Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ В СЕВООБОРОТАХ ПРИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ В СЕВООБОРОТАХ ПРИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ"

г

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

Кандидат сельскохозяйственных наук ДЕМИН Вадим Александрович

УДК 631.816.1 :631.153.3 : 631.587 (470.3)

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ В СЕВООБОРОТАХ ПРИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ (Специальность 06.01.04 — агрохимия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1985

Работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Официальные оппоненты: член-корреспондент ВАСХНИЛ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Д. А. Ко-реньков; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Ю. П. Сиротин; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Г. С. Посыпанов.

Ведущее предприятие — Белорусская ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственная Я^яомия

сов на заседании Сг . ж .....

при Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, г. Москва, Тимирязевская ул., 49. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан Л- 1986 г.

Ученый секретарь Специализированного совета — кандидат биологических и*-"*

Защита состоится

доцент

Дорожкина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЬ!

Актуальность проблемы. Разработка рациональных систем удобрения в севооборотах Нечерноземной зоны при интенсификации сельскохозяйственного производства является важным звеном в выполнении Продовольственной программы в стране, обеспечивая повышение урожайности культур, получение продукции надлежащего качества и постепенное улучшение плодородия почв. Вопросы, обсуждаемые в диссертации, тесно связаны с основными задачами, поставленными партией и правительством перед сельским хозяйством и сельскохозяйственной наукой. Особую актуальность в настоящее время приобретает правильное теоретическое обоснование рациональных систем удобрения в севооборо-* тах Нечерноземья для районов с высоким уровнем применения минеральных удобрений И ХОЗЯЙСТВ с крупными ЖИт вотноводческими комплексами,, где в качестве удобрения используются; большие количества бесподстилочного навоза, В связи с этим проблема рационального применения удобрений в севооборотах на современном и перспективном этапах химизации земледелия Нечерноземной зоны, рассматриваемая в диссертации, имеет не только важное производственно-хозяйственное, но и экологическое значение. Вопросы рационального применения удобрений в севооборотах рас-' сматриваются многосторонне, комплексно увязываясь друг с другом.

Цель и задачи, исследований. Главная цель, исследований — обосновать рациональные уровни применения удобрений в полевых и кормовых севооборотах интенсивной химизации земледелия Нечерноземной зоны ' с учетом комплексной- их оценки: перспективы применения удобрений, высокой продуктивности севооборотов и получения продукции надлежащего качества, сохранения или повышения плодородия почв, орошения и достаточно высокой экономической эффективности удобрений. Особое место при этом уделено использованию бесподстилочного навоза КРС в качестве удобрения в условиях орошения с целью получения высокой планируемой урожайности сельскохозяйственных куль;

цчитральнал " .

НАУЧНАЯ Ы.Ы^ОТСКА Мэсч. с?льскохо!. а -(едем»1* им. К. А. Тииирк.эвьл.

Ииз.

тур в звеньях кормового севооборота в сравнительной оценке с минеральной и навозно-минеральной системами удобрения. Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:

1. Выяснить на дерново-подзолистых и серых лесных почвах влияние различных уровней обеспеченности удобрениями полевых и кормовых севооборотов на их продуктивность и изменение наиболее важных показателей качества урожая сельскохозяйственных культур (особенно содержания нитратов) при орошении и без него; установить предельные нормы внесения удобрений в севооборотах. Изучить возможность получения разных уровней планируемой урожайности основных сельскохозяйственных культур и эффективность удобрений от орошения в условиях Центрального района Нечерноземной зоны РСФСР.

2. Определить дифференцированно баланс основных элементов питания и коэффициенты их использования растениями за ротацию при разных системах удобрения и различных приростах продуктивности севооборотов от вносимых норм удобрений, а также изменение выноса питательных веществ на единицу основной продукции урожая и: агрохимических показателей почвы.

3. Сравнить эффективность навозной, минеральной и: навозно-минеральной систем удобрения с использованием бесподстилочного павоза КРС при получении высоких планируемых урожаев4 культур и оценить возможность применения для этого одного бесподстилочного навоза. Определить вымывание питательных веществ и газообразные потери аммиачного азота из бесподстилочного навоза при разных нормах его внесения.

- 4. Провести экономическую оценку изучаемых- систем удобрения в севооборотах.

5. С использованием нормативов- баланса питательных веществ разработать методику определения норм минеральных удобрений под отдельные культуры в севообороте на планируемую урожайность . и с учетом показателя выноса питательных веществ на. 10 ц кормовых (зерновых) единиц методику для крупномасштабного планирования туков по отдельным административным регионам.

6. Разработать методику определения рационального количества бесподстилочного навоза в хозяйствах прт проектировании в них крупных животноводческих комплексов и рекомендации по использованию его в севооборотах Нечерноземной зоны для получения планируемой урожайности сельскохозяйственных культур.

Научная новизна работы. В диссертации дано научное обоснование рационального современного и перспективного 2 •

уровней применения удобрений (включая и бесподстилочный навоз) в севооборотах в районах интенсивной химизации земледелия Нечерноземной зоны на основе комплексной их оценки: величины планируемой урожайности, качества получаемой продукции, орошения, баланса питательных веществ, направленного на сохранение или постепенное повышение плодородия почвы, экономической эффективности удобрений и охраны окружающей среды. Разработана также новая научно обоснованная методика определения рационального количества бесподстилочного навоза в хозяйствах при проектировании животноводческих комплексов и новая методика определения норм минеральных удобрений методом нормативного баланса под отдельные культуры и при планировании по регионам. Установлены параметры, необходимые для составления научно обоснованной системы удобрения на планируемую урожайность при интенсивной химизации земледелия: уровни применения удобрений в разных севооборотах в зависимости от их продуктивности на различных почвах, вынос питательных веществ на единицу урожая, коэффициенты их использования из удобрений и почвы, интенсивность влияния повышенных и высоких норм удобрений на качество урожая и агрохимические показатели почвы, дифференцированные величины баланса основных питательных веществ в севооборотах при разных условиях. Научный и практический интерес представляют исследования, впервые проведенные с бесподстилочным навозом при орошении в Нечерноземной зоне РСФСР в длительных полевых опытах в звеньях высокопродуктивного кормового севооборота.

Новое научное направление в «Системе применения удобрений» для данной работы заключается в теоретической разработке дифференцированных нормативов баланса питательных веществ в севообороте в зависимости от величины его планируемой продуктивности, почвенно-климати-ческнх условий и с учетом высокой эффективности вносимых удобрений; использовании этих нормативов баланса для расчета потребности в удобрениях но отдельным регионам. Впервые при расчете такой потребности предложено использовать показатель выноса питательных веществ в расчете на 10 ц кормовых (зерновых) единиц.

Практическая значимость работы. Все разделы диссертации тесно связаны с запросами производства. Полученные материалы исследований важны для специалистов агрохимической службы страны при разработке научно обоснованных систем удобрения в севооборотах совхозов и колхозов, а также для преподавания курса «Система применения удобрений» . студентам сельхозвузов и . переподготовке

специалистов сельскохозяйственного производства, сотрудников научных учреждений и преподавателей вузов на факультете повышения квалификации.

В диссертации впервые показзиа графическая зависимость продуктивности различных севооборотов от норм удобрений на разных почвах Нечерноземья, установлены границы высокоэффективных и максимальных норм удобрений для конкретных условий. Показана зависимость изменения наиболее важных показателей качества урожая и выноса питательных веществ на единицу основной продукции от норм вносимых удобрений. Разработаны для условий интенсивной химизации земледелия конкретные параметры для определения норм удобрений на планируемый урожай с учетом направленного изменения плодородия почвы. Установлены сроки проведения повторного агрохимического обследования почв в зависимости от норм вносимых удобрений. Даны рекомендации по рациональному использованию бесподстилочного навоза в различных севооборотах, а также определены его нормы под отдельные культуры на планируемую урожайность. Предложены рекомендации по перспективному планированию минеральных удобрений по отдельным регионам и определению рационального количества бесподстилочного навоза в хозяйствах при проектировании крупных животноводческих комплексов. Показана экономика применения удобрений при разных нормах их внесения в севооборотах.

Реализация научных исследований. Внедрение научных разработок проводилось в ряде хозяйств Московской области (учхоз ТСХЛ «Дубкя», совхозы - «Зеленоградский», «Лесные озера», «Вороново», «Куликовский»), в учхозах ТСХЛ «Дружба» Ярославской области и им. Калинина Тамбовской области. На основании полученных результатов исследований составлены методические указания (для слушателей ФПК) по применению бесподстилочного навоза под сельскохозяйственные культуры в условиях животноводческих комплексов Нечерноземной зоны. Материалы диссертации используются в учебном процессе на кафедре агрономической и биологической химии ТСХЛ по курсу «Система применения удобрений» и нашли отражение в учебном пособии «Определение доз удобрений под сельскохозяйственные культуры в севообороте», задании к курсовому проекту по проблемной разработке системы применения удобрений в хозяйстве (для студентов факультета агрохимии и почвоведения), учебных 'диафильмах по агрохимической службе и системе применения удобрений, в главе «Система применения удобрений» учебника «Агрохимия» (1982 г.) для сту-

дентов агрономических специальностей сельскохозяйствен-них вузов страны.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и были одобрены на научных конференциях ТСХЛ, ЦИНЛО, в г. Уфе, на научно-производственных конференциях (совещаниях) Союзсельхозхнмии и Главжив-прома А\СХ СССР, при чтении лекции по вопросам системы удобрения преподавателям сельхозвузов страны, научным сотрудникам институтов и опытных станции, проходившим переподготовку на факультете повышения квалификации при ТСХЛ.

Публикация. По теме диссертации опубликовано 40 работ. " . .

Объем работы. Содержание диссертации изложено на 398 стр. машинописного текста, включая оглавление, 113 таблиц и 10 рисунков. Список литературы состоит из 439 наименований, в т. ч. 355 отечественных и 84 иностранных. Приложение на 53 страницах.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в опытах с полевым севооборотом в совхозе «Зеленоградский», с прифермским кормовым севооборотом в учхозе «Михайловское», с 5 звеньями кормового севооборота в совхозе «Вороново» на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах Московской области и с 3 звеньями полевого севооборота в учхозе «Дружба» Ярославской области на серой лесной почве, а также в лизиметрическом опыте на экспериментальной базе совхоза «Вороново». Агрохимические показатели почв перед закладкой опытов приведены в таблице 1. При необходимости проводилось известкование почв по полной гидролитической кислотности.

В целом по учхозу «Дружба» за 1976—19S2 гг. проведен анализ эффективности разработанной нами системы применения удобрений. .

Только в полевом опыте учхоза «Дружба» и в одном из опытов совхоза «Вороново» звенья севооборота были открыты одним полем; в остальных опытах севообороты развернуты всеми полями.

В опытах I и 2 в совхозе «Зеленоградский» Пушкинского района Московской области использовали 4-польный севооборот: вика с овсом, озимая пшеница, картофель, овес. В опыте 2 (1973—1976 гг.) схемой предусматривалось 6 вариантов (удобрение в среднем на 1 га севооборота): 1—без удобрений,_2— 15 т навоза (150 кг д.в.), 3—105N80P110К (295 кг д. в.), 4 —105N80P110K+15 т навоза (всего 445 кг

•. . . ..... ^

Таблица !

Агрохимические показатели почв в год.закладки опытов (слой 0—20 см)

Почва, место проведения опыта Гумус (по Тюрину). % рн СОЛ. Нг s V, % PjOsI К50

м.-экв. на 100 г почвы ' по Кирсанову мг на 100 г почвы

Дерново-подзолистая

среднесуглинистая, с-з 1,94 1,7 14,6

«Зеленогр адски й » 5,8 12,4 88,0 12,3

Дерново-подзолистая

среднесуглинистая, учхоз . 2,3

«Д\ихайловское» 1,61 6,0 11,7 83,6 11,3 11.8

Серая лесная средне-

суглинистая, учхоз 2,45 14,9

«Дружба» 6,8 2,6 17,0 86,8 7,0

Дерново-подзолистая

среднесуглинистая, с-з

«Вороново» (стационар- 10,9

ный опыт) 1,64 6,8 0,9 11,8 94,0 30,0

(мелкоделяночный опыт) 2,00 5,8 2,0 10,4 84,0 16,2 7,5

(лизиметрический опыт) 2,00 6,0 1,8 10,7 85,7 14,2 7,5

д. в.), 5— 158N120P165K (443 кг д. в.), 6— 158N120P165K+ 15 т навоза (всего 593 кг д.в.). В опыте 1 (1972—1976 гг.) были те же варианты, кроме 2-го и 4-го. Навоз в севообороте вносили под вико-овсяную смесь и картофель в нормах 20 и 40 т на 1 га соответственно. Общая площадь опытной делянки — 189 м2, учетной — 109—150 м2. Повторность опытов 3-кратная. Выращиваемые сорта культур: вика — Мамадышская, озимая пшеница — Мироновская 808, картофель — Столовый 19, овес — Орел. В навозе в среднем за годы опытов содержалось (в % на сырую массу): общего азота — 0,38, Р203 — 0,2 и KsO — 0,41. .

Полевой опыт в учхозе ТСХЛ «Михайловекое» 'Подольского района Московской области (заложен в 1975 г.) представлен 4-польным севооборотом со следующим чередованием культур: вика с овсом, озимая рожь на зеленый корм и кукуруза поукосно, картофель, ячмень. Схема опыта в диссертации представлена 5 вариантами (нормы удобрений в среднем на 1 га севооборота; числитель — 1-я ротация,

знаменатель — 2-я): 1. Без удобрений. или

355/305

кг д. в. 3. То же +17,5 т навоза (всего примерно 540/490 кг д.в.). 4. или 574/470 кг д. в. 5. То

же+17,5 т навоза (всего примерно 760/660 кг д. в.). При " определении обеспеченности 1 га севооборота питательными веществами удобрений принималось содержание в навозе 0,4% азота, 0,2% Р203 и 0,5% К20 на сырую массу. Навоз применялся под вику с овсом (30 т) и картофель (40 т). Опыт имеет 4-кратную повторность, общую площадь делянки — 151,2 м2 и учетную — 60—120 м2. Размещается он на двух рядом расположенных участках, разделенных 20-метровой полосой. На одном из них (участок 1) в засушливые годы или по мере необходимости проводится орошение с помощью установки КИ-50. Полив проводился в 1977, 1979, 1981 и 1982 годах из расчета доведения влажности почвы в слое 0—40 см до 70—75% от ППВ. В опыте выращивались следующие сорта и гибриды культур: вика — Льговская (с 1980 г. — горох Немецкий кормовой), озимая рожь — Бел-та (с 1980 г. — Восход 1), кукуруза — гибрид Днепровский 247, картофель — Лорх (с 1980 г.— Бирюза), ячмень — Московский 121 (с 1981 г. — Надя), овсс—Геркулес. Кукуруза высевалась рядовым способом с междурядьем 15 см, за исключением 1977 г., когда применялся широкорядный посев с междурядьем 60 см. В навозе содержалось в среднем за годы опыта (1976—1982) 0,38% азота, 0,22% Р203и0,45% KjO, В 1977 г. поливались 1 раз кукуруза и картофель в конце 3-й декады июля (200—250 м3 воды на 1 га); в 1979 г. -— 1 раз внко-овсяная смесь и кукуруза (300 м3/га) во 2-й декаде июня; в 1981 г. — 2 раза ячмень н горохо-ов-сяная смесь и 5—8 раз картофель и кукуруза с 1-й декады июня по 3-ю декаду июля при разовой норме полива 200— 350 м3 воды на 1 га; в 1982 г.— 1 раз (во 2-й декаде июля) . картофель и кукуруза (300—350 м3/га).

В учхозе TCXÁ «Дружба» Ярославской области опыт заложен в 1981 году. Общая площадь делянки в звеньях севооборота 60 и 150 м2,. учетная — 40—115 м2. Повторность опита 4-кратная. Схема опыта включала 8 вариантов: 1 — без удобрений, 2 — навоз (Н), 3 —Н+1 NPK, 4—H+2NPK, 5 —H+3NPK, 6— 1 NPK, 7 —2NPK, 8 —3NPK. Использовались следующие звенья севооборота: картофель — кукуруза, кукуруза — картофель, горох с овсом — озимая пшеница. Посевы гороха с овсом в 1981 г. погибли. По трем уровням минеральной и навозно-мииеральной систем удобрения . планировались разные урожаи, но каждый уровень обеих систем предусматривал получение одинаковой урожайности культур. Сорта и гибриды выращиваемых культур: картофель—Лорх, кукуруза —гибрид Днепровский 247, озимая пшеница—Мироновская 808. Навоз применялся только в год закладки каждого звена севооборота: под картофель и кукурузу в норме 40 т, под горохо-овсяную смесь — 20 т/га.

Р

В навозе в среднем содержалось 0,4% азота, 0,2% Р20з и 0,5% KjO.

Нормы минеральных, удобрений во всех указанных опытах определялись на планируемую урожайность методом элементарного баланса с окончательной их проверкой по балансу питательных веществ за ротацию севооборота.

Стационарный полевой опыт, заложенный в 1974 г. в совхозе «Вороново» Подольского района Московской области, включает 4 самостоятельных звена кормового севооборота: 1-е звено — 33,3% однолетних трав и 66,7% многолетних трав; 2-е звено — 22,2% однолетних трав, 55,6% зерновых, 11,1% кукуруза на силос и 11,1% кормовая свекла; 3-е звено — 22,2% зерновые, 44,5% кукуруза и 33,3% кормовая свекла; 4-е звено — кукуруза бессменно. Структура звеньев представлена за 1975—1983 гг. проведения опыта. В схеме опыта 4 варианта: 1—без удобрений, 2 — минеральные удобрения, 3— бесподстнлочный навоз, 4 — бесподстилочный навоз и минеральные удобрения. Повторность опытов 3-кратная, общая площадь делянки 344 м2. Опыт проводится при орошении. Нормы удобрений -во всех трех типах системы удобрения рассчитывались на одинаковый уровень планируемой урожайности культур методом . элементарного баланса с окончательной их проверкой по балансу питательных веществ за ротацию. В варианте с одним бесподстилочным навозом норма его определялась по общему азоту (0,3%), с учетом возможных потерь аммиачного (от 20 до 45% от общего азота). Планируемая урожайность культур за годы опыта (ц/га): вика с овсом — 250—350 зеленой массы (з/м), многолетние травы — 500 з/м, ячмень — 50 зерна, озимая пшеница — 60 зерна, кукуруза — 600—800 з/м, кормовая свекла — 1000—1200 корнеплодов. В среднем на 1 га звеньев севооборота за 9 лет (1975—1983 гг.) внесено следующее количество удобрений:

бесподсти- минеральные удобрения.

звено .вариант ■ • лочный кг д. в. на 1 га

опыта навоз, т/га ' N PaOs KsO

2 "— 163 33 • 100

1 3 95 _ __

4 38 102 — 13

2 s _ 261 109 209

2 3 ♦ 109 __ _ —ч

4 55 141 — 73

2 _ 383 140 412

3 3 154, _ _ .

4 77 193 30 204

2 _ .320 158 333

4 3 125 _ _ __

. - - 4 62 ■ 162 - .-J62

В среднем за годы опыта в бесподстилочном навозе КРС содержалось 0,31% азота, 0,15% P2Os, 0,26% К20 и 8,98% сухого вещества. Доля аммиачного азота от общего составляла 50—70%. Бесподстнлочный навоз вносили при помощи цистерны ХТС-100 (ГДР) в агрегате с трактором Т-150К: под вико-овсяную смесь и ячмень — с осени под зябь, под пропашные культуры — весной под перепашку зяби, а под многолетние травы — весной (в начале вегетации) и после 1-го укоса.

Многолетний мелкоделяночный полевой опыт (размер делянки 16 м2, повторность 3-кратная) проводился в совхозе «Вороново» в 1976—1979 гг. при следующем чередовании культур в севообороте: кукуруза, кормовая свекла, ячмень, кукуруза. Севооборот открыт одним нолем. В схеме опыта 4 основных варианта: без удобрений, 80, 160 и 240 т бес-~ подстилочного навоза на 1 га. На них дополнительно накладывались 3 уровня полного минерального удобрения — 1NPK, 2NPK, 3NPK (1NPK соответствует 60N80P60K). Всего было 16 вариантов, включая 3 варианта одних минеральных удобрений. Указанные нормы удобрений применяли ежегодно под каждую культуру.

Лизиметрические исследования проводили в 1977— 1978 гг. на экспериментальной базе совхоза «Вороново». Для этого использовали влагоиспаритель ГГИ-500-100, состоящий из внутреннего, внешнего металлических ' цилиндров и водосборного сосуда. Высота цилиндров — 100 см. Внутренний цилиндр с площадью поперечного сечения 500 см2. Бесподстилочный навоз вносили в лизиметры ежегодно весной из расчета: 1—контроль (без навоза), 2 — 80 т/га (400 г навоза на лизиметр), 3—160 т/га (800 г), 4 — 210 т/га (1200 г), 5—400 т/га (2000 г). Повторность опыта 2-кратная. В лизиметрах выращивали кормовую свеклу, по 2 растения в каждом. Два раза в месяц замеряли количество фильтрационной воды и анализировали ее на содержание N—NH4, N—N02, N—N03, Ca, Mg, P205 и КгО. Содержание сухого вещества в бесподстилочиом навозе составляло 9,35—10,17%, общего азота — 0,41, Рг03 — 0,33-0,36, КгО —0,28—0,29, Са — 0,16—0,18 . и Mg —0,08— 0,11% на сырую массу.

В опытах, проводимых на Вороновском стационаре, воз-делывались следующие культуры: вика яровая — Льговская 31/292, овес — Геркулес, озимая пшеница—Мироновская 808, ячмень—Московский 121 (с 1980 г. — сорт Надя), кукуруза— гибрид Буковинский ЗТВ (с 1981- г. —КВС-752), кормовая свекла — гибрид Тимирязевский 56. Травосмесь многолетних трав выращивалась 2-х видов: злаковая (ежа

сборная, костер безостый, тимофеевка луговая) и злаково' ?

бобовая (ежа сборная, тимофеевка луговая и клевер красный). Тип использования трав сенокосный, по 2 укоса за вегетацию.

Из минеральных удобрений в опытах применялись аммиачная селитра, простой и - двойной гранулированные суперфосфаты и хлористый калий. Фосфорные и калийные удобрения под культуры ярового клина вносились главным образом под зяблевую вспашку, а азотные — только весной. Под озимые зерновые культуры '/з от нормы азота применяла^ перед "Лосевом, а 2/з — в ранневесеннюю подкормку. Под многолетние травы азотные удобрения вносили дробно равными частями: весной и после 1-го укоса.

Агротехника возделывания культур применялась в соответствии с рекомендациями для Центрального района Нечерноземной зоны.

Учет урожая проводили сплошным методом. Отбор растительных и почвенных образцов осуществлялся в соответствии с требованиями методики полевого опытного. дела. Агрохимические анализы растительных и почвенных образцов проводились общепринятыми методами, согласно требованиям ГОСТа. Для математической обработки результатов исследований применялся метод дисперсионного анализа. Для оценки экономической эффективности удобрений использовался ряд „методических- разработок специалистов в области >экономики. Продуктивность севооборотов в кормовых единицах4оценивалась по справочным нормативам.

В 1969—1983 гг." "потребность в орошении отмечалась в течение 8 лет, т. е. составила 57%-лет (1969—1973, 1979, 1981, 1982). За вегетационные периоды 1974, 1976, 1978, 1980, 1983 гг. осадков выпало значительно больше средне-многолетнего количества. Следовательно, в отдельные годы получению высокой урожайности некоторых культур (особенно картофеля и зерновых) мешало избыточное увлажнение.

При обобщении материалов использованы также результаты 80 длительных опытов научных учреждений с удобрениями в севооборотах, в т. ч. 56 из Нечерноземной зоны.

• Автор выражает слова глубокой благодарности своим первым наставникам в педагогической и научной работе академику ВАСХНИЛ В. М. Клечковскому и профессору И. B¿ Гулякину, а также профессорам X. К. Асарову, П. М. Смирнову, В. Б. Багаеву, Б. А. Ягодину, Н. Н. Третьякову за их внимание и ценные советы; аспирантам В. К. Левину, Н. К. Пронкину, И. И. Правде, М. Бета, С. А. Ишу-тину,- научным- сотрудникам И. А. Сироткиной, Н. М: Сокирко, Г. С. Гусеву, В. Н. Осипову, В. М. Юрову, А. В. Жук, Е. Н. Максимовой, А. А. Кочкареву и студентам-дип-10:

ломникам за помощь в проведении эксперимента; всему коллективу кафедры агрономической и биологической химии ТСХЛ за большое внимание в процессе совместной работы. Автор выражает большую признательность коллективам экспериментальных баз учхозов ТСХЛ «Дубки» и «Ми-хайловское», совхоза «Вороново», учебно-опытному комбинату нашей академии, специалистам учхозов «Дружба», «Михайловское», совхоза «Зеленоградский», руководству Главживпрома МСХ СССР и совхоза «Вороново» (ныне с-з им. 60-летия СССР) за то деловое содействие, которое они оказывали при проведении полевых опытов и внедрении научных разработок.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕВООБОРОТОВ И ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОЧВЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УРОВНЯХ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ УДОБРЕНИЯМИ - И В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОРОШЕНИЯ.

Урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность севооборотов. В 4-польном полевом севообороте (вика с овсом, озимая пшеница, картофель, овес) на близкой к нейтральной дерново-подзолистой среднесуглиннстой почве с повышенным содержанием подвижных форм фосфора и калия наибольшая его среднеежегодная продуктивность 52 ц корм. ед. с 1 га за ротацию была получена при совместном. применении на 1 га 15 т навоза и 105Ы80Р1ЮК (всего вместе 445 кг д. в. на 1 га) или одних минеральных удобрений в норме 158М120Р165К. (всего 443 кг д. в. на 1 га) (рис. 1, табл. 2). Планируемая продуктивность при этом обеспечивалась на 77—79%. Дальнейшее повышение уровня применения удобрений не увеличивало продуктивности севооборота. Максимальная урожайность культур в среднем за ротацию составила: сена вико-овсяиой смеси — 78 ц/га, зерна озимой пшеницы—46, яровых зерновых — 32 и клубней картофеля— 200 ц/га (табл. 2).

В 4-полыюм кормовом севообороте (вика с овсом, озимая рожь и кукуруза поукосно, картофель, ячмень) на близкой к нейтральной дерново-подзолистой среднесуглиннстой почве с повышенным содержанием подвижных форм фосфора и средним — калия в среднем за 7 лет наивысшая его продуктивность 82 ц корм. ед. с 1 га была достигнута на поливном участке при совместном применении в среднем на I га 17,5 т навоза и 194М24Р212К, а на неполивном — 67 ц корм. ед. при 17,5 т навоза и 124Ы72Р137К или при

• Таблица 2

Урожайность культур (ц/га) в4-польном севообороте в среднем за 1973—1976 гг. (числитель — план, знаменатель —факт), с-з «Зеленоградский»

Вариант опита Удобрение, в среднем на 1 га севооборота (кг д. в.)- Вика с овсом (сено) Озимая пшеница (зерно) Картофель (клубни) Овес, ячмень (зерно)

1 Без удобрений 40 ' 20 110 • 20

50 42 . 104 22

2 15 т навоза (150) 60 25 ISO 29

58 45 145 27

3 105N80P110K (295) . 60 40 ■ 250 • 33

Ь7 ,. 44 1ЬУ - 30 .

4 То же-Н5 т навоза (445) 78" 44 , - 300 ■ . 42

78 46 .. 194 32

' 5 158N120P165K (443) 70 45 300 40

72 45 ' 1ЬЭ 32

6 То же4-15 т навоза (593) ' 85 . 48 ■ 340 45

75 - 46 • 181 35

НСР№ 5 3 15 3

внесении одних минеральных удобрений в норме 194N124P212K (рис. 2, табл. 3). В 1-м случае продуктивность-составила от планируемой.84%, во 2-м—89%. »Максимальная урожайность культур в среднем за годы опыта составила: на поливном участке — сена однолетних траз 60 ц/га, зеленой массы озимой ржи .240 и кукурузы поукос-но 550, клубней картофеля 240-и. зерна ячменя 35 ц/ra;. на неполивном участке — 55, 240, 3G0," 200 и 30 ц с I га соответственно (табл. 3). . Прибавка урожайности от орошения на удобренных вариантах в среднем за 7 лет равнялась 15%, а за 3 года 2-й ротации севооборота—23—29%. В засушливый год урожайность культур*повышалась от орошения в 1,9—2,9 раза. Потребность в орошении за годы опыта составила 57% лет (4 года.из 7 лет).

В пропашных звеньях севооборота среднеежегодная их продуктивность 89—101 ц корм. ед. с 1 га на нейтральной лесной среднесутлинистой почве со средним содержанием подвижных форм • фосфора и повышенным—калия обеспечивалась при совместном применении в среднем на 1 га 20 т навоза и 115N65P85K (или всего 485 кг д. в.). Внесение одних минеральных удобрений примерно в той же

ТаблицаЗ

Урожайность культур; (ц/га) в 4-польном севообороте -в среднем за; 1976—1982 гг., учхоз «Михайловское»

3 X 3 « К м 3 и га о Удобрение, в среднем на 1 га севооборота (кг д. в.) Внка (горох) с овсом (сено) Озимая рожь (з/м) Кукуруза поукосно (з/м) Картофель (клубни) Ячмень (зерно)

І Без удобрений 30 41 100 120 150 251 120 160 20 26

35 121 184 133 24

2 124.М72Р137К (333) 40 54 49 150 199 197 300 450 334 200 213 191 35 34 30

3 То же +17,5 т навоза (513) 66 59 54 225 224 232 350 507 363 260 233 206 47 34 30

4 5 194М124Р212К (530) То же+17.5 т навоза (710) 60 80 59 55 62 55 250 310 238 242 234 236 400 440 523 370 550 Зйб 300 350 237 206 245 211 50 60 35 31 36 30

НСР05 3.6 22 32 19 2.9

4,7 21 31 19 2,6

г, _ участок с поливом

Примечание: план —і-

участок без полива ;

норме питательных веществ несколько уступало по продуктивности (не более 10%).

В особо неблагоприятные, и благоприятные по погодным условиям годы отмечались значительные отклонения фактической урожайности культур от планируемой. В среднем за ряд лет фактическая урожайность мало отличалась от планируемой при среднем и повышенном се уровнях, особенно в условиях орошения. Недополучение высокой планируемой урожайности происходило главным образом по картофелю и яровым зерновым культурам.

По обобщению 13 многолетних опытов различных научно-исследовательских учреждений, на среднеокультурен-ных дерново-подзолистых супесчаных почвах обеспечивалась продуктивность севооборотов (кроме зернопропашных) 35 ц зерн. ед. с 1 га внесением в среднем на 1 га около 400 кг д. в. удобрений при окупаемости 1 кг ЫРК 5,4 зерн. ед., а в зернопропашных севооборотах — 50 ц зерн. ед. при норме 450—500 кг д. в. (органических, и минеральных удобрений) и окупаемости 1 кг ИРК 5.6 зерн. ед.

... . АЗ'

В севооборотах на слабо- и средиеокультуренных дерново-подзолистых суглинистых почвах (по данным 25 многолетних опытов научных учрерждений) средиеежегодный выход с 1 га около 40 ц зерн. ед. получался при средней норме 350-^400 кг д. в. на 1 га (вместе с навозом); 1 кг д. в. обеспечивал прибавку 6,3 зерн. ед. (рис. 3).

В зернотравянопропашных севооборотах на хорошо окультуренных дерново-подзолистых почвах (по результатам 6 опытов) максимальная их продуктивность около 55 ц корм. ед. с 1 га достигалась применением в среднем на 1 га примерно 450 кг д. в. удобрений (вместе с навозом) при окупаемости каждого кг NPK 4 корм. ед.

На основании обобщения данных 44 длительных опытов научных учреждений, проведенных на разных дерново-подзолистых почвах, нами показано, что применение в среднем на 1 га 350—500 кг д. в. удобрений (в большинстве случаев 450 кг д. в.) позволяет получить максимальную продуктивность севооборотов. На фоне 10 т навоза норма минеральных удобрений снижается до 240—390 кг д. в. • (в среднем 320 кг.). Верхняя граница высокоэффективной зоны норм удобрений, как правило, на 100—150 кг д. в. на 1 га ниже по сравнению с предельной нормой, обеспечивающей максимальную продуктивность севооборота.

Впервые -в диссертации графически представлена зависимость продуктивности, различных севооборотов от возрастающих норм удобрений на разных почвах Нечерноземья (аналогично .рисункам 1—3) на основании обобщения большого экспериментального материала длительных опытов. Показано, что разработанные графики можно использовать не только для определения общей нормы д. в. удобрений при намечаемой продуктивности севооборотов, предельной нормы внесения питательных веществ в конкретных севооборотах и верхней, границы высокоэффективной зоны действия удобрений, но также, применяя соответствующее соотношение питательных веществ в удобрениях за ротацию севооборота, и для установления нормы каждого элемента питания в среднем на 1 га с учетом вносимого .количества навоза.

Качество урожая» и вынос элементов питания на. единицу продукции.. Под воздействием высоких норм удобрений относительное содержание азота, фосфора и калия возрастало в основной продукции в среднем на 30, 15 н 30% соответственно, а в побочной — на 45, 15 и 40% по сравнению с неудобренным вариантом. При внесении повышенных и высоких норм удобрений в севооборотах абсолютное содержание белка и сырого белка в зерне увеличивалось на 1,3—3,2.%; сырого белка в сене однолетних "трав — на 3,2— 14

КГ NPK И А 1 ГД СЕ60060Р0ТА

Рпс. І, Продуктивность 4-цельного полевого севооборота на дсрново-подзолпстоГ. срсцнссуглшіпдто" почве, с-з "Зелено-градскіиі" / І972-І076 гг./.

4,7%, в зеленой массе озимой ржи й кукурузы-— на 1,2— 4,0%; сырой клейковины в зерне пшеницы — на 2,3—4,0% и нитратов в кормовых культурах — в 1,3—3 раза; крахма-листость клубней картофеля снижалась максимально на 2,0%.

При низких и средних нормах применения удобрений изменение показателей качества урожая, как правило, несущественное и колеблется в пределах их математической недостоверности.

Таблица 4

Средний вынос питательных веществ - (в: кг) на 10 ц основной продукции при интенсивной химизации земледелия - Нечерноземной зоны

Культура N Р205 КІО

Вика (горох) с овсом на сено < 15« 6.5 25

Вика (горох) с овсом (з/м) . • • 2,7* 1,2- 4,4

3.5 1.5 5.9

2.1 0.7 4.0

2.6 0.8 4,2

Многолетние травы (з/м): 1.5

злаковые . . . . ... • • 6.3 7,6

злаково-бобовые 1-го г. п. а . 4.7* 1,4 6,1

злаково-бобовые 2-го г. п. 6.1* 1,4 6,8

Кормовая свекла (корнеплоды) . 3.7 . 1.1 6.2 .

Картофель среднспоздний (клубни) . 5.5 1.6 7,6

Озимая пшеница (зерно) . . . 34 13 26

Ячмень (зерно) . . . . . . • « 30- 13 39

Овес (зерно) . . . . . . > . Зо 16 40

* — без учета азотфиксации; з/м — зеленая масса.

При нормах удобрений, обеспечивающих максимальную продуктивность севооборотов, продукция в основном получалась достаточно хорошего. качества. Содержание нитратов в ней, как правило, было значительно ниже предельно допустимой концентрации.

Под влиянием возрастающих норм удобрений средний вынос азота на 10 ц основной продукции урожая (с учетом побочной) увеличивался на- 10—60%, фосфора — не более чем на 36% и калия — на 10—70% в зависимости от вида культуры, а кальция и магния практически не изменялся. В отдельные годы вынос питательных веществ по некоторым культурам (в расчете на единицу продукции) на одних и тех же взриантах изменялся в 1,5—3 раза, причем наиболее сильно по калию и азоту. В таблице 4, по данным наших опытов, приведен средний вынос элементов питания на 10 ц основной продукции (при соответствующем количестве побочной) для условий интенсивной химизации земледелия Нечерноземной зоны.

Установлено, что средний вынос питательных веществ (в кг) на 10 ц кормовых (или зерновых) единиц в различных севооборотах на разных почвах является достаточно

, Т а б л и ц а 5

Баланс питательных веществ в севооборотах при разном приросте их продуктивности от удобрений

Слабо- и среднеокультуретше почвы (15—20 ц корм. ед. с 1 га) Хорошо окультуренные (30—35 ц корм. ед. с ПОЧВЫ 1 га)

1 прирост продуктивности от удобрений, % (в % к баланс выносу с урожаем) прирост продуктивности от удобрений, с/о (в % К баланс выносу с урожаем)

N ■ PJOS КаО N P¿Os ' к2о

30 30—35 60—65 30—35 . 30 35—40 60-65 30—35

50 45—50 85-95 45—50 .50 . 55—70 95—110 50-60

70 60—65 105—120 55—60 70 70—105 120—165 60—75

100 85—90 145—165 70-75 . 100 105—125 170—200 85—100

120 90—100 155—180 80-85 . 120 110—140 180—210 90—110

150 100—110 170—200 85—95 150 120-150 200—240 100—120

170 115—125 210—250 95—105 — — — ' —

200 120—135 220—265 105—130 — — — ■ —

250 145—160 240—285 130—140 — — • ■ —

постоянной величиной (19М7.5Р24К .на 10. ц_ корм. ед. и 22Ы9Р25К на 10 ц.. зерн. ед.). Эта обстоятельство можно использовать при ежегодном и перспективном • планирова-

' ; Таблица 6

Коэффициенты использования питательных веществ I из удобрений (навоз + минеральные) за ротацию "

на дерново-подзолистых и серых лесных почвах при разном приросте продуктивности севооборота

Слабо- и среднеокультуренные почвы (исходная продуктивность севооборота 15—20 ц корм. ед. с 1 га) - Хорошо окультуренные почвы .. (исходная продуктивность севооборота 30—35 ц корм. ед. с 1 га)

прирост продуктивности от удобрений, % КИ из удобрений, % прирост продуктивности от удобрений, % КИ из удобрений, %

N р2о5 KsO N P2Os КгО

до 90 100—150 150—200 200—250 65—70 55—60 50—55 45—50 35—40 30—35 25—30 25—30 70—80 65—70 60—65 50—55 до <10 40—70 70—90 90—120 60—70 50—60 40—50 40—50 35—40 30—35 25—30 25—30 70—80 60—70 50—60 50—60

нни норм удобрений в масштабе административного района, области, сельскохозяйственных природно-экономических районов Нечерноземной зоны и других зон страны.

Баланс питательных веществ и коэффициенты их использования из удобрений и почвы. По мере повышения прироста продуктивности севооборотов от возрастающих норм удобрений складывался наиболее интенсивный баланс питательных веществ и снижались коэффициенты их использования из удобрений за ротацию севооборота. Так, при внесении низких норм питательных веществ с удобрениями, обеспечивающих прирост продуктивности севооборотов на 20—40%, складывались дефицитные балансы .азота (45— 75% к выносу) и калия (37—75%), а фосфора в пределах 100—120% к выносу с урожаями. При-средних и повышенных нормах удобрений баланс азота составлял в основном

105—140%, фосфора — 150—240 и калия----80—120% к

выносу с урожаями.

Таблица 7

Примерные нормативы баланса питательных веществ за севооборот (в '%. от выноса с урожаями) в зависимости от содержания элементов питания в дерново-подзолистых и серых лесных почвах

Классы почв Содержание в почве подвижных форм питательных веществ N PiOs КзО

1-2 3 4 5 6 Очень низкое и низкое Среднее Повышенное Высокое Очень высокое 120-130 120—130 110—120 100—110 80—100 200—250 170—200 140—170 100—140 70—100 130—150 110—130 80—100 60—80 40—60

Примечание. Азот корректируется по содержанию в почве подвижных соединений азота (при наличии таких данных) или подвижного фосфора.

Впервые в диссертации на основании эксперимента и теоретических разработок приведены дифференцированные нормативы баланса питательных веществ в севообороте для получения планируемой урожайности культур при высокой окупаемости удобрений (табл. 5) и коэффициенты использования элементов питания из удобрений за ротацию (табл. 6) на разных по окультуренности почвах в зависимости от прироста продуктивности севооборота от удобрений. В случае различия в классе почвы между содержанием подвижных форм фосфора и калия вводится относительная корректировка к нормативу баланса (табл. 5) в размере :±:20—30% (в среднем 25%) на разницу в каждый класс.

На- основании обобщения большого экспериментального материала и теоретических разработок в таблице 7,приве-

2 1.7

дены в качестве.рекомендаций для производства, в условиях интенсивной химизации земледелия Нечерноземья примерные нормативы баланса питательных веществ за севооборот, обеспечивающие достаточно высокий прирост продуктивности севооборота и постепенное повышение плодородия

Таблица 8

Средние коэффициенты использования растениями элементов питания -из «удобрений и пожнивно-корневых остатков (числитель—низкие и средние нормы удобрений, знаменатель —повышенные и высокие)» %

Год действия Навоз Минеральные удобрения Азот пожнив. но-кор-невых остатков бобовых культур

N Р205 КкО N Р205

1-й 20—22 25—30 50-60 60—70 ' 15-20 50-60 20-25

15—20 15—25 40—50 45—55 10—15 40—50

2-й 20 10—15 10—1Г 10—15 15—20 15—20

15 10 10 5—10 10—15

3-й 10 5 5 5—10

10 5 5

За рота- 50—55| 40—50 60—75 1 60—70 30—40 65—80 45—55

цию сево- I оборота | 40—45 30—40 50—Ъ0 ' 45—55 20—30 50—65

дерново-подзолистых почв до определенного уровня, а в таблице 8 — средние коэффициенты использования элементов питания из удобрений при разных нормах их внесения.

В наших опытах при внесении повышенных и высоких норм минеральных удобрений (300—530 кг д. в. на 1 гэ севооборота) коэффициент использования из них азота составил 32—62%, фосфора —15—32 и калия —38—71%. Совместно из минеральных и органических удобрений в аналогичных случаях использовалось 30—45% азота, 17—35% фосфора и 35—75% калия.

Коэффициенты использования питательных веществ сельскохозяйственными культурами * из почвы в основном составляли: легкогидролизуемого азота — 20—30%. фосфора (по Кирсанову) —5—8% и калия (по Кирсанову)—20— 25% и были довольно близкими к планируемым в опытах.

Доля удобрений в формировании продуктивности севооборотов на различно удобренных вариантах опытов равнялась 16—52%, возрастая с увеличением вносимых норм. Соответственно за счет самой почвы формировалось 84— 48% урожайности.

Изменение агрохимических, показателей почвы; при. различной обеспеченности севооборотов удобрениями. Применение в течение 7 лет на дерново-подзолистой среднесугли-нистой почве в среднем на 1 га севооборота 17,5 т навоза совместно с 333 кг д. в. минеральных удобрений обеспечивало слабоположительный баланс гумуса, мало снижало величину обменной кислотности (на 0,2 ед. рН) и повышало содержание подвижных форм фосфора на 4 мг и калия на 7 мг в 100 г почвы (слой 0—20 см), обеспечивая при этом, высокую продуктивность севооборота (табл. 9). Внесение одних минеральных удобрений в нормах 333— 530 кг д. в. в среднем на 1 га севооборота практически не изменило за 7 лет опыта исходное содержание гумуса, снизило величину обменной кислотности на 0,7—0,9 единицы рН и повысило содержание подвижных форм фосфора на 2—6 мг, а калия на 4—10 мг в 100 г почвы.(табл. 9).

При ежегодном - применении на Г га севооборотов одних минеральных удобрений в нормах 105—124Ы72—80Р110— 137К (всего 300—330 кг д. в.) и совместно с 15—17 т навоза потребность в повторном агрохимическом обследовании почв возникала через 6—8 лет. При более высоких нор^ мах минеральных удобрений этот срок сокращался до 4—

Таблица

Агрохимические показатели дерново-подзолистой среднесуглннистой. почвыв среднем по 4 полям кормового севооборота (слой 0—20 см), участок I

ёз « Удобрение, в среднем на 1 га севооборота за 1976— 1982 гг. (кг д. в.) о ^ к" С" О Р205 1^0

Я 1-й-3 а о 1—» Н1 мг/100 г почвы (по Кирсанову)

Перед закладкой опыта, 1975 г.

1,63 6.0 11,8 В конце 2-й ротации севооборота, 1982 г.

Без удобрений 124^2Р137К (333) То же-И 7,5 т навоза. (513) 194М124Р212К (530) То же+17,5 т навоза (710) НСРоб

11,5

1,59 5.6 8,5 8.8

1.66 5.3 14.1 15.8

1,72 5,8 15.7 18.7

1.66 5,1 17,6 21,5

1,77 5.4 19,6 23,4

0,04

Увеличение содержания подвижных форм фосфора (по Кирсанову) на 1 мг в 100 г почвы (слой 0—20 см) происходило от каждых 95—100- кг фосфора, внесенных с удоб-

ДЗ

рениями-сверх выноса урожаями. Относительно калия подобной зависимости не установлено. Внесение возрастаю' щих норм удобрений в севообороте увеличивало в нейтральной дерново-подзолистой среднесуглииистой почве почти в равной мере суммарное содержание доступных для растений фракций фосфатов • (Са—1'1 и Са—Рц) и труднодоступных фракций (А1—Р, Ре—Р и Са—Рщ).

Экономическая: эффективность систем удобрения в севооборотах. При максимальной продуктивности севооборотов ежегодный чистый доход от применения удобрений был также наибольший и составлял 318—1119 руб. с 1 га в зависимости от типа севооборота, а 1 руб. затрат на удобрения окупался 4,3—7,7 руб. дополнительной продукции.

Комплексная оценка различных систем удобрения. При комплексной оценке (продуктивность севооборота, качество продукции, баланс питательных веществ и изменение агрохимических показателей почвы, экономическая эффективность удобрений) наиболее рациональными оказались на дерново-подзолистых среднесуглиинстых почвах со средним, повышенным содержанием подвижных форм фосфора и калия в 4-польном полевом севообороте вариант совместного применения в среднем на 1 га 15 т навоза и 105М80Р110К (295 кг д.в.), в 4-полыюм кормовом — 17,5 т навоза и 124К72Р137К (333 кг д.в.), а в пропашных звеньях полевого севооборота на серой лесной почве со средним содержанием фосфора и повышенным — калия —20 т навоза и 115КССР85К (266 кг д.в.). При средней норме навоза 10 т на 1 га севооборота соответствующую рациональную норму минеральных" удобрений можно установить путем интерполяции (каждые 5 т навоза эквивалентны примерно 20М10Р25К, т. е. 55 кг д. в.).

Система, применения, удобрений в _ севооборотах, на-. планируемую урожайность в условиях производства. Исследования проводились на 3217 га пашни учхоза «Дружба» Ярославской области в течение 1970—1982 гг. в 3-х севооборотах. В среднем в относительно неблагоприятные по погодным условиям 1976—1982 гг. (43% лет) при внесении ' на 1 га пашнн 9 т органических и 277 кг д. в. (93Ы59Р125К) ' минеральных удобрений была получена на светло-серых лесных почвах урожайность зерновых культур 25 ц, картофеля— 132, кормовой свеклы — 278, кукурузы на силос — 202 и сена'многолетних трав —41 ц/га, что на 13—45% ниже планируемой урожайности по системе удобрения. Ежегодный чистый доход от удобрений в среднем составил с 1 га 115 руб., а окупаемость Груб, затрат на них — 2,5 руб. Среднее-содержание .подвижных форм фосфора в пахот-20

ном слое изменилось за 6 лет с 7 до 9 мг, а подвижного калия — с 12 до 18 мг на-100 г почвы.

Определение норм - минеральных; удобрений: на, планируемую урожайность методом' нормативного* баланса. Предложены новые методики: для определения норм минеральных удобрений на планируемую урожайность отдельных культур в севообороте и " перспективного планирования потребности туков по отдельным регионам. В основу первой положены: вынос питательных веществ с планируемым урожаем, нормативы их баланса в почве в зависимости от ее- плодородия, коэффициенты распределения элементов питания удобрений. В основу второй — вынос питательных веществ на 10 ц кормовых (зерновых) единиц, при расчете на плановую продуктивность и дифференцированные нормативы баланса .питательных веществ.

2. СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЙ УРОЖАЙНОСТИ КУЛЬТУР ПРИ ОРОШЕНИИ В УСЛОВИЯХ КРУПНЫХ ПРОМЫШЛЕННО-ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ КРС.

Урожайность культур- и продуктивность • звеньев кормового севооборота. Расчетные нормы бесподстилочного навоза и минеральных удобрений при раздельном и совместном их применении в условиях орошения на одинаковый уровень планируемой урожайности обеспечивали в среднем за 9 лет опыта (1975—1983 гг.) равную продуктивность культур в звеньях севооборота иа хорошо окультуренной дерново-подзолистой среднесуглинистой почве (табл. 10—11): В зависимости от структуры звена севооборота среднеежегодная продуктивность его составляла от 70 до 112 ц корм. ед. с 1 га, а окупаемость 1 кг д.в. — 4—15 корм. ед. При этом в 1-м травопольном звене (33,3% однолетние травы и 66,7% многолетние травы) продуктивность составила 104—109% от плана, при бессменном выращивании кукурузы на силос (звено 4) и в зернопропашном 3-м звене (22,2% зерновые, 44,5% кукуруза и 33,3% кормовая свекла) —85—90% и во 2-м зернопропашном звене (22,2% однолетние травы, 55,6% зерновые, 11,1% кукуруза и 11,1% кормовая свекла)—70— 76%. В зернопропашных и пропашном звеньях окупаемость 1: кг д.в. бесподстилочиого навоза была иа 11—34%,. а в травопольном звене в 2—2,3 раза ниже, чем одних минеральных удобрений или применяемых совместно с бесподстилочным навозом (табл. 10). Эти различия связаны, с большими потерями аммиачного азота из бесподстилочного

Т а б л и ц а 10 Продуктивность звеньев кормового севооборота при орошении в среднем за 1975—1983" гг. (с-з «Вороново»)

Продуктивность ц корм, ед./га .

о о ° план фактическая по вариантам опыта кг Д. - в., корм. ед. (по вариантам)

»«і; ® » о. П о о. 1 2 3 4 НСРм 2 3 .4-

1 47 92 91 96 7 15.2 6,5 12,8

— 105 104 109

2 93 35 69 65 71 8 5.9 3,9 5.9

— 74 70 76

з 125 54 112 112 114 12 6,2 5,3 6,2

— 90- 90 91

4 121 57 107- 107 109 8 6,2 5,6 6,4

— 85 «5 87

Примечания. 1» В знаменателе—% к плану. 2. Варианты опыта: 1—без удобрений, 2 — минеральные удобрения, 3 — бесподстилочный навоз, 4 — бесподстилочный навоз + минеральные удобрения.

навоза, особенно при поверхностном его внесении по многолетним травам в 1-м звене севооборота.

Применение расчетных норм удобрений-позволило получить в среднем с 1 га за 9 лет (табл. 11) зеленой массы

Таблица 11

Урожайность культур стационарного опыта, в среднем за. 1975—1983 гг. при орошении, ц/га (с-з «Вороново»)

• Факт по вариантам опыта

Культура План

2 3 ■ 4 НСРсб

Вика с овсом, зеленая масса (з/м) 325 358 324 336 53 '

Многолетние травы 1-го г. п., з/м 500 528 507 524 44

Многолетние травы 2-го г. п.,-з/м 500 492 483 533 46

Озимая пшеница (зерно) . . . 60 35 32 38 4

Ячмень (зерно) . . . . . . . 50 30 29 32

Кукуруза (в севообороте), з/м . 720 710 665 688 90

Кукуруза (бессменно), з/м . '. . 730 714 713 743 59

Кормовая свекла (корнеплоды) , 1150 916 994 971 106

однолетних трав 340 ц (104% к плану), многолетних трав 1-го года пользования (г. п.) 520 ц. (104% к плану)-и 2-го г. п. 500 ц (100% к плану), кукурузы 690—720 ц (96—100% к плану) и корнеплодов кормовой свеклы 960 ц (83% к плану). Однако, ввиду неблагоприятных погодных условий 22

в течение ряда лет, урожайность зерна озимой пшеницы и ячменя за годы опыта: составила от плана 58—60% (35 и 30 ц с 1 га соответственно). В отдельные неблагоприятные по погодным условиям годы отклонения фактической урожайности от планируемой по культурам были более значительные. Нормы бесподстилочного навоза (0,3% Ы) в среднем за 9 лет на 1 га-звеньев севооборота составили: 95 т (1-е звено), 109.т (2-е звено), 125 т (4-е звено) и 154 т (3-е звено).

Продуктивность 5-го зернопропашного звена севооборота (кукуруза, кормовая свекла, ячмень, кукуруза) увеличивалась при внесении возрастающих норм (80, 160 и 240 т на 1 га ежегодно) бесподстилочного навоза (0,3% Ы) вплоть до 240 т на 1 га и составила максимально в среднем за 4 года (1976—1979 гг.) около 100 ц корм. ед. с 1 га. Применение одних минеральных удобрений при среднеежегодной их норме 180Ы240Р180К на 1 га обеспечивало примерно такую же продуктивность звена и в 2,5 раза большую окупаемость урожаем 1 кг д. в. Дополнительное применение полного минерального удобрения было эффективно только на фоне 80 и 160 т бесподстилочного навоза и не имело положительного результата при его норме 240 т/га,-В эффекте от минеральных удобрений решающая роль принадлежала азотным, ввиду значительных потерь аммиачного азота из навоза при его внесении.

Таким образом, применяя один бесподстилочный навоз, можно получать-такие же высокие урожаи сельскохозяйственных культур, как и при внесении минеральных удобрений.'Это особенно важно для хозяйств, имеющих крупные животноводческие комплексы и утилизирующие в большом количестве в качестве удобрения бесподстилочный навоз.

Качество-продукции. Применение расчетных норм бесподстилочного навоза и минеральных удобрений на высокую планируемую урожайность культур увеличивало относительное содержание сырого белка в продукции в основном на 10—40%. Содержание нитратов, как правило, не превышало допустимого предела и в подавляющем числе случаев было значительно ниже его (табл. 12). По качеству корм соответствовал зоотехническим требованиям.

Ежегодное применение возрастающих норм бесподсти-лочиого навоза (0,3% М) даже до 240 т на 1 га зернопропашного 5-го звена севооборота (75% пропашных) не загрязняло продукцию нитратами сверх допустимого уровня. В молодом возрасте растения концентрировали в несколько раз больше нитратов, чем к периоду уборки.

При внесении бесподстилочного навоза и минеральных удобрений на высокий уровень планируемой урожайности

Таблица 12

■ Содержание N03 в урожае культур, % на абсолютно сухую массу, с-з «Вороново (1975—1982 гг.)

Культура. Звено севооборота Вариант опыта

без удобрений минеральные удобрения бесподстилочный навоз (б.н.) б. н.+минеральные удобрения

Вика с овсом, 2 0,06—0.22 0,06—0,45 0,06—0.29 0,06-0,42

з/м . •

Кукуруза, з/м 2-3 0,02—0,14 0,05—0,21 0,03—0,18 0,04—0,19

5 0,08 — 0,08—0,29 0,14—0.38

Кормовая свек- 0,15—0,66

ла (корне- 2—3 0,01-0.31 0,15—0.65 0,16—0,52

.. плоды) . 5. 0,10 0,16—0,25 0,23—0,33 0.27—0.40

вынос азота на 10 ц основной продукции (с учетом побочной) возрастал в зависимости от вида культуры в 1,1 — 1,6 раза, калия — в 1,1—1,4 раза, а фосфора чаще, всего в пределах 10—20% по сравнению с аналогичными показателями на неудобренном варианте.

Потери элементов питания из бесподстилочного, навоза при его' внесении. С увеличением нормы внесения бесподстилочного навоза без заделки его в почву относительные потери аммиачного азота уменьшались, особенно в первые 6 часов; абсолютные же потери увеличивались (табл. 13). На вспаханной почве потерн были меньше: за 6 часов — на

Таблица 13

Потери N—ЫН« из бесподстилочного навоза при поверхностном его внесении

Норма бесподстилочного навоза, т/га Абсолютные потери N—NH», кг/га Относительные потери Ы-КН(, %

через 6 часов через 2 суток через 6 часов через 2 суток

' 40 78 83 82 87

70 90 74 94

80 147 172 77 90

124 159 - 65 83

160 234 293 74 76

192 29S 50 78

240 334 472 58 82

259 427 - 45 74

Примечание. В числителе — уплотненная почва, в знаменателе — вспаханная.

8—24%, за 2-е суток —на 7—18%. При обычно рекомендуемых нормах внесения бесподстилочного навоза 40—80 т на 1 га потери аммиачного азота в солнечную погоду за 6 часов на невспаханной почве составили около 80% и общего азота — 45%. а на вспаханной — 70 и 40% соответственно.

Средняя концентрация нитратного азота в лизиметрических водах возрастала в отдельные годы в 2—3,3 раза, кальция — в 2, магния — в 1,4 раза, а калия снижалась примерно в 1,5 раза при увеличении ежегодной нормы внесения бесподстилочного навоза от 40 до 400 т/га. Вымывание азота из метрового слоя дерново-подзолистой среднесугли-нистой почвы с 1 га при ежегодном внесении 80—400 т бесподстилочного навоза составило 6—10 кг, кальция:—73— 84, магния —18 и калия — около 7 кг; фосфор практически не вымывался. От инфильтрации относительные потери азота бесподстилочного навоза равнялись 0,5—2%, калия — 0,6—3%, кальция—И—24% и магния —3—15% от общего их количества, снижаясь, с увеличением нормы внесения навоза.

Баланс питательных веществ и изменение агрохимических-показателей почвы. При-внесении в звеньях севооборота в среднем -на 1 га 80—154 т бесподстилочного навоза (92% влажности) складывался относительный баланс азота в пределах 140—275%, фосфора —245—300% и калия—105—

« Таблица 14

Баланс питательных веществ в звеньях кормового севооборота,

% к выносу (с-з «Вороново»)

Удобрение 1-е звено (1975—1979 гг.) 3-е звено (1975—1982 гг.)

N Р205 КзО ' М Рг05 КзО

Минеральные.....; . . 63 63 38 186 216 120

Бесподстилочный навоз (б. н.) 138 244 105 227 317 119

Б. н.+минеральные удобрения 83 71 37 207 214 117

165% к выносу их урожаями. При этом качество корма в основном соответствовало зоотехническим требованиям и происходило интенсивное увеличение подвижных форм калия и особенно фосфора в почве. В таблице 14 в качестве примера приведен баланс питательных веществ в травопольном (1-е звено) и зернопропашном 3-м звене севооборота (77,8% пропашных).

За 8 лет.опыта при навозной системе удобрения содер-

жаниё подвижных форм фосфора увеличилось на 22—25 мг (при балансах 300—330% к выносу) и калия на 11—24^ мг в 100 г почвы (при балансах 120—165% к выносу), что может быть приемлемо только как временное явление до накопления целесообразного их количества в почве. В этом-отношении навозно-минеральная система удобрения обладает большей лабильностью. При среднеежегодных нормах навоза 109 и 154 т на 1 га (соответственно во 2-м и 3-м звеньях севооборота) содержание гумуса в почве возросло за 8 лет на 0,2—0,3% (табл. 15). Для бездефицитного (нулевого) баланса гумуса в почве требуется в среднем ежегодно примерно 50—80 т бесподстилочного навоза (92% влажности) в зависимости- от структуры зернопропашного звена севооборота.:

Таблица 15

Агрохимические показатели дерново-подзолистоб среднесуглинистой« * почвы (0—20 см) в 3-м звене севооборота

.. (числитель— 1974 г.. знаменатель— 1982 г.), с-з «Вороново»

Удобрения Гумус (по Тюрину), % . рНсол. Мг, м.-экв. Р»05 КаО

на 100 г почвы<■ мг/100 г почвы (по Кирсанову)

Без удобрений 1.7 6.7 0.8 33 16 '

1.5 6,7 0,7 27 12

Минеральные 1.7 6.8 0.7 18 15

1,7 6,4 0,9 31 27

Бесподстилочный навоз 1.8 6,8 0.8 22 16

(б. н.) 2,1 6,7 0.8 47 27

Б. н.+минеральные 1.7 6.6 0.7 35 16

• 1.9 • 6,4 0.8 48 29

Примечание. Гумус, в знаменателе. за 1983 г.

Применение бесподстилочного навоза по сравнению с минеральными удобрениями более интенсивно увеличивало фракцию гуминовых кислот в составе гумуса; фракция фульвокислот в обоих случаях практически не изменялась.

В таблице 15 на примере 3-го звена севооборота (22,2% зерновых и 77,8% пропашных) показано, что в дерново-подзолистой среднесуглинистой почве за 8 лет под воздействием среднеежегодного применения 154 т бесподстилочного навоза на 1 га содержание гумуса возросло на 0,3%, величины обменной и гидролитической кислотности остались • на исходном- уровне,- содержание > подвижных ■ форм

• ••

УЧАСТОК С ПШ&ОМ «ЧАСТОК Ш ШШ

100 200 500 m sbü 60S 700 шГошГ . ' kt ti 0K НА 1 m'CESOÛÊOPQTA

Рис. 2« Продуктивность 4-іїОльного кормового севооборота на дерново-подзолистой средпесутлиіистод почве, учхоз "Михай-ловскос " / І97Є--І982 гг./.

то

< Iо

I

tfîo

І

г» &

-•зо

S

І 20 to X.

£ lo >

< о

.X— •--**

, ' н__ ÍMHM6 вклы

ДОЛЕВЫХ . CESDObÛPQTÔÔ

З-ГЮХЬНЬ'И 3£РНОПРОПАинОМ :

<ЛР70<І»ЄЛк, САХАРИМ* №Ш , ЯЧМЕНЬ (А ДОС)

«30 2Ó0 BOO Ш 500 Б00 КГ MPK В СТАНЕМ НА 1 ГА СЕВООБОРОТА

loo"

Рис, 3. П;лздуістііЬ' ость севооборотов иа дернопо-годполпстпх . суглмшісгзс почвіс /по д:іліш.\: 25 опіітоь паучішх учреящедіїД/«'

фосфора увеличилось'на 25 мг, а калия — на И мг в 100 г почвы.

Коэффициенты использования* питательных', веществ рас* тениями.из:бесподстилочного навоза в среднем за годы опыта при внесении его в среднеежегодных нормах 95—154 т на 1 га в разных звеньях севооборота составили: азота — 21—45%, фосфора — 15—23 и калия —36—56%. .

Таблица. 16

Примерные коэффициенты использования питательных веществ сельскохозяйственными культурами: из бесподстилочного навоза (%)

Год действия навоза При поверхностном внесении без заделки-в почву При заделке в почву после внесения

N Рг05 к2о N Р205 КгО

1-й 10*—20 10—15 30—35 25—35 20—30 40—60

2-й 10 —15 10—15 20—25 . 10—15 5—10 10—15

3-й 5 5 — 5 5 —

За ротацию

севооборота 25—40 25—35 50—60 40—55 30—45 50—75

* — при. позднеосеннем и зимнем внесении.

На основании обобщения экспериментального материала (наших опытов и литературных источников), а также теоретических разработок в таблице 16 приводятся в качестве рекомендаций примерные коэффициенты использования питательных веществ .сельскохозяйственными культурами из бесподстилочного навоза при разных способах и средних нормах его внесения.

Экономическая эффективность. Применения бесподстил04' ного; навоза, и; минеральных удобрений: в звеньях севооборота. Экономические расчеты показали,- что применение в условиях орошения на дерново-подзолистой среднесуглинис-той почве в среднем за 9 лет на 1 га 95—154 т-бесподстилочного навоза (92% влажности) в 1—4-м звеньях высокопродуктивного севооборота обеспечивало получение чистого дохода, (при транспортировке навоза на расстояние 3 км) 238—469 руб., рентабельность 100—262%, а окупаемость 1 руб. затрат составила 2—3,6 руб. (табл. 17). Минеральная система удобрения обеспечивала в тех же звеньях севооборота среднеежегодный чистый доход с 1 га в размере 299—544 руб., а 1 руб. затрат окупался 2,7—7,3 руб. дополнительной продукции. По навозно-минеральной • системе

аналогичные показатели составили- 277—513 руб. и 2,4— 5,4 руб. соответственно.

Таблица 17

Экономическая эффективность бесподстилочного навоза КРС (92% влажности) и минеральных удобрений, расстояние. 3 км (РЖТ-8)

Окупае-

Прибавка Стоимость Чистый до- мость

Вариант урожая, ц прибавки ход от Рентабель- 1 руб. за-'

опыга. корм. ед. урожая, удобрений, ность, % траг на

с 1 га руб./га. руб./га удобрения, руб.

1-е звено севооборота : (1975—1983 гг.)

2 45 630 544 632 7,3

3 45 630 456' 262 ' • 3.0

4 45 630 ..513- -\ .438- 5,4

3-е звено севооборота (1975—1983 гг.)

2 58 810 504 _ 165 2,7

3 58 810 404 100 2.0

4 . 58 810 ... 468 137. 2,4

Примечание^ 2 — минеральные удобрения, 3 — бесподстилочный . навоз (б.н.), 4 — б.н.+минеральные удобрения.- -- ;

В 5-м зернопропашном звене севооборота (75% пропашных) в условиях орошения- внесение бесподстилочного навоза 92%-ной влажности (0,3% Ы) на поля на расстояние 6 км в нормах 80, 160 и 240 т на 1 га было малоэффективным или не имело положительного экономического эффекта. Применение одних минеральных удобрений (180Ы240Р 180К) обеспечивало с 1 га 372 руб. чистого дохода и рентабельность 198%.

Методика определения рационального г количества бесподстилочного навоза в хозяйствах при проектировании* крупных животноводческих: комплексов. В основу предлагаемой методики положены научные агрохимические требования к состоянию почвы, обеспечивающей получение высокой урожайности культур без возможного избыточного накопления в ней подвижных форм фосфора и калия. При расчете рациональной нагрузки бесподстилочного навоза на 1 га пашни принимаются во внимание: структура посевных пло; щадей и средняя ежегодная продуктивность 1 га (в корм., ед.); вынос питательных- веществ с этой продуктивностью; содержание элементов питания в навозе в зависимости от его влажности и вида поголовья скота; нормативы баланса питательных веществ в почве, предотвращающие избыточное накопление в ней элементов питания; реальная воз-

можность применения навоза на имеющейся площади пашни хозяйства (с учетом водоохранных зон и других моментов); возможность трансформации системы удобрения в процессе длительного времени. Так, например, максимальная средняя нагрузка бесподстилочного навоза (92%-ной влажности) КРС на 1 га не должна превышать 30 т при продуктивности 5000 корм. ед. с 1 га пашни и 45 т при 7000 корм. ед.

В зависимости от структуры посевных площадей хозяйства удовлетворение потребности растений в азоте за счет бесподстилочного навоза КРС должно планироваться в пределах 40—65%, фосфоре —на 70% и калии —55—80% от общей их потребности на планируемую урожайность.

Разработка системы применения удобрений с использованием бесподстилочного навоза для условий * производства. В диссертации разработаны схемы систем удобрения в различных севооборотах совхоза «Вороново» Подольского района Московской области с указанием расчетного планируемого баланса питательных веществ за ротацию севооборотов, а также среднеежегодный календарный план применения бесподстилочного навоза по севооборотам и в целом по хозяйству с расчетом потребности соответствующей техники для его внесения в намеченные сроки. Также приведены в качестве рекомендаций для хозяйств Нечерноземной зоны примерные нормы бесподстилочного навоза КРС (0,3% Ы) на планируемые уровни урожайности основных сельскохозяйственных культур и примерные схемы систем удобрения с использованием бесподстилочного навоза в севооборотах, отличных от севооборотов совхоза «Вороново». При этом особое внимание уделялось соблюдению определенных нормативов баланса питательных веществ в почвах с различным содержанием подвижных форм фосфора и калия.

Основные выводы

1. Рациональная система удобрения в севооборотах при интенсификации сельскохозяйственного производства Нечерноземной зоны должна строиться с учетом комплексной ее оценки: высокой продуктивности севооборота; требуемого качества продукции; повышения или сохранения существующего плодородия почвы согласно дифференцированным нормативам баланса питательных веществ; охраны окружающей среды; экономического эффекта, обеспечивающего высокий чистый доход с 1 га.

* 2. При комплексной оценке изучаемых систем удобрения наиболее рациональными оказались: в полевом и кор-

мовом севооборотах (среднеежегодная продуктивность 52 и 67 ц корм. ед. с 1 га соответственно) на дерново-подзолистых среднесуглннистых почвах с повышенным содержанием подвижных форм фосфора, средним и повышенным подвижного калия совместное применение в среднем на 1 га 15—17,5 т подстилочного навоза и 105—124Ы72—80Р110— 137К- (295—333 кг д. в.) минеральных удобрений, а в пропашных звеньях севооборота (90—100 ц корм ед. с 1 га) на серой лесной почве со средним содержанием фосфора и повышенным содержанием калия — 20 т подстилочного навоза и 115М66Р85К (266 кг д.в.). Окупаемость 1 кг д.в. составляла соответственно 3,2; 5,3 и 9,0 корм. ед.

3. По обобщенным данным длительных опытов, в зависимости от вида полевого севооборота, разновидности и степени окультуренности дерново-подзолистых почв применение в среднем на 1 га 350—500 кг д. в. удобрений обеспечивает, как правило, наибольшую его продуктивность (35— 55 ц корм. ед. с 1 га), а 1 кг д.в. окупается 4—6 кормовыми (зерновыми) единицами. На фоне 10 т навоза норма минеральных удобрений в этом случае составляет 240— 390 кг д.в.-(в среднем 320 кг).

На хорошо окультуренных дерново-подзолистых средне-суглинистых почвах наибольшая продуктивность полевого (52 ц корм. ед. с 1 га) и кормового (67 ц корм, ед.) севооборотов достигалась при нормах удобрений 445 и 513 кг д. в. в среднем на 1 га соответственно.

Верхняя граница высокоэффективной зоны норм удобрений обычно на 100—150 кг д. в. на 1 га ниже предельной нормы, обеспечивающей максимальную продуктивность севооборота.

4. В 4-польном кормовом севообороте на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве с повышенным содержанием подвижных форм фосфора и средним подвижного калия наивысшая его продуктивность 82 ц корм, ед. с 1 га в среднем за 7 лет была . получена на поливном участке при совместном применении 17,5 т подстилочного навоза и 194Ш24Р212К (530 кг д. в.) минеральных удобрений, а на неполивном — 67 ц корм. ед. при 17,5 т навоза и 124^2Р 137К (333 кг д. в.) или при внесении одних минеральных удобрений в норме 194Ы124Р212К в среднем на 1 га.

Орошение обеспечивало в среднем за 7 лет 15% прибавки урожайности, а за 3 года 2-й ротации — 23—29%. В засушливый год урожайность культур от орошения повышалась в 1,9—2,9 раза, существенно возрастая по мере увеличения норм удобрений. Потребность в орошении за годы опыта составила 57% лет (4 года из 7 лет).

5. Раздельное и совместное применение расчетных норм 30

бесподстилочного навоза КРС (0,3%' при. 92%' влажности) и минеральных удобрений при орошении на. одинаковый уровень высокой планируемой урожайности на хорошо окультуренной дерново-подзолистой среднесуглинистой почве обеспечивало в среднем за 9 лет равную продуктивность культур в звеньях кормового севооборота. При этом сред-неежегодная продуктивность звеньев составила от 70 до 112 ц корм: ед. с 1 га, а окупаемость 1 кг д. в. — 4— 15 корм. ед. Применение в среднем на 1 га 95—154 т бесподстилочного навоза позволило получить среднюю урожайность зеленой массы однолетних трав 340 ц/га, многолетних трав —500, кукурузы — 700 и корнеплодов кормовой свеклы— 960 ц/га.

По сравнению с планируемой урожайностью получено в среднем за 9 лет опыта: однолетних и многолетних трав — 104%, кукурузы — 100%, кормовой свеклы — 83%, озимой пшеницы и ячменя — 58—60%.

6. Применение расчетных норм удобрений на реально планируемые уровни урожайности культур обеспечивало фактическое их получение в среднем за ряд лет, а в относительно благоприятные по погодным условиям годы на 90—125%. В неблагоприятные годы отклонения, от плана достигали 40—50% и более, особенно при планировании высокой урожайности.

7. При насыщении севооборотов удобрениями от 295 до 710 кг д. в. на 1 га по сравнению с неудобренным вариантом абсолютное содержание белка в зерне увеличивалось на 1,3—3,2%; сырой клейковины в зерне пшеницы—на 2,3— 4.0%; сирого белка в сене однолетних трав — на 3,2—4,7.%, в зеленой массе озимой ржи и кукурузы — на 1,2—4,0% и нитратов в кормовых культурах — в 1,3—3 раза (не превышая ПДК); крахмалистость клубней картофеля максимально снижалась на 2,0%.

При расчетных нормах минеральных удобрений и бесподстилочного навоза, обеспечивающих в условиях орошения высокую продуктивность звеньев севооборота (70— 112 ц корм. ед. с 1 га), продукция в основном получалась достаточно хорошего качества. Содержание нитратов в корме в большинстве случаев было ниже предельно допустимой величины.

8. Вынос азота, фосфора и калия на 10 ц основной продукции урожая (с учетом побочной) в среднем за годы опытов увеличивался под воздействием возрастающих, норм удобрений по сравнению с неудобренным вариантом на 10— 60%, 10—35% и 10—70% соответственно, а кальция и магния практически оставался прежним.

Вынос питательных веществ (в кг) на 10 ц кормовых

(зерновых) единиц в различных севооборотах на разных почвах является довольно стабильной величиной (19N7.5P 24К на 10 ц корм. ед. и 22N9P25K на 10 ц зерн. ед.). Этот показатель можно использовать при ежегодном и перспективном планировании норм удобрений: в масштабе района, области и почвенно-клнматических зон страны.

9. С увеличением прироста продуктивности севооборота от возрастающих расчетных норм удобрений в: почве складывался более интенсивный; баланс питательных веществ. При низких нормах удобрений (120—140 кг д. в. в среднем на 1 га) относительный баланс азота составлял 45—75%. фосфора —100—120% и калия —37—75% ' к выносу их с урожаями; при средних и повышенных, нормах — в основном 105—140% азота, 150—240% фосфора и 80—120% калия. При расчетной системе удобрения на высокую урожайность с использованием одного бесподстилочного навоза относительный баланс азота в севообороте складывается значительно выше (в среднем примерно в 1,5 раза) указанных последних показателей из-за существенных потерь аммиачного азота из навоза при его внесении.

На основании имеющихся экспериментальных данных можно довольно точно рассчитать (по соответствующей формуле) для разных почв нормативы баланса питательных веществ, обеспечивающие получение планируемого уровня продуктивности севооборота при высокой окупаемости удобрений.

10. Относительные потери аммиачного азота из бесподстилочного навоза при его внесении в солнечную погоду на невспаханную дерново-подзолистую среднссуглинистую почву без заделки снижались с повышением нормы навоза от 40 до 400 т на 1 га, составляя за 6 часов 82—51%, за 2-е суток —90—70%, а общего азота—48—30 и 53—45% соответственно. На вспаханной почве потери были меньше в среднем на 14%.

При ежегодном внесении на 1 га 80—400-т" бесподстилочного навоза (90%-ной влажности, 0,4% N) вымывалось из метрового слоя дсрнопо-подзолистой среднесуглинистой почвы в среднем за год с 1 га 73—84 кг Са, 18 кг Mg, около 7 кг КгО и G—10 кг азота; фосфор практически не терялся. Относительные потери азота из бссподстилочного навоза от инфильтрации составляли 0,5—2%, калия — 0,6— 3%, магиия —3—15% и кальция —11—24% от их общего количества, снижаясь с увеличением нормы внесения навоза.

11. За ротацию севооборота из минеральных удобрений при повышенных и высоких нормах их внесения потреблялось растениями 32—G2% азота, 15—32% фосфора и 38—

71% калия; совместно из минеральных удобрений и подстилочного навоза —30—45% азота, 17—35% фосфора и 35— 75% калия.

Из бесподстилочного навоза при среднеежегодных его нормах 95—154 т на 1 га использовалось в среднем (за 5— 8 лет) в высокопродуктивных звеньях севооборота при орошении 21—45% азота, 15—23% фосфора и 36—56% калия.

Каждому уровню применения удобрений в севообороте, в зависимости от планируемого прироста, его продуктивности на разных по окультуренности почвах, рассчитаны свои коэффициенты использования питательных веществ за ротацию, которые существенно снижаются по мере повышения норм удобрений.

12. Коэффициенты использования питательных веществ растениями из окультуренных дерново-подзолистых средне-суглинистых почв в большинстве случаев составляли: легко-гидролизуемого азота — 20—40%, подвижного фосфора — 5—8% и подвижного калия — 20—30%.

13. Совместное применение в течение 5—7 лет на дерново-подзолистых среднесугл инистых почвах 15—17,5 т подстилочного навоза и 105—124Ы72—80Р110—137К (295— 333 кг д.в.) минеральных удобрений в среднем на 1 га севооборотов обеспечивало слабоположительный баланс гумуса, мало снижало (всего на 0,2 ед. рН) величину обменной кислотности и повышало содержание подвижных форм фосфора на 3—4 мг и калия на 2—7 мг в. 100 г почвы (слой 0—20 см). При более высоких нормах удобрений содержание подвижных форм фосфора и калия изменялось значительнее.

Внесение одних минеральных удобрений в нормах 124—194Ы72—124Р137—212К (333—530 кг д.в.) на 1 га практически не изменило за 7 лет исходное содержание гумуса в почве, снизило величину обменной кислотности на 0,7—0,9 ед. рН и увеличило содержание подвижных форм фосфора на 2—6 мг, а калия на 4—10 мг в 100 г почвы пахотного слоя.

14. В отличие от обычных систем удобрения, применение в севообороте одного бесподстилочного навоза, рассчитанного по потребному количеству азота на высокую урожайность культур, приводит за относительно короткий срок к интенсивному, избыточному накоплению в почве подвижных форм фосфора н калия, что прежде всего связано со значительными потерями аммиачного азота из навоза при внесении, особенно без заделки его в почву.

Применение в среднем на 1 га высокопродуктивных звеньев кормового севооборота 109—154 т бесподстилочного навоза .увеличило за 8 лет в 100 г дерново-подзолистой

а " .зз'

¿реднесуглинистой почвы (слой 0—20 см) содержание подвижных форм фосфора на 25 мг и калия на И—24 мг, что может быть приемлемо только как временное явление до накопления целесообразного их количества в почве. Содержание гумуса при этом возросло на. 0,2—0,3%, величина обменной кислотности почвы практически не изменилась.

15. Сдвиг на 1 мг в увеличении содержания подвижных форм фосфора (по Кирсанову) в 100 г пахотного слоя близких к нейтральным и нейтральных дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах происходил от каждых 45—100 кг РгОз, внесенных с удобрениями сверх выноса с урожаями. Относительно калия конкретной зависимости не было установлено.

В нейтральной дерново-подзолистой среднесуглинистой почве от внесенного с удобрениями фосфора увеличивалось почти в равной мере содержание доступных и труднодоступных для растений фракций фосфатов.

16. По мере повышения, обеспеченности севооборота удобрениями и возрастании его продуктивности увеличивался чистый- доход с 1 га,, но снижалась окупаемость на 1 руб. затрат.

При максимальной продуктивности севооборотов (52— 112 ц корм. ед. с 1 га) ежегодный чистый доход от удобрений был также наибольший (300—1100 руб. с 1 га), а окупаемость Г руб. затрат на удобрения составляла 3—7,7 руб.

Среднеежегодное применение 95—154 т бесподстнлочно-го навоза (0,3% Ы) на. 1 га обеспечивало высокую продуктивность звеньев кормового севооборота при орошении (70—112 ц корм. ед./га) и в среднем за 9 лет (при транспортировке навоза на расстояние 3 км) чистый доход в размере 238—469 руб. с 1 га, рентабельность—100—262% и окупаемость 1 руб. затрат —2,0—3,6 руб.

Рекомендации - производству .

1. Для получения максимальной продуктивности полевых севооборотов (35—55 ц корм-ед. с 1 га) на дерново-подзолистых и серых лесных почвах. Нечерноземной зоны необходимо применять в среднем на 1 га пашни 350—500 кг д. в. органических и минеральных удобрений (130—185Ы90— 130Р130—185К); верхняя граница. высокоэффективной; зоны норм 1 удобрений на 100—150 кг д.в. ниже. На. фоне 10 т подстилочного навоза максимальная норма, минеральных удобрений должна составлять 240—390 кг д. в. (90—145Ы 70—110Р80—135К).

В целях получения-, высокой: продуктивности полевых (50 ц корм,- ед./га) и-, кормовых. (65 ц» корм, ед./га) севообо-34-

ротов на дерново-подзблистых "среднесуглинистйх почвах 6 повышенным содержанием подвижных форм фосфора, средним и повышенным содержанием подвижного калия наиболее рационально применять (с позиции комплексной оценки) в среднем на 1 га 15—17 т подстилочного навоза и 105—125N70—80Р110—135К (290—340 кг д.в.). При ином количестве навоза (однако не менее 10 т/га) норма минеральных удобрений интерполируется (5 т навоза эквивалентны примерно 20N10P25K, т. е. 55 кг д.в.).

В условиях орошения на дерново-подзолистых средне-суглинистых почвах с повышенным содержанием подвижных форм фосфора и средним подвижного калия для получения не менее 80 ц корм. ед. в среднем с 1 га кормового севооборота следует применять на 1 га 17 т подстилочного навоза и I90N120P200K.

Для практического использования разработаны и предложены графики, отражающие зависимость продуктивности разных севооборотов от вносимых норм удобрений на различных почвах Нечерноземья.

2. В целях утилизации бесподстнлочного навоза КРС допустимо временно (в течение 8—10 лет) среднеежегодное применение на 1 га высокопродуктивных кормовых севооборотов (70—112 ц корм. ед. с 1 га) на хорошо окультуренных дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах при орошении 95—150 т бесподстнлочного навоза (0,3%N, 92% влажности). Затем его нормы, из-за быстрого чрезмерного накопления в почве подвижных форм фосфора и калия, должны быть снижены не менее чем в 2 раза.

3. Предложена методика определения рационального количества бесподстнлочного навоза в хозяйствах при проектировании крупных животноводческих комплексов. Рекомендованы схемы систем удобрения в разных севооборотах Нечерноземной зоны с использованием бесподстилочного навоза, а также даны его примерные нормы на разные уровни урожайности сельскохозяйственных культур.

При проектировании в хозяйствах крупных животноводческих комплексов рекомендуется допускать максимальную нагрузку бесподстилочного навоза КРС (92%-ной влажности) в среднем на 1 га, из-за возможного со временем избыточного накопления в почве подвижных форм фосфора и калия, не более 30 . т при плановой продуктивности 5000 корм. ед. с 1 га и 45 т'при 7000 корм. ед. в случае применения его на всей имеющейся площади пашни.

В зависимости от структуры посевных площадей хозяйства потребность растений в азоте за счет бесподстилочного навоза КРС должна планироваться в размере 40—65%, фосфоре —на 70% и калии—на 55—80,%.

4. Для создания слабоположительного баланса гумуса в дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах требуется вносить в высокопродуктивных полевых и кормовых се. вооборотах (без многолетних трав) при навозно-мннераль-

ных системах удобрения в среднем на 1 га 15—17 т подстилочного навоза. - '

5. Предложены для расчета норм удобрений под сельскохозяйственные культуры в районах интенсивной химизации земледелия Центральной части Нечерноземной зоны конкретные показатели выноса питательных веществ на единицу продукции, коэффициенты использования элементов питания растениями из подстилочного, бесподстилочного навоза и минеральных удобрений по'годам и за ротацию севооборота, а также из почв, дифференцированные нормативы баланса питательных веществ в севооборотах.

Рекомендованы новые методики для определения норм минеральных удобрений на планируемую (программируемую) урожайность сельскохозяйственных культур и перспективного планирования потребности в туках по отдель-. ным регионам с использованием показателей нормативного баланса питательных веществ.

6. При составлении системы удобрения с применением одного бесподстилочного навоза КРС на высокий уровень урожайности относительный. баланс азота должен планироваться в травопольных севооборотах в пределах 160—200%, а в зернопропашных — 140—160% к выносу с урожаями.'

7. В целях наиболее рационального применения удобрений, программированного изменения плодородия почв, а также повышения общего уровня культуры земледелия, необходим в настоящее время переход в работе агрохимической службы страны (особенно в районах интенсивной химизации земледелия) от ежегодного определения норм удобрений под сельскохозяйственные культуры по программному комплексу «Радоз» к системе их применения в севообороте с учетом баланса гумуса и питательных веществ за ротацию (или ряд лет) на каждом поле. Это позволит также достаточно точно определить срок очередного тура агрохимического обследования почв в хозяйстве, что имеет важное значение в экономии средств.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Демин В. А., Маймусов В. Н„ Си ротки на И. А. Эффективность различных систем применения удобрений в 8-польном севообороте на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве. Доклады ТСХА, 1971, вып. 169, с. 5—9.

- 2. Демин В. .А., Суслянок М. А., Капля Г. Т. О спосо-36 ........"

бах фиксации растительного материала при определении форм-фосфорных соединений. Доклады ТСХА, 1972, вып. 176. с. 117—119.

3. Гул яки н И. В., Демин В. А., Стадии к Б. Г., Клементьев В. П., С уел ян о к М. А: Эффективность внесения фосфорных и калийных удобрений один раз за ротацию в 4-польноч севообороте. Доклады ТСХА, 1972, вып. 176. с. 81—85.

4. Демин В. А., Суслянок М. А., Капля Г. Т. Влияние запасного внесения фосфорно-калийных удобрений на фракционный состав фосфорных соединений в овсе, ячмене и картофеле. Доклады ТСХА, 1972, вып. 188, с. 101—105.

5. Г у л я к и н И. В., Д е м и н В. А., С т а д н и к Б. Г., Суслянок М. А. Влияние запасного внесения фосфорно-калийных удобрений на урожай культур в 4-польном севообороте и формы калия в дерново-подзолистой среднесуглинистой почве. Известия ТСХА, 1974,' вып. 1, с. 56—64.

6. А с а р о в X. К., Г у л я к и и И. В., Демин В. А., Жуков Ю. П., Чу при ков Ю. К. Применение удобрений в Нечерноземной зоне (на примере Московской области). Известия ТСХА, 1976, вып. 1, с. 50—60.

7. Г у л я к и н И. В., Б е к м у х а м е д о в а Н. Б., Демин В. А. Влияние ежегодного и периодического внесения фосфорных и калийных удобрений на'урожай и качество зерна овса. Известия ТСХА, 1977, вып. 1, с. 219—223.

8. Гуляхин И. В., Б е к м у х а м е до в а Н. Б., Гавриленко А. П., Демин В. А. Влияние ежегодного и запасного внесения фосфорного и калийного удобрения на урожай и качество зерна озимой пшеницы Мироновской 808. Известия ТСХА, 1977, вып. 3, с. 90—95.

9. Демин В. А., Пронкин Н. К. Выщелачивание соединений азота и других элементов из почвы при внесении возрастающих до i жидкого навоза в условиях орошения. Известия ТСХА, 1979,- вып. 4, с. 77—82:

10. Девин В. ' К., Демин В. А. Продуктивность кормового севооборота при различных уровнях обеспеченности удобрениями. Доклады ТСХА, 1979, вып. 253, с. 5—8.

11. Пронкин Н. К., Демин В. А. Влияние жидкого навоза и минеральных удобрений на урожай культур кормового севооборота в условиях промышленно-животноводческого комплекса «Вороново». Доклады ТСХА, 1979, вып. 233, с. 9—14.

12. Демин В. А., Девин В. К., Соки р ко H. М. Влияние разных уровней удобренности дерново-подзолистой почвы в кормовом севообороте на урожай культур. — В сб.: Биологические основы повышения урожайности с.-х. культур. — М.: ТСХА,. 1979, с. 53—55.

13. Ас а ров X. К.. Демин В. А., Пронкин Н. К. Урожай кормовых культур и агрохимические свойства почвы при внесении возрастающих доз жидкого навоза и минеральных удобрений. Известия ТСХА, 1979, выя. 6, с. 50—58.

14. Асаров X. К., Демин В. А., Девин В. К. Продуктивность севооборота и качество урожая при разном - уровне удобрения. Известия ТСХА, 1980, вып. 1, с. 71—78.

15. Асаров X. К., Демин В. А., Пронкин Н. К. Действие совместного и раздельного применения жидкого навоза и минеральных удобрений на урожайность культур и агрохимические свойства почвы. Известия ТСХА, i960, вып. 2, с. 41—50.

16. Асаров X. К., Демин В. А., Чепурин В. К. Урожайность ячменя на серой лесной почве при разных дозах и- способах внесения минеральных удобрений. Известия ТСХА, 1980, вып. 4, с. 64—69.

17. Девин В. К., Асаров X. К., Демин В.. А. Эффективность удобрений в кормовом севообороте на среднеокультуренной дерново-подзолистой почве. Доклады ТСХА, 1980, вып. 258, с. 5—8.

18. Про к к ин Н. К-» Ас а ров X. К., Демин В. А. Урожайность и содержание нитратов в кормовой свекле при внесении жидкого навоза. Доклады ТСХАМ980, вып. 258, с. 14—18.

19. Демин В. А., Чепурин В. К. Действие рядкового удобрения при различных уровнях'основного удобрения на серой лесной почве. Доклады ТСХА, 1980, вып. 263, с. 30—34.

20. Демин В. А; Определение доз удобрений под сельскохозяйственные культуры в севообороте (учебное пособие). — М.: ТСХА, 1981, 91с..

21. Асаров X. К., Демин В. А., Абрамов А. Е. Эффективность применения - азотных удобрений под однолетние бобово-злако-вые смеси на дерново-подзолистой почве. Доклады ВАСХНИЛ, 1981, № 4, с. 24-25.

22. Демин В. А. Агрохимическая служба СССР (учебный диафильм). Укркинохроника, 1981, 50 кадров.

23. Демин В. А. Система применения удобрений (учебный диафильм). Укркииохроникз, 1981, 100 кадров.

2*. Г а ври лен ко А. П., Демин В. А., Бекм уха медова Н. Б. Качество зерна озимой пшеницы (Мироновская 808) при ежегодном и запасном внесении фосфорных и калийных удобрений. Тезисы докл. в сб.: Производство и использование растительного белка.— Всесоюзное совещание, Краснодар, 1981, с. 146.

. 25. А б р а м о в А. Е., Демин В. А. Влияние азотных удобрений на урожай вико-овсяной и горохо-овсяной смесей в зависимости от доз фосфорно-калийных удобрений и известкования дерново-подзолистой почвы. В сб.: Проблемы химизации и мелиорации почв. — М.: ТСХА, 1981, с. 50-53.

26. Б е к м у х а м е д о в а Н. Б., Демин В. А., Г а в р и л е н к о А. П. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы во вторую ротацию севооборота при е;хегодном и запасном внесении фосфорных и калийных удобрений. Известия ТСХА, 1982, вып. 2, с. 90—97.

27. Ягодин Б. А., Смирнов П. М., Демин В. А. Оптимизация минерального питания растений при программировании урожаев. Известия ТСХА, 1982, вып. 3, с. 59—67.

28. Асаров X. К., Демин В. А:, Абрамов А. Е. Влияние минеральных удобрений и извести на урожай вико-овсяной смеси н азот-фиксацию на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве. — В сб.: Вопросы агрохимии азота. — М.: ТСХА, 1982, с. 80—37.

29. Д е м и н В. А., Чепурин В. К. Влияние сроков - и способов азотной подкормки на урожай озимой пшеницы. — В сб.: Вопросы агрохимии азота. —М.: ТСХА, 1982, с. 97—104.

30. Д е м и н В. А., Ч у п р и к о в Ю. К- Задание к курсовому проекту по проблемной разработке рациональной системы применения удобрений в хозяйстве (для студентов факультета агрохимии и почвоведения). — М.: ТСХА, 19*2. 26 с.

31. Демин В. А., Иванов В. А., Закута ев О. Д. Методические указания по применению бесподстилочного навоза под сельскохозяйственные культуры в условиях животноводческих комплексов Нечерноземной зоны. М.: ТСХА, 1982, 20 с.

32. Демин В. А. Система применения удобрений. — Глава в учебнике «Агрохимия». — М.: Колос, 1982, с. 385—512.

33. Д е м и н В. А., Правда И. И. Действие различных систем удобрения и орошения на урожай культур кормового севооборота и свойства почвы. Тезисы докл. X научно-производственной конференции почвоведов, агрохимиков и земледелов Южного Урала и Поволжья. Уфа, 1982, с. 270.

•• 34. Ас а ров а М. X., Демин В, А., Ницэ Л. К. Динамика некоторых показателей биологической активности дервово-подзолистой

почвы при внесении высоких норм бесподстилочного навоза. Известий ТСХА. 1982, вып. 5, с. 178—180.

35. Ас аров X. К-, Демин В. А., Правда И. И. Урожай культур кормового севооборота и его ■ качество в условиях орошения при разных системах удобрения дерново-подзоллстон среднесуглинистой почвы. Известия ТСХА, 1983, вып. 1, с. 14—22.

36. Д ем и н В. А., Правда И. И., Д е в и н В. К. Влияние различной обеспеченности кормового севооборота удобрениями на величину и качество урожая сельскохозяйственных культур. —В сб.: Агротехнические основы устойчивой кормовой базы. — М.: ТСХА, 1983, с. 91—96.

37. Д е м и н В. А., Правда И.. И. Урожайность культур в севообороте на дерново-подзолистой почве в зависимости от системы удобрения и орошения. Известия ТСХА, 1983, вып. 4, с. 18—23.

38. Д е ми н В. А., Бета М. Получение планируемой урожайности на серой лесной почве Ярославской области. Известия ТСХА, 1984, вып. 2, с. 3—14.

ЗЭ.'Демин В.. А., Правда И. И. Продуктивность кормового севооборота и плодородие дерново-подзолистой почвы при разных системах удобрения в условиях орошения. Известия ТСХА, 1984, вып. 3, с. 3—11.

40. Демин В. А., Раки по в Н. Г. Методические указания и задание к курсовому проекту по системе применения удобрений в хозяйстве (для студентов-иностранцев факультета агрохимии и почвоведения).— М.: ТСХА, 1982, 29 с.

Бесплатно

Л 76130 9/Х—85 г. Объем 2'/г п. д. Заказ 2390. Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44

Бесплатно