фракции

4.5 4.4 8.0 9.1 7.9

1.6

9.0 7.4 10.1 11.6 9.4 1.0

.'Л

и

7.3 6.9 9.3 11.1 9.2 1.5

. >я

Я я ё « •е л

о, о -е-

33.2

30.7

45.8 56.5 46.1 2.4'

Фосфор

84 78 97 104 95

2 Р

«з о

Ж 3

51

47 51

48

49

Э °

■ •> У

О а. г. я

11.3

9.2 21.2 26.6 20.7 13

0.92 1.02 1.02 1.37 1:13

Накопление минеральных форм фосфатов происходило главным образом за счет кальцийфосфатов первой, второй групп (более усваиваются ■ растениями), также фосфатов алюминия. Относительное накопление фосфатов четвертой группы (Ре-Р) было меньше остальных фракций (от 9,0 до 11,6 мг на 100 г почвы). Сумма двух первых фракции от суммы всех минеральных форм фосфатов составила 37,3%; 39,1; 40,2 и 43,9% на исходном, 1-м, 4-м, и 5-м вариантах соответственно (табл.6). ! - ' < . Содержание неичвлекаемого остатка фосфора в удобренных и контрольном вариантах осталось без существенного изменения по сравнению с исходным показателем (табл. 6). ' • -

1аблица 7

Фракционным состав минеральных фосфатов (Р;05 мг на 100 г почвы), слой 0-20 см (30 уколов)_

Варианты

ИСХОДНЫЙ!

I

•» I

5

6

НСР05

и

4~Ч* 56 8 8 11 5 9.6 1 4

¡2 | я

5 £ &

145 18 6 20 4

20 9

21 0 28

74 5 8

8 5 13 1

9 8 1 7

о ?

о"4 С1 22 0 193 197 23 9 21 4 3 1

Минеральный

<

4~8" 52

79

80 Р0 1 4

о г

¿4 о

14 1 173 183 146 196 3

9 5 73 8 9 1 1 4 85 I 5

° ? х<=> .»>

оч О 28 2 24 2 20 6 20 8 186 2.7

и 7 1 62 9 I 109 89

и-1

•Л

I—

О У С" 21 О 20 6 21 О 198 194 34

°

с ьг

О -

.« ей =

1.

7

30 1 43 2 54 4 45 8 3 1

1 I 8 Ч 4 21 ^ 26 4 21 1 1 4

Содержание фракционного состава минеральных фосфатов и подвижных форм Р;05 по Кирсанову, а также легкоподвижных по Пуховскому практически одинаково при отборе почвенных образцов со слоя 0-20 см по 30 и 70 уколов (табл 6, 7 и 11) Значит, при отборе индивидуальных проб 30-ти уколов вполне достаточно для того, чтобы помучить высокодостоверные результаты

Содержание подвижных форм фосфора Р2О5 по Кирсанову изменилось с 9,2 (контроль) до 26,6 мг/100 г почвы (вар 5) На удобренных вариантах содержание суммы фрпкций первой и второй групп меньше, чем содержание подвижных форм Р2О5 по Кирсанову Следовательно, подвижная форма Р1О5 по Кире шову равна сумме фракций первой и второй групп (Са-Р| + Са-Рц) и небольшой части других фракций

Метод Кирсанова на 45-55% включает в себя фракцию Са-Р,, на 43-56% фракцию Сп-Рц и только на 6-13% фракцию А1-Р (табл 8) Следовательно, для данного тина почв но методу Кирсанова можно ориентировочно суди п. о I рупно-вом составе фосфорных соединений, пользуясь предложенной корреюнронкои

Таблица 8

Доля фосфатов фракций (метод Гинзбург-Лебедевой) относительно метода

Кирсанова_______ ___ _

Вариант | Доля фракций ____Сумма |

Са-Р„ Г А1-Р

13 7 6

100 100 100 100 100

Таблица 9

Фракционный состав минеральных фосфатов (Р^СК мг на 100 г почвы), слой 20-40

Содержание минеральных фосфатов по профилю уменьшается с глубиной, особенно на удобренном варианте Уменьшение форм фосфатов в слое почвы 2040 см более выражено у фосфата Са-Р, и Са-Р» групп (табл 6, 9 ) В слое 40-60 ем(табл 10) содержание всех форм фосфатов по сравнению с 0-20 и 20-40 см уменьшилось в среднем на 2,2 и 1,5 раза в контрольном и удобренном вариантах и на 1 4 и 1,2 раза по сравнению с исходным показателем

Содержание легкоподвижных форм фосфатов по Пуховскому увеличивалось в слое 0-20 см на 1,0 и 1,9 мг/л в 4-ом и 5-ом вариантах соответственно (70 уколов) по сравнению с исходным показателем В слое 20-40см, по сравнению с 0-20 см, произошло его снижение на 1,0 мг/л по вариантам за исключением б-го варианта и значительно меньше в глубине до 60 см (табл 11)

Таблица 10

Фракционный состав минеральных фосфатов (Р;С>5 мг на 100 г почвы), слой 40-60 см (30 уколов)

______ Минеральный

] Вариант

Исходный 1

4

5

6

НСР0,

пТ н Р

о р

и I* б"

3 6 15 3

25 18 1

43 20 4

5 1 20 1

3 8 189

06 24

О 3 ь 29 3 8 42

153 21 0 180 165 4 1 , 20 1 04 | 1 4

5 ^

2 я в

Г- X

О -в- я 23 6 13 8 21 1 25 4 20 3 I 4

и

_ Рисунок 2 показывает сходство различных методов определения содержания фосфора почвы. Содержание подвижных форм фосфора (Р205) по Кирсанову и фосфатов первой и второй фракций (Са-Р, и Са-Ри) находится на одном уровне. Легкоподвижный фосфор (0,01 М НС1) по Пуховскому был ниже, но конфигурация кривой графика по трем методам сходится, т.е. отражает уровень содержания фосфора по вариантам. Судя по этим данным можно сказать, что для правильного представления о содержании доступного фосфора в почве, достаточно использовать один из этих методов. -

■л О

s

i «

к

Си

<и

3

U

Г»' 4 '

/ '-'-> • v ■» " , • - К-

tr .. - ( ..--. V - * : .ft. ,. • ■ ■■ '■.

1 TJ-cz*^' " ,»' > ** * " '• • • •' * 1 t— r ,111°

1....... l ' --l-ii-

Исх.

6.:

1'ариант : .. г.-[—♦- Пухов —Фракц. -В-Кире. |

Рис.2.' Изменение содержания фосфора в почве по вариантам при использовании различных методов определения 1 > . -. .

где < - . - " - ■ ■.'■• •■•■

Пухов. — содержание легкоподвижных фосфатов в 0,01 М HCl вытяжке, мг/л; .

Фрак. - содержание суммы фосфатов кальция первой и второй групп (Са-Рг-и Са-Рц) по Гинзбург-Лебедевой в мг/100 г почвы;

Кире. — содержание подвижных форм фосфора по Кирсанову в мг/100 г почвы. ' ■ ,

" i ' I ; . , , . Таблица 11

Вариант • Слой в см

0-20 (70 уколов) 0-20 (ЗОу колов) 20-40 40-60 '

Исходный 3,1 3,1: 1.9 ' 0,6,'

1 3,0 3,1 2,0 0,5

4 4,1 < 4,1 - 33 0,8

5: 4.9 ... - 5,3 3,8 1,0 .

6 3,3 " 3,7 3,3 ' 0,8

HCP05 1.0 0,71 0,86 0,34

Влияние длительного применения удобрений на Формы калия в почве.

Длительное применение удобрений в севообороте привело к достоверному повышению содержания почти всех форм калия в почве (слои 0-20, 20-40 см) по отношению к исходным данным Удобрения увеличивали! за 24 года содержание водорастворимого калия в слое 0-20 см, которое составило от 1,0 мг/100 г в 4-ом до 1,8 в 5-ом варианте (табл 12) В слое 20-40см эти значения составили 0,1 и 0,2 мг/100 г почвы соответственно в 4 и 5 вариантах (табл. 13) Наблюдалось снижение на 11% в контрольном варианте в обоих слоях Относительное увеличение подвижного, калия по Кирсанову в слое 0-20 см составило 90, 115 и 80% и 98, 119,82% обменного калия в 4, 5 и 6 вариантах соответственно Содержание подвижных форм по Масловой на 928% выше, чем по Кирсанову. Кислоторастворимый калий увеличивался на 11 И 24% в 4-ом и 5-ом вариантах от исходного Аналогичные изменения наблюдались в слое 20-40 см, но абсолютное содержание всех форм калия снижалось 24-летнее применение калийных удобрений незначительно повлияло на содержание общего калия в севообороте Его максимальное значение достигло 2,15% в 5-ом варианте, что на 0.04% выше исходного показателя Получены практически одинаковые результаты по всем формам калия при отборе почвенных образцов 70 и 30 уколов в слое 0-20 см (табл 12)

Таблица 12

1 Формы калийных соединений (К^О мг на 100 г почвы) в слое 0-20 см

В мг на 1 ООг почвы Вало

1 , Вар 1 | Водо-раств Обменный Подвижный К}0 по Необм гидрол К-то-раств Необмен- вой,

Кирс-ву Мас-вой ный мг

|_*Исх 1 8 97 11 5 14 8 142 0 153 4 1957 2110

1 1 6/1 6 9.1/9 2 10 7/10 8 13 5/12 0 121/121 131/132 1905/1904 2036

1 4 2 8/2 9 1 19 2/18 8 ! 21 9/21.7 23 4/22 3 148/145 170/167 1950/1953 |2120

1 5 3 6/3 7 21.2/22 0 Г24 7/25 7 1 26 9/27 1 166/158 190/183 1961/1968 [2151

6 3 0/3 2 17 7/18 0 20 6/21 2 24 1/22 3 147/132 167/153 1955/1969 2122

НСР«5 , 0 8/0 6~ 2 4/3 4 2 1/3 3 12 2/3 8 15/15 8 16 5/15 16 6/14,5 -

70 укопон, знаменатель - 30 уколов, * -Исходный ва-

Примечание числитель ■ риант (черный пар)

Таблица 13

Формы калийных соединений (КгО мг на 100 г почвы) в слое 20-40 см (30 уколов)

■ Изменение основных агрохимических показателен почвы при различных системах удобрения. Применение 21 кг и 111 кг д.в./га на фоне 17,5 т навоза (вар. 3 и 5) в течение 25 лет способствовало увеличению содержания гумуса на 0,2% от исходного значения (1,63%), а при применении одних минеральных систем наблюдалась тенденция к снижению этого показателя. Произошло незначительное подкисление почвы при применении только минеральных удобрений (т.к. дважды проводилось известкование). Сумма поглощенных оснований возросла в 3-ом и 5-

■ ом вариантах, где применялись органические удобрения. Содержание подвижного фосфора и калия изменилось с 11,8 и 11,5 мгдо 26,6 и 24,7 мг на 100 г почвы в 5-ом варианте (табл.14). " * • " • • ' • ' ' ■ . :

■■ - > » ; .-¿-.-V-.. ! . , ' . • - Таблица 14

' Изменение агрохимических показателей почвы в севообороте за 1976-1999 гг. в' слое 0-20 см : "' ' '' : * ' *

рнкс! Нг .. 8 р2о5 к2о - Гумус, ' %

Вариант мг-экв. на ЮОг почвы мг на 100 г почвы по Кирсанову

Перед закладкой опыта, 1975 г.

■ - ' 6,0 2,4 и.о 11,8 11,5 1,63

•• • г ■ ■ . : , .. . 1999 г. - - - - -

1 5,73 2.02 11,6 9,2 10,7 1,51

- 2 • ■ . 5,48 . 2.12 " • 12,4 15,8 15,2 1,57

3 6,20 1.50 13,0 20,7 22,6 1,84

4 5,27 2.27 12,0 21,2 21,9 1,58

5 . 5,88 , 1.69 13,2 ■ 26,6 24,7 1,83

6 5,40 : 2.42 12,3 • 20,7 20,6 1,56

нср05 . ■ - ,0,25 0,5 1,44 1.6 0.11

Методическая достоверность отбора почвенных образцов. Сопоставление разных агрохимических анализов почвы при 5, 10, 20, 40, и 60 индивидуальных пробах показало большие различия в достоверности результатов. По мере увеличения количества проб прямо пропорционально увеличивалась достоверность результатов до 40 проб (табл.15). При этом большой разброс значений наблюдался по по-вторностям: так разница между повторностями при 5, 10 пробах была сильно выражена, а при 20 пробах колебания уменьшились и были получены удовлетворительные результаты. Дальнейшее увеличение числа проб до 40 дало более достоверные результаты, как и при 60 пробах. Следовательно, отбирать более 40 индивидуальных проб не имеет смысла. ■ »

Таблица 1Д

Агрохимические показатели почвы при разных количествах отбора почвенных проб в слое 0-20 ем _____________________________

■ Количество

| уколов

рНкс!

Нг

ммкв на 100 г почвы

к,о

. I

мг на 100 г почвы (по Кирсанову)

6 07 1 50

(7 5-6 8) (1 2-2Ц

10 6 (9 3-13 3)

В среднем

6 01 15 «-6 5 98

2 04

11 1 (10 8-11 5) 11 0

8 7 (7 1-10 8; 100^ .11-1-15.^

12 4 (10 6-14 8)

II 5 (10 9-12 2) 11 6 (10 6-12 3) 10 8

13 1 ;Ю8.14 8,

136 (10 1-16 0) | 12 8 (9 8-16 5) 11 1 ИШ 151

11 о (10 8-11 3) 123

Примечание в скобках - интервал значений по повторностям

1кономичнкля иЬФсктивиость применения различных систем удобрения в о среднем 1.1 1996-20110гг. Применение второго уровня навозно-минеральной сис темы удобрения обеспечивало увеличение выхода продукции с 2,7 т корм ед (контроль) до 6,0 т корм ед на 1 га, или от 17800 руб до 37400 руб. (табл 16)

Таблица 16

Экономическая эффективность применения различных систем удобрения в севообороте (вика-овес, картофель, ячмень/яровая пшеница, озимая рожь/озимая пше-

Показатель Вариант опыта

1 2 3 4 5

Выход продукции на 1 га в т корм ед в тыс руб 2,7 17 8 3,8 25,2 4,9 32,0 5,4 36,5 10,3 6,0 37,4 11,3

Всего затрат на 1 га, тыс руб 7.8 8,9 10,4

Себестоимость 1 т корм ед, тыс руб_ Чистый доход с 1 га от применения удобрений, тыс руб производства продукции, тыс руб Окупаемое!ь дополнительных затрат, руб Рентабепыюсть производства продукции, % применения удобрений, % -2»4 10,1 2,3 2,1 1,9 ' 1,9

6,2 16,3 11,4 2145 1 16.1 .26,2 , 7,4 254 636 16,1 26.1 _ 5.6 457

- _6,2 _5,4 207 436

130 184 560

Максимальный чистый доход (16100 руб.) от применении удобрений получен при применении второго уровня минеральной и навозно-минеральнсй систем. Окупаемость дополнительных затрат при применения одних минеральных удобрений выше, чем при навозно-минеральных системах. Она составила 7,4 руб. в 4-ом варианте. При этом рентабельность от применения удобрений - 636%. 4-ый вариант более экономически эффективен, чем 5-ый (из-за высоких затрат на внесение органических удобрений). Высокая экономическая эффективность применяемых удобрений в севообороте прежде всего связана с высокой окультуренностью почв и поэтому невысокими дозами минеральных удобрений, а также с продовольственной ценностью выращиваемых в опыте культур и снижением в (последний год) цены на минеральные удобрения (на 40%).

.;.-. • . ВЫВОДЫ ■ I. В среднем за последние 5 лет исследований (1996-2000гг.) на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве с высоким содержанием подвижных форм фосфора и калия 1-й уровень минеральной системы удобрения (N33 Р26 К.79) обеспечил продуктивность севооборота 3,8 т корм ед./га.; первый уровень навоз-но-минеральной системы (N8 ЮЗ + 17,5 т навоза в среднем на 1 га) - 4,9 т; второй уровень минеральной системы (N93 Р44 К126 на 1 га) -.5,4 т. корм.ед. Максимальная же продуктивность (6,0 т корм.ед./га) получена от применения 2 уровня на-возно-минеральной системы удобрения (N69 Р13 К29 + 17,5 т навоз»). . • . ■. 2. В среднем за 25 лет при первом уровне минеральной системы удобрения в зависимости от культуры, в 9-39% лет была достигнута планируемая урожайность и в 22-52% лет она. была превышена. При увеличении доз удобрений до второго уровня навозно-мннеральной системы вероятность получения планируемой урожайности последовательно снижалась. 3. В среднем за 25 лет фактическая урожайность сельскохозяйственных культур при 1-ом уровне минеральной системы удобрения (вар.2) составила от планируемой 71-107%, а при увеличением доз удобрений: в 3 варианте 88-98%, в 4 и 5 вариантах 80-97% и 74-94% соответственно. * ......* I

* 4: При ежегодном и запасном внесении гранулированного суперфосфата была получена практически одинаковая урожайность культур. ; ;

5. При внесении возрастающих доз удобрений содержание сырого белка в сред-■ нем за 1996-2000гг. достоверно увеличилось до пятого варианта (второй уровень навозно-минеральной системы удобрения) по сравнению с контролем: в зерне ячменя на 27%, озимой пшеницы - 19%, в сене однолетних трав-22% и в клубнях картофеля на 25% (1 участок опыта). Содержание сухого вещества и крахмала в клубнях картофеля снизилось в 5 варианте на 10% по отношению к контролю, а •витамина С осталось без существенного изменения. Аналогичные изменения наблюдались и на втором участке. , ■ , -. 6. 24-летнее применение удобрений на дерново-подзолистой среднесуглинистой ; почве""привело к увеличению содержания общего и минерального'фосфора по сравнению с исходным на 20 мг/100 г почвы в 5 варианте и снижению их содер-

линия на 12 и 6 мг/100 г почвы в контрольном варианте (без удобрений) Соответственно, при этом содержание органического фосфора уменьшилось в контрольном варианте на 12% от исходного

7. При внесении удобрений увеличивалось содержание всех фракций фосфор ных соединений в слоях почвы 0-20, 20-40 и 40 60 см, но в разной степени При пом их показатели снижаются с глубинои, особенно Са-Р( и Са-Рц

8 Нжегодное и запасное применение суперфосфата не привело к существенному различию в содержании фосфатов в отдельных фракциях

9. Минеральная форма фосфатов (метод Гинзбург-Лебедевой) накапливалась главным образом за счет кальцийфосфатов первой, второй групп и в значительно меньшей мере за счет фосфатов алюминия и особенно фосфатов железа

10 Метод Кирсанова на 45-55% включает в себя фракцию Са-Р|, на 43-56% фракцию Са-Рц и только 6-13% фракцию А1-Р

11 Возрастающие дозы удобрений достоверно повысили за 24 года содержание всех форм калия в почве, в слоях 0-20, 20-40 см При этом процентное увеличение доступных форм калия достигло наивысшего значения в 5 варианте по сравнению с исходным показателем, составив 100%, 118, 115, 82% в слое 0-20 см и 13, 107, 90, 70% в слое 20-40 см у водорастворимого, обменного, подвижного по Кирсанову и подвижного по Масловой соответственно

12 В содержании разных форм калия при отборе смешанных почвенных образцов из 70 и 30 проб в слое 0-20 см не наблюдалось существенной разницы

13 Применение навозно-минеральной системы удобрения за 24 года способствовало увеличению содержания гумуса на 0,21 %

Увеличение содержания подвижных форм фосфора в пахотном слое почвы произошло в зависимости от уровня удобренности на 4-14,8 мг/100 г почвы, а калия на 3,7-13,2 мг

14 Изучение достоверности числа отбора почвенных проб показало, что 5 и 10 уколон тростьевым буром недостаточно для получения надежных результатов При увеличении числа > колов до 20 были получены удовлетворительные результаты, и только 40 уколов привело к получению более достоверных данных Дальнейшее увеличения количества проб до 60 не имело смыспа

15 За 5 поспедних лет (1996-2000гг ) чистый доход от применения удобрений в 4 и 5 вариантах был практически одинаков 16110 и 16050 руб /га соответственно Себестоимость 1 т корм ед снижалась с 2900 руб в контрольном варианте до 1900 руб в 4 и 5 вариантах Окупаемость навозно-минерапьных систем удобрения уступала минеральным системам удобрения

16 При комплексной оценки изучаемых систем удобрения (продуктивность, содержание фракционного состава фосфора и форм калия, изменение других агрохимических показателей, экономическая эффективность) наилучшие результаты получены при первом уровне навозно-минеральной системы удобрения

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На дерново-подзолистых среднесуглин истых почвах Центрального района России с высоким содержанием подвижных форм фосфора и калия для получения продуктивности полевого севооборота 6,0 т корм.ед. с 1 га рекомендуется вносить N69 Р13 К29 + 17,5 т навоза или всего 304 кг д.в. Для получения продуктивности 3,8 т корм.ед./га. достаточно вносить N33 Р26 К79, всего 138 кг д.в. в среднем на 1 га. Внесение N8 К13 минеральных удобрений на фоне 17,5 т навоза в среднем на 1 га (всего 214 кг д.в.) позволяет повысить продуктивность до 4,9 т корм.ед.

2. При составлении научно обоснованных систем удобрения в севообороте предлагается использовать метод дифференцированного нормативного баланса. З.Для получения достоверных результатов химического анализа в_ полевых условиях рекомендуется отбирать смешанный почвенный образец более чем из 20 то-ч чек........". _ " *" . * . ' ,

По материалам диссертационной работы опубликованы следующие работы:

1. Муса Ауду, Поветкин В.А. Влияние длительного применения удобрений на урожайность и качество продукции в 4-польном кормовом севообороте на дерно-во^подзолистой почве Нечерноземной зоны России. Депон. ВНИИТЭИагропрома под №120 ВС-1999.-8с.' ' .. * г / / ' . '. ; . ■ 1

2. Демин В.А., Муса Ауду. Влияние длительного применения удобрений на фракционный состав фосфатов дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы. Доклады ТСХА.-2000.вып.' 273,- с.112-118.

3. Демин B.A., Муса Ауду. Изменение фракционного состава минеральных фосфатов в дерново-подзолистой среднесуглинистой почве при длительном применении удобрений//Изв.ТСХА.-2001,-вып.З.-с. 104-111. " ' , . '

4. Демин В.А., Муса Ауду. Действие разных систем удобрения при их длительном применении в севообороте иа фракционный состав минеральных фосфатов в дерново-подзолистой среднесуглинистой почве//Агрохимия.-2001 .-№ 11с. 5 - 9.

Об1,ем/,&£п.д.

Зак. ¿7Q

Тираж /ОО экз.

АНО «Издательство МСХА» 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44