Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Оптимизация минерального питания культур зерно-свекловичного севооборота на черноземах типичных юго-запада ЦЧЗ
ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия
Автореферат диссертации по теме "Оптимизация минерального питания культур зерно-свекловичного севооборота на черноземах типичных юго-запада ЦЧЗ"
На правах рукописи
НИКИТИН Валентин Владимирович
ОПТИМИЗАЦИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ КУЛЬТУР ЗЕРНО-СВЕКЛОВИЧНОГО СЕВООБОРОТА НА ЧЕРНОЗЕМАХ ТИПИЧНЫХ ЮГО-ЗАПАДА ЦЧЗ
Специальность - 06.01.04. - Агрохимия
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степень" доктора сельскохозяйственных наук
Москва - 19DS
Диссертационная работа выполнена в Белгородском научно-исследовательском институте сельского хозяйства в 1978-1995 г.г.
Официальные оппоненты:академик РАСХН,доктор сельскохозяйственных наук,профессор В.Д.Панников,доктор сельскохозяйственных" наук С.А.Шафран, доктор сельскохозяйственных наук, профессор 10. П. Жуков.
Ведущее предприятие - Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии.
е ... часов на заседании Специализированного совета i.120.05.01. во Всероссийском научно-исследовательском институте информатизации, агрономии и экологии (ВНИИ "Агроэкоинформ").
Адрес:143013,Московская область,Одинцовский район,пос.Нем-чиновка-1, у л-. Агрохимиков, дом 6.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.
Зашита диссертации состоится
мая 1998 г.
Автореферат разослан < > апреля 1998 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
А. С. иорзлвош
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы.В Центрально-Черноземной зоне Российской Федерации производится около 92 зерна,50% сахарной свеклы, 14% подсолнечника от их общего производства в России.а также значительное количество другой продукции растениеводства и животноводства. Исследования, проведенные'в предыдущие годы,показали, что наиболее сильным антропогенным фактором в деле увеличения урожайности сельскохозяйственных культур на черноземных почвах являются минеральные и органические удобрения.
Анализ эффективности удобрений,проведенный отечественными учеными (В.Д.Пенников,В.Г.Минеев,1977,А.В.Петербургский,А.В. Постников,1983,И.С.Шатилов, 1S85) показал,что прирост урожайности значительно отстает от темпов роста производства и применения удобрений.Одной из причин невысокой окупаемости удобрений является недостаточная надежность и несовершенство существующих методов диагностики обеспеченности растений основными макроэлементами и,следовательно,надежного прогноза в их потребности.
В то же время при сложившемся экономическом положении,в условиях неотработанного рыночного механизма ведения хозяйства, при существующем диспаритете цен на-энергоносители и сельскохозяйственную продукцию система применения удобрений в севообороте должна жестко регламентироваться показателями.позволяющими оптимизировать корневое питание с помощью методов почвенно-растительной диагностики.
Систематические исследования;проведенные на всех' типах почв.свидетельствуют о значительном снижении гумуса и валового азота на паше по сравнению с целинными и залежными землями,при этом наиболее негативный характер этот процесс имеет в пахотном, наиболее ценном в агрономическом аспекте слое.В этой связи трудно переоценить научные разработки,позволяющие рекомендовать такие системы удобрения,которые делают возможным распиренно.е воспроизводство плодородия черноземов.
Цель и задачи исследований.Целью проведенных исследований являлось изучение закономерностей действия органических и минеральных удобрений и их сочетаний при систематическом внесении в зерно-свекловичном севообороте на урожай культур и продуктов-
- г -
ность севооборота в целом,качество продукции,агрохимические свойства чернозема типичного в условиях интенсивной химизации земледел!м с целью разработки систем удобрения,оптимизирующих минеральное питание основных культур в условиях юго-западной "цапти-Пйнтря-тгьио^ярнпярмнлй япкы.и определения параметров основных макроэлементов в почве и растениях,позволяющих проводить почвенно-растительную диагностику,удовлетворяющую критериям,принятым Е биологии.
Программой исследований предусматривалось решение следующих задач:
- изучить действие минеральных и органических удобрений на урожа.* и качество сельскохрзяйственных культур в широком диапазоне доз и установить оптимальную насыщенность зерно-свекловичного севооборота минеральными удобрениями на фоне навоза и безнавозном фоке;
- выявить оптимальное соотношение элементов питания удобрений как для каждой культуры,так и для севооборота в целом по ротациям;
- изучить изменение основных показателей потенциального и эффективного плодородия чернозема типичного во времени в зависимости от уровня насыщенности удобрениями;
- выявить условия бездефицитного баланса гумуса на черноземе типичном в интенсивном зерно-свекловичном севообороте;
- решить вопрос об оптимальных уровнях содержания основных питательных веществ в почве для ведущих культур севооборота;
- установить оптимальные уровни содержания азота,фосфора и калия в вегетативной массе ведущих культур севооборота по основным фазам развития;
- подобрать наиболее приемлемую методику расчета доз минеральных удобрений под культуры севооборота в зависимости от уровня содержания подвижных питательных веществ в чернозем^ типичном;
- установить нормативы расхода азота,фосфора и калия минеральных удобрений, а также продуктивной влаги для формирования единицы продукции;
- рассчитать энергетическую и экономическую эффективность применения различных доз и сочетаний минеральных удобрений в
зерно-свекловичном севообороте на черноземе типичном ь условиях Юго-Запала Центрально-Черноземной зоны.
Научная новизна.Разработаны научные основы системы удобрения в зерно-свекловичном севообороте на черноземах типичных в условиях юго-западной части Центрально-Черноземной зоны,обеспечивающей высокую урожайность культур требуемого качества и удовлетворяющую экологическим ограничениям.Установлены оптимальные уровни минерального питания ведущих культур,основные критерии почвенно-растительной диагностики,позволяющие корректировать систему удобрения з зависимости от сложившейся конкретной ситуации. Предложены нормативы затрат минеральных удобрений на формирование единицы урожая и прибавки,разработаны нормативы затрат подвижных питательных Ееществ чернозема типичного а также коэффициенты их использования в зависимости от эффективного плодородия. Неучены изменения основных показателей плодородия чернозема типичного на глубину одного метра под влиянием систематического применения органических и минеральных удобрений,трансформация гуминовкх и фульвокислот а также, различных соединений почвенного фосфора и калия,проведена биоэнергетическая и экономическая оценка применения удобрений в зерно-свекловичном севообороте. Впервые в условиях ДЧЗ приводятся результаты исследований по миграции нитратного азота на глубину двух метров в условиях естественного фона и повышенного уровня применения средств химизации.
Практическая ценность работы.Разработана система удобрения зерно-свекловичного севооборота на черноземе 'типичном,обеспечивающая получение 75-80 ц/га зерновых единиц.Предложенные критические уровни содержания.азота,фосфора и калия в почве и растениях являются теоретической базой для разработки системы питания культур зерно-свекловичного севооборота в зависимости от обеспеченности почвы подвижными элементами питания,дают возможность проводить операционно-диагностический контроль за состоянием выращиваемых культур,корректировки системы удобрения в целом,повысить рентабельность химизации земледелия с учетом охраны окружающей среды.Полученные результаты позволят вести »земледелие на почвах первой агропроизводственной группы с бездефицитным балансом гумуса,то-есть в условиях расширенного воспроизводства плодородия чернозема типичного.
Реализация результатов исследований.Основные результаты работы включены в систему ведения сельского хозяйства Центральночерноземной зоны, в систему земледелия и программу повышения плодородия почв Белгородской области.Внедрение рекомендаций,основанных на проведенных многолетних исследованиях позволили повысить урожайность зерновых культур в - Чернявском—районе—Белгородской области на 20Z и получить в 1993 году в А.0."Орлик" Чернявского района на площади 1700 гектаров по 60 ц/га озимой пшеницы ценных кондиций.Применение разработанной методики прогноза содержания клейковины в зерне позволило получить в колхозе "Пролетарский Октябрь" Чернявского района в 1989 году на площади 1740 гектаров по 48 ц/га ценного зерна с экономией средств на каждом гектаре в размере 400 тысяч рублей в сопоставимых ценах.
. Апробация работы.Результаты исследований доложены и обсуждены на международных конференциях (г.Белгород,1S95, г.Москва, 1996),на Всесоюзных координационных совещаниях (г.Белгород,1980, г.Пенза, 1982,г.Горький,1984,г.Суздгль,1989),на зональных и региональных научно-методических совещаниях (г.Белгород,1988,г.Липецк, 1990, г. Тамбов, 1993,г. Воронеж, 1996) .
Публикации.По теме диссертации опубликовано 46 работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, девяти глав,выводов,предложений производству,приложений,списка литературы.Основные положения диссертации изложены на 363 страницах машинописного текста.Она содержит 96 таблиц,19 рисунков и 37 приложений.Список использованной литературы включает 482 работы отечественных и. 87 зарубежных авторов.
Научные положения.представленные к защите.К защите представлены основные закономерности действия минеральных и органических удобрений на продуктивность сельскохозяйственных культур зерно-свекловичного севооборота,качество продукции и основные показатели плодородия чернозема типичного.Предложена система удобрения зерно-свеяловичного севооборота,позволяющая получать около 80 ц/га зерновых единиц высококачественной продукции и удовлетворяющая экологическим нормам.Разработаны уровни содержания макроэлементов в почве и растениях,являющиеся критериями для • проведения почвенно-растительной диагностики с целью оптимизации минерального питания культур зерно-свекловичного севооборота на черноземе типичном в юго-западной части ЦЧЗ.
Методологическая часть исследований была начата в 1970 году в НИИСХ ЦЧП им.Докучаева.которая была направлена на решение аоп-росов наиболее рациональных систем отбора почв и растений,удовлетворяющих современным требованиям полевого эксперимента с учетом критериев значимости и достоверности,а также сопоставления различных методов химических анализов почв и растений.Основные исследования проводили в полевом стационаре,заложенном в 1978 году на опытно-производственном отделении Центрально-Черноземного филиала ВИУА,в микрополевых и лабораторных опытах. В разработке программ исследований и проведении наблюдений в разное время принимали участие Белоусова Н.А..Оксененко И.И..Романенко М.И., Горбатенко A.A. .Придачина Л.Н..Страхова Т.А..Никитин Вл.Вал.,которым выранага искреннюю признательность.За постоянную методическую помощь приношу благодарность академику Панникову Виктору Дмитриевичу,академику Минееву Василию Григорьевичу,доктору сельскохозяйственных наук Ивановой Тамаре Ильиничне,кандидатам сельскохозяйственных наук Литваку Шимону Иосифовичу и Хабаровой Анне Ивановне.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1.Условия,объекты и методы проведения исследований
Объекта исследований.Стационарный опыт проводили на черноземе типичном со следующей агрохимической характеристикой:содержание гумуса(по Тюрину) - 5,9-6,1Х,рН(КС1)'- 6,0-6,6, Нг ( по Каппену) - 0,8-1,9 мг-экв/100-r почвы,сумма поглощенных основа- . ний (но Капиену-Гильковицу) - 36-40 мг-экв/100 г почвы,N л/г(по Корнфильду) - 124-163 мг/кг,Р205(по Чирикову) - 47-59 мг/кг, К20 (по Чирикову) - 98-124 мг/кг,степень подвижности фосфора(по Карпинскому-Замятиной) - 0,07-0,09 мг/л,степень подвижности калия (в 0,005 н СаС12) - 1,9-2,1 мг/л.
Программа и методн исследований.Опыты проводили в пятипольном' севообороте со следующим чередованием культур: сахарная свекла ячмень,кукуруза на силос,горох,озимая пшеница.' Минеральные удобрения в виде аммиачной селитры.двойного суперфосфата и хлористого калия вносили с осени:под сахарную свеклу и кукурузу -под зяблевую вспашку,под озимую пшеницу - под предпосевную куль-
тивацию.Ячмень к горох испытывали последействие минеральных удобрений .внесенных под предшествующие культуры.Схема опыта включала два уровня органических удобрений - нулевой и 8 т/га севооборотной площади.Полуперепревший навоз применяли один раз в ротацию под сахарную свеклу в количестве 40 т/га.
Расположение делянок систематическое, повторность четырехкратная, посевная площадь делянки - 180 квадратных метров,учетная - 60-108.Агротехника выращивания всех культур соответствовала зональной с элементами интенсивных технологий.Почвенные и растительные образцы отбирали на анализы в соответствии для каждой культуры методиками(Бюлл.ВИУА,выпЛ1,М., 1565).Химические анализы проводили методами,рекомендованными для Центрально-Черноземной зоны,а при более детальных исследованиях - по прописи, разработанной для длительных опытов коллективом ВИУА под руководством академика В.Д.Панникова(Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями.4.1,2.З.М.,1975).
Математическая обработка результатов исследований проведена автором с использованием методов дисперсионного и корреляционно-регрессионного анализа (В.Н.Перегудов, 1978,Б.А.Доспехов, 1985,Т.Я:Иванова, 1988,1989) на персональных компьютерах ÍBM-PC-АТ-286.
Погодно-климатические условия.Полевые опыты проводили в Ко-рочанском районе Белгородской области,относящемуся ко второму агроклиматическому району.Климат - умеренно-континентальный.характеризуется жарким летом и сравнительно холодной зимой.Длина безморозного периода составляет 165 дней,длина вегетационного периода - 190 дней.Среднегодовая температура воздуха составляет 6,2°С,среднегодовое количество осадков - 470 мм,а за период с температурами выше 10° - 270 мм.Запасы продуктивной влаги ко времени перехода температуры воздуха весной через 5° составляют в среднем 200 мм,сумма испаряемости за вегетацию равна 480 мм..
Наиболее засушливыми были 1981,1984,1985 годы,наиболее вла-гообеспеченными - 1980,1982,1088,1990 годы.Величина ГТК за годы исследований изменялась для сахарной свеклы за период вегетации (1979-1988 г.г.) от 0,81 до 2,20,для ячменя(1980-1989 г.г.) • - от 0,68 до 2,46,для кукурузы (1981-1990 г.Г.) - от 0.62 до 2,32;для гороха (1982-1991 г.Г.) - от 0,68 до 2.46, для озимой пшеницы (1983-1995 г.г.) - от_0,68 до 2,17.
2. Влияние удобрений на содержание элементов питания в почве и растениях
Динамика подвижных питательных веществ в почве.Наличие подвижных форм азота,фосфора и калия в черноземе типичном изменяется в зависимости от: культуры,времени отбора образца.места в севообороте. На делянках с внесением минеральных удобрений уровень обеспеченности почв минеральным азотом выше там,где культура непосредственно получила удобрения (свекла, кукуруза, озимая пшеница); на полях,где изучалось последействие удобрений,суша нитратного и аммиачного азота -ниже(ячмень,гсрох).Так,при внесении двойной дозы удобрений весной в пахотном слое было обнаружено под сахарной свеклой,кукурузой и пшеницей в' первой ротации 20,6-38,6 мг/кг минерального азота и 21,1-41,0 мг/кг во второй ротации.Под ячменем и горохом - соответственно 12,8-15,9 и 13,317,4 мг/кг.
Учитывая,что в черноземах в силу их благоприятных водно-физических характеристик практически все формы подвижного азота быстро переходят в нитратную,мы наблюдали за поведением 1 нитрат-иона под каждой культурой до глубины 2-х метров.В целом по обобщенным данным,представляющим наблюдения по 25 полям первой ротации и 25 полям второй,можно констатировать следующее.В ранний весенне-летний период на контрольных делянках и на вариантах с внесением одного навоза нитратный .азот в основном локализован в слое 0-80 см.На вариантах с минеральными удобрениями нитраты опускаются значительно глубже.Так,количество нитратов,обнаруженных в пахотном слое на контрольных вариантах.составляет 301 от общих запасов рано весной в слое 0-200 см,а в метровой колонке -70Z-.no минеральной системе удобрения соответственно 25 и 652.
Результаты исследований двух ротаций позволяют утверждать о накоплении остаточных количеств нитратного азота в почве ко времени уборки по отношению к весенним запасам.Так,на безнавозном' фоне-осталось невостребованным азота удобрений в слое 0-100 см в первой ротации 11 кг/га,во второй - 19;в слое 0-200 сы - соответственно - 12 и 47 кг/га.На фоне навоза остаточное количество азота для слоя 0-100 см составляет в первую ротацию 13 кг/га,во Еторую - 31 кг/га;для слоя 0-200 см - 30 и 69 кг/га.Во второй
ротации темпы накопления неиспользованного азота усиливаются как на минеральной,так и на органо-минеральной системах удобрения.
Поведение фосфора в почве отличается от поведения азота и может в принципе прогнозироваться на достаточно большой промежуток времени.В наших опытах и без внесения фосфорных удобрений в течение десяти лет содержание подвижного фосфора в почве не снизилось, а на удобренных делянках происходит накопление подвижных фосфатов.При наблюдении подвижного калия в динамике выявилось, что и на контрольных делянках,и на удобренных,но при отрицательном балансе этого элемента его содержание возрастает во времени.
Чтобы более четко определить влияние удобрений на содержание подвижных питательных веществ в почве,абстрагируясь от временного фактора и погодных условий,мы сгруппировали результаты химических анализов за две ротации и приводим средние данные за десять лет.
В среднем по пяти культурам за две ротации(50 опытных лет)было обнаружено весной перед началом вегетации в метровой колонке n-n03 на контроле 79 кг/га,на единичной дозе удобрений -113кг/га,на двойной - 143кг/га.В пахотном слое в эти же сроки содержалось на контрольных вариантах минерального азота 14,7 мг/кг,на делянках с единичной дозой азота - 19,2 мг/кг,с двойной
- 23,4 мг/кг;подвижного фосфора было оОнару.-.-Но соответственно 72,85 и 106 мг/кг,подвижного калия --99,114,131 мг/кг.На 15-25Х повысилась нитрифицирующая способность в пахотном слое от применения удобрений,в то же время щелочногидролизуемый азот не зависел от дозы.
Динамика накопления биомассы и элементов питания растениями. Кривая накопления в урожае сухого вещества пропашными культурами имеет характер параболы: начиная с первых дней вегетации и до самой уборки накопление сухих веществ в единицу Бремени возрастает. Озимые и яровые зерновые культуры обнаруживают пик прироста в первую половину лета,затем темпы накопления заметно па-"ают - происходит,по всей вероятности,перераспределение пластических веществ между органами внутри растения.Характерная деталь
- показатели прироста сухой массы у озимой пшеницы и ячменя в середине вегетации значительно выше,чем у гороха,что в итоге и
сказывается на урожае.
У сахарной свеклы потребление азота практически остается достаточно высоким и не снижается от смыкания междурядий и до уборки,а скорость поглощения этого элемента кукурузой от выметывания соцветий до уборки снижается на 1/3.У озимой пшеницы наблюдается залетный спад после выбрасывания колоса. Максимальная интенсивность поглощения фосфора,как и азота,приходится на середину вегетации,однако по снижению уровня интенсивности к концу вегетации культуры выстраиваются в такой ряд: кукуруза-свекла-пшеница. Скорость поглощения калия пропашными культурами максимальна в середине вегетации,при этом у сахарной свеклы при небольшом спаде до поздней осени калий накапливается в урожае довольно интенсивно.Кукуруза после выметывания соцветий резко снижает потребление калия - примерно в четыре раза по сравнению с предыдущим сроком определения.Озимая пшеница накапливает калий с большой скоростью уже в фазу кущения,от выхода в трубку до образования колоса интенсивность поглощения калия снижается в полтора раза и от колошения до уборки, этот элемент накапливается в краше незначительных количествах.
В соответствии с интенсивностью накопления элементов питания в различных культурах и в разные .сроки определения формируется неодинаковый запас питательных веществ.Например,сахарная свекла во время смыкания рядков накапливает 127. азота,21Z фосфора и 1СZ калия на делянках с естественным питательным режимом.Ко времени смыкания растений в междурядьях в урожае свеклы на контрольных вариантах депонировано более 27Z N,47% Р и 27Z К от максимального содержания.
Кукуруза натапливает в биомассе практически около 2/3 га-паса общего азота и калия" ко времени цветения и около половины фосфора на делянках,не получивших удобрения,а на удс-^-к-ных - поглощение происходит более интенсивно, в особенности фосфора и калия.
Озимая пшеница в кудении накопила на контрольных делянках 11,2% азота,Ь,57. фосфора и'9,5% калия от максимума;в фазу труб-кования - 43,t,27Z и 67Z;B колошении - 73», 65Z и 91?.' соответственно. На удобренных делянках запас всех трех макроэлементов Формируется более . быстрыми темпами,что,разумеется, сказывается на конечных результатах интенсивных технологий - урожае.
3. ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ IIA УРОЖАЙ Л КАЧЕСТВО КУЛЬТУР
Удобрения Ii урожай .Рассматривая эффективность минеральных удобрений на сахарной свекле,можно утверждать,что в первой рота-^ЯшГ^а^безнавозном фонеТЩесообразнсгтВнесение^двойных-доз-азо--та,полуторных фосфора и единичных - калия;на фоне навоза внесение азота и фосфора сверх 180 кг/га и калия более 120 кг/га было неэффективным.Во второй ротации потребность в повышенном уровне азотного питания.на безнавозном фоне сохраняется,проявляется тенденция к повышению урожая при увеличении доз калия свыше 120 кг/га,внесение фосфора в дрзах,превышающих 120 кг не дает положительного результата на безнавозном фоне.и незначительно повышает урожай на фоне навозата (табл 1).
Заводской выход сахара с единицы площади является интегральным критерием эффективности свекловодства.На безнавозном фоне по обеим ротациям максимальный сбор сахара был получен при внесении под свеклу 240 кг/га азота и по 180 кг/га фосфора и калия. На фоне навоза в первой ротации лучшие погазатели получены по варианту с двойной дозой удобрений,а во второй - с единичной.
Урожай зерна ячменя во второй ротации был выше.чем в первой и на контрольных делянках,и на вариантах с внесением удобрений.В первой ротации на безнавозном фоне от единичной дозы минеральных удобрений прибавка урожая зерна составила 4,5 ц/га,от двойной -9,2 ц/га;на фоне навоза,внесенного под предшественник,- 6,2 и 10 ц/га.Во второй ротации прибавки урожаев зерна на упомянутых вариантах выие,однако закономерность по обеим ротациям одинакова - с увеличением дозы удобрений кривая урожая стремится выйти на "плато".
На кукурузе в первой ротации эффективны сочетания с преобладанием азота над фосфором и калием,повышение дозы фосфора с 60 до 120 кг не увеличивает урожай,а на безнавозном фоне снижает.Во второй - снижение урожая при увеличении дозы фосфорных удобрений от единичной до двойной наблюдается и на фоне навоза.В первой ротации на безнавозном фоне урожаи кукурузы одинаковы при внесении 120 и 180 кг кадия,а на фоне навоза урожай по единичной дозе выше.Во второй ротации потребность в повышенных дозах калия имеет место,в особенности на,безн"авозном фоне.
Таблица 1
Влияние удобрений на продуктивность культур севооборота,ц/га
1 Сахарная свекла! Ячмень 1 Кукуруза 1 I Горох 1Озимая пшеница
Варианты опыта1 1 1 1 1
1 1 X Г 2 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 2 1 1 : 1 1 1 2 1 1 1 1 1 3
Контроль(б/у) 333* 334* 22,3А 25.1* 281* 321* 16,3* 21,4* 25,1* 33,8*
Н1.0Р1.0К1.0 102 • , 71 4,5 6,2 38 45 3.1 2,1 7,6 17,3
tU.5Pl.5Kl, 5 126 106 6.7 . 9,7 58 68 3,9 2.4 9,3 24,6
М2,0Р,0£:К2,0 147 116 9,2 11.4 81 73 4,6 3.4 9.4 25,1
1!2,5Р2,5К2,5 148 117 ■ 10,8 12,4 70 76 4.5 3.9 9.8 22,6
М",0Р1',5К1,5 146 122 ' 8,7 - 11,8 75 74 5.6 3.4 9.2 24,4
N1.5P1.0K1,5 112 105 7,1 9,6 65 83 3,7 3.6 7.6 24.2
!И.5Р2,0К1,5 127 , • 105 7,8 10,6 45 64 4,7 3,4 11.4 21,0
N1,5Р1,5К1,0 132 101 8,0 10,8 59 55 3,5 3,1 8.5 ~ 20,8
Наг,оз,40 т/га** 30 54 2,9 1.3 ' 25 25 1,4 1,6 0,5 2,3
1!+ГИ,0Р1,01(1,0 114 ■ 121 6,2 7,8 54 х 51 6,2 3.6 6,7 20,6
ПМ11,5Г1,5К1,5 141 135 8,0 11,8 59 75 5,0 4,1.- 9,2 22,2
1НПл.0Р2,0К2,0 148 129 10,0 11,7 72 79 5,3 4,6 9,6 24,0
Н»П2,5Р2,5К2,5 149 124 11,7 12,4 80 86 5,8 3,6 10,0 20,4
IH-N2.0P1.5K1,5- • 143 127 9,9 11,7 81 89 4,7 5,4 9,6 23,5
iH-m.5Pl.0Kl,5 , 135 126 9,1 10,9 62 98 3,6 3,6 7,9 22,6
Н+М ,5Р2,0К1.5 141 119 10,8 11,9 59 77 4,5 3,3 11.1 21.2
!Н!!1,5Р1,5К1,0 143 129 9.4 10,4 67 68 4,9 2,6 9.3 22.1
НСРоб.Ц 25- 25- 1,9- 1 ,'2 31- 23- 1,6- 1,1- 1,9- 6,2-
64 62 . 4,2 5,0 47 50 4,2 3,0 4,4 9,5
1 - первая ротация,2 - вторая ротация,3 - третья ротация. * Абсолютные урожаи,в остальных вариантах прибавки. ** Пол сахарную свеклу.
Единичная-доза ИРК под кукурузу и пшеницу - 60 кг/га,под свеклу - 120 кг/га.
Горох в силу своих • биологических' особенностей слабо отзывается на удобрения,во всяком случае на черноземных почвах.Урожай зерна на удобренных'делянках был выше,чем на контрольных за обе ротации,однако прирост урожаев зерна от последействия удобрений, внесенных под кукурузу,мало различался по вариантам и практически не зависел от изменений в соотношениях—NPK—удобре=_ ний.
Урожай зерна озимой пшеницы на контроле во второй ротации выше,чем в первой в 1,5 раза,а на удобренных - лишь на 15-20Z. Это связано, прежде всего с метеоусловиями,сложившимися за годы проведения эксперимента.В 1983-1987 годах за период май-июнь выпало 81 мм осадков,а вк1988-1992 годах - 163 мм.Кроме того,в большинстве лет второй ротации вегетация озимых начиналась очень рано - в конце марта-начале апреля(средняя температура апреля га 1-ю ротацию составила 6,2°,а за 2-ю - 8,1°).
Следовательно,вегетация растений начиналась при низком стоянии сслнца над горизонтом при преобладании в солнечном спектре энергонасыщенных ультрафиолетовых лучей.Все это,вместе взятое, способствовало интенсивному линейному росту растений,их полеганию. Лишь в 1992 году,когда за май-июнь выпало 128 мм,имела место прибавка от удобрений в пределах 5-10 ц/га,а в третьей ротации при количестве атмосферных осадков за период активной вегетаци;; 124 мм такой интенсивный сорт как Альбатрос одесский увеличил урожай зерна от удобрений на 17-25 ц/га.
Увеличение дозы азота с 90 до 120 кг/га не повышает урожай зерна после такого предшественника как горох.Зато четко отмечается потребность культуры в первой ротации в повышенных дозах "фосфора. В последующих ротациях увеличивать дозу . фосфорных удобрений свыше 60 кг/га д.в. не имеет смысла. В первой ротации достаточно вносить под пшеницу 60 кг К20 в виде хлористого калия, однако в третьей ротации имеет место увеличение урожая на безнавозном фоне при повышении дозы калия с 6Q йо 90 кг/га.
Окончательное суждение об эффективности систем удобрения можно составить по продуктивности севооборота.В наших исследованиях продуктивность севооборота в первой ротации и на безкавоз-ком фоне - во второй возрастает с увеличением доз удобрений до максимального уровня(табл.2).Во второй ротаций рост продуктивности на фоне навоза практически 'прекращается на уровне 72 кг/га
Таблица 2
Влияние удобрений на продуктивность зерно-свекловичного севооборота, ц/газ. е.
} 1979-1987 Г.Г. 1 1984-1992 Г.г.
Варианты опыта!___I_
I основная! побочная I сумма! основная I побочная I суша Iпродук. Iпродук. I !продук. Iпродук. I _I I_I_I_I_I_
Контроль 39,7* 11,0* 50,7* 44,9* 12,6* 58,5*
(NPK)48 9,6 5,9 15.5 9.8 4,1 ' 13,9
(NPK)72 12,5 7,2 19,7 13,6 5,4 19,0
(КРЮ95 15,0 7,7 22,7 14,7 6.4 21,1
(HPK)120 15,1 9,5 24,6 15,5 7,3 22,8
N96P72K72 14,9 8,8 23,7 15,2 8.8 24,0
N72P48K72 11,7 6,7 18.4 14.1 .7.0 21,1
N7SP96K72 12,9 7,5 20,4 13,6 7.2 ' 20,8
N72P72K48 12,9 8,3 21,2 12,9 7,4 20,3
Навоз + 8 т/га 3,4 1,7 5,1 3.8 1.6 5,4
Н + (NPK)48 11,6 6,2 17,8 13,1 6.0 19,1
Н + (NPK)72 14,0 .7,8 21,8 16,1 7.6 23,7
Н + (N?K)96 ■15,1 8,3 23,4 16,0 8.1 24,1
Н + (КРК)120 16,0 9.1 ' 25,1 16,1 8,0 24.1
Н + N96F72K72 15,0 10,1 25,1 16,2 8.1 24,3
К + N72P48K72 • 13,3 7,2 20,5 16,1 - 7,6 23,7
Н + N72P96K72 14,6 7,9 22,5 15,1 7,5 22.6
Н + N72F72K48 14.4 7,7 22,1 14,9 7,9 22,8 '
* Абсолютные гкачения,в остальных вариантах прибавки
азота,фосфора и калия.При этом внесение навоза в дозе 8 тонн на гектар севооборотной площади обеспечило увеличение общей продуктивности севооборота на 6,1-5,4 ц/га зерновых единиц.
В первой ротации имеет место потребность в повышенном уровне азотного и фосфорного питания,а калийные удобрения достаточно вносить в минимальных,единичных дозах.Реакция растений на увели-... чение доз азота на безнавозном фоне более заметна,чем на фоне навоза,и в последнем случае прирост урожая обусловлен главным образом побочной продукцией.Эффективность двойных доз фосфора выше,чем единичных и полуторных.
Во второй ротации прибавки урожая основной продукции в вариантах с неизменным соотношением элементов питания в принципе не отличаются по абсолютной величине от прибавок в первой ротации, а побочной продукции получено несколько меньше.В целом дополнительные урожаи побочной и основной продукции в первой ротации примерно такие же,как и во второй,однако валовые сборы урожаев с единицы площади во втором случае выше.
Преимущество двойных доз азота над полуторными во второй ротации на безнавозном фоне получено,главным образом,за счет нетоварной части урожая,а на фоне навоза практически получены одинаковые результаты от полуторной и двойных доз азота. Однозначно выявляется необходимость не повышать дозы фосфора свыше единичной, так как полуторные не увеличивают урожай,а двойные снижают.
В противоположность первой ротации во второй растения начинают' отзываться на повышенный калийный фон.При этом имеет место увеличение урожая лишь основной продукции,урожай побочной продукции при внесении полуторных доз калия на безнавозном блоке снижается,а на фоне навоза остается без изменений.
Удобрения и качество продукции.В связи с тем,что влияние удобрений на качество продукции сахарной свеклы,ячменя, кукурузы, гороха и озимой пшеницы в первой и второй ротациях было ¡щентичным.ш приводим среднее данные' по качеству за десять лет (табл.3.).
Содержание сахара в корнеплодах за все годы проведения опытов уменьшается при увеличении уровня удобренности, только во второй ротации отрицательный акцент этой направленности возрастает. Преобладание .азота-над фосфором и . калием сопровождалось снижением заводского выхода сахара в первой ротации на 0,1-0,ЗХ.
Таблица 3
Влияние удобрении на качество культур севооборотаСсреднее за две ротации)
Ячмень I Кукуруза !Горох I Озимая пшеница
____I____I__.___
круп.1зкст;Iтверд. |цветн.1пер. 1Са, I Р, 1сыр.10е- IОе- Iклеи-1 вер- Iсоло-Чсоло- Iсусла.1прот.,1г/кг1г/кг1жир,1лок, 1лок,1ков.,1 ИДК на.Х Iда,7. 1да,у.е. 1ед.ЕВС1г/кг I I I г. I % I 7. I 7. I
. I_I_I_I_I_I I_I_I_I_I_
Контроль(б/у) 15,8 87,8 77,8 75,22 3.8 46,8 3,2 2,1 2,6 20,8 12,5 24,8 82
Н1,0Р1,0К1,0 15,4 88,0 77,2 78,4 3,6 49,1 3,1 2,3 2,6 20,7 13,6 26,3 73
N1.5P1.5K1,5 14,7 85,8 76,5 83,0 3,9 51,8 3,0 2,3 2,6 20,3 14,0 27,7 73
М2.0Р2,0К2,0 14,6 83,0 75,7 82,6 4,0 53,0 3,1 2,3 2,6 20,7 13,9 29,0 76
Н2,5Р2,5К2,5 14.5 80,2 75,8 85,4 4.1 53,3 3,2 2,4 2,5 21,0 -14,2 29.0 75
Н2,0Р1,5К1,5 14,7 81,6 76,3 83,2 4,0 51,5 3,2 2,5 2,3 20,8 14.0 28,4 75
N1,5Р1,0К1,5 14,9 85,8 76,7 80,0 3,8 55,0 3,0 2,3 2,5 20,8 13,9 28,1 74
Н1,5Р2,0К1,5 14,9 85,4 77,1 79,6 3.9 53,4 3,2 2,5 2,5 20,8 14,0 28,3 73
Н1,5Р1,5К1,0 14,8 85,8 76,7 81,8 3,9 54,0 3,3 2,5 '2,5 21,1' 13,7 28,9 77
Навоз,0 т/га 15,7 88,0 77,4 76,0 3,7 . 48,3 3,3 2,1 2,5 21,3 12,7 24,6 74
Н+Н1,0Р1,0К1,0 15,2 87,4 77,6 74,6 3.9 53,0 3,2 2.4 2,8 21,0 13,7 27,2 72
Н+М1,5Р1,5К1,5 14,7 84,8 76,6 78,4 4,0 52,9 3,0 2.5 2,5 20,9 14,0 28,7 75
ШН2.0Р2.0К2.0 14,7 82,0 76,0 85,6 4,1 53,4 3,1 2,5 2,5 21,0 14,2 29,8 76
Н^2,5Р2,5К2,5 14,5 79] 6 75,7 84,2 4,1 54.6 3,2 2,5 2,6 20,7 14,6 29,2 73
Ш-Н2,0Р1,5К1,5 14.5 77,6 75,9 83,8 4,0 51,0 2,9 2,3 •2,7 20,9 14,3 29,2 73
НШ1.5Р1.0К1.5 15,0 84,4 76,5 78,0 3,9 53,6 2,9 2,3 2,5 20,9 14,3 28,6 75
Н+М1,5Р2,0К1,5 14,8 82,4 76,2 82,8 4,0 52,8 3,2 2,5 2,5 21,2 14,1 28,9 75
НШ,5Р1,5К1,0 14,7 84,0 76,4 76,6 3,8 55,3 3,0 2,5 2,6 21.1 14,2 28.2 74
Ювекла, I выход Варианты опытаI сахара 1на за-I воде,2
I
В то же время можно говорить и-об отрицательном влиянии на накопление Сахаров больших доз калия: во второй ротации с повышением дозы калия со 120 до'180 кг выход сахара на заводе снизился на, 0,2-0,4£.
В краткосрочных опытах отмечена положительная роль микроу-добрений-на сахаристость и.технологические показатели свекловичного сырья.Так,некорневая подкормка бором,цинком и марганцем увеличила заводской выход сахара на 0,5-0,9% и урожай на - 24-55 ц/га,снизила содержание золы,азота и редуцирующих веществ.
С увеличением дозы удобрений закономерно снижается крупность зерна ячменя.В этом же направлении снижается и экстракти-вность солода,но менее заметно.Твердость солода - напротив -возрастает с ростом доз удобрений,цветность сусла возрастает с увеличением уроьня удоОренности с 3,6 до 4,1 единиц ЕВС.
Минеральные удобрения изменяют химический состав зеленой массы кукурузы,а следовательно,и ее кормовые достоинства.Содержание переваримого протеина повышается с увеличением доз удобрений, одностороннее же увеличение доз азота не привело к обогащению зеленой массы азотистыми соединениями,а снижение дозы фосфора со 120 до 60 кг увеличило протеиновую ценность корма.Этому же способствовало уменьшение дозы калия.Удобрения, в своем большинстве, уменьшили содержание кальция в кукурузе и увеличили содержание фосфора,увеличению концентрации этих химических элементов способствует повышенное фосфорное питание.Изменение сырого жира,сырой клетчатки и БЭВ в связи с разноудобренностыо культуры незначительны.
Содержание белка в зерне гороха мало различалось по вариантам как в первой,так и во второй ротациях.Можно отметить,что наибольшее количество белка содержалось в зерне на варианте,где под сахарную свеклу был внесен навоз.Эта закономерность,кстати, видна и на всем блоке с навозом.
От основного внесения минеральных удобрений увеличивается содержание белка и сырой клейковины в зерне озимой пшеницы.Изменение соотношений элементов питания в полном удобрении не привело к принципиальным изменениям этих показателей.Все удобренные варианты имеют показатели ИДК ниже контрольных,и по качественно-количественным характеристикам,в своем большинстве, обеспечивают условия для выращивания сильных пшениц.
В связи с тем,что озимая пшеница является основной продовольственной культурой,была проведена полная технологическая оценка зерна и теста. Показатели полной технологической оценки свидетельствуют,что при внесении удобрений повышается стекловид-ность зерна, уменьшается Р/Ъ, возрастает "сила" муки,снижается степень разжижения теста, повышается балльная оценка цвета мякиша, возрастает пористость и седиментация "теста, а также объем хлеба.
В наших исследованиях мы изучали влияние минеральных удобрении и навоза на накопление тяжелых металлов в продукции.Получена положительная корреляция для ряда элементов(Со для свек-лы.кукурузы и ячменя,Сг и Сс1 для пшеницы,Бг для кукурузы и- пшеницы), однако все изменения не превышают уровень ПИК.
4.БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ Е ЗЕРНО-СВЕКЛОВИЧНОМ СЕВООБОРОТЕ
Прирост энергонасьщенности севооборотной продукции в первой ротации заметно увеличивается до уровня двойных доз минеральных удобрений.Колебания составляют 13,5-24,7 Мдж/га.Лучшие результаты получены от двойных доз азота и фосфора и . единичных - калия. В этих вариантах при относительно больших сборах энергии с единицы площади № имеем наиболее высокую о}супаемость удобрений в энергетическом выражении(КПД составляет 2,30-2,65).
Общая энергонасыщенность посевов в стационарном опыте -во второй ротации ■увеличилась,несколько возросла й энергия.накопленная на делянках,получивших минеральные удобрения (прибавка -16,1-25,5 Мдж/га).При неизменном соотношении питательных веществ в удобрениях на безнавозном фоне увеличивается накопленная энергия до уровня 2-2,5 доз,а на фоне навоза - до 1,5-ной дозы.
Увеличение дозы азота с 72 до 96 кг на гектар севооборотной. плошали повышает количество энергии в урожае на безкавозном фоке и не'изменяет ее на фоне навоза.Изменение доз фосфора с 48 до 96 кг/га не увеличивает энергию в урожае культур севообброта.и поэтому оптимальной следует считать единичную дозу.Во второй ротации изменяется реакция культур на калийный режим - с повышением уровня калийного питания возрастает содержание энергии в тоЕар-
ной части урожая и,что очень существенно,коэффициент полезного действия энергии,затраченной на производство и применение минеральных удобрений.Наибольший КВД во второй ротации получен при внесении полугорной дозы азота и калия и единичной - фосфо-ра(2,73-3,14).
- Все комбинации с удобрениями дают лоложительньш экономический эффект в севообороте,за исключением максимальных доз тройного удобрения.Условно-чистый доход по минеральной системе удобрения при неизменном соотношении МРК максимальный на полуторной дозе;по оргаао-минеральной - в первой ротации наибольший эффект имеет место в д.лном случае по единичной дозе.
На безнавозном фоне^ доход увеличивается с повышением доз азота до двойной,по фосфору максимальная выгода имеет место по единичной дозе.Неэффективны полуторные дозы калия в первой ротации и имеет место тенденция увеличения условно-чистого дохода во второй ротации с повышением дозы калия до 72 кг/га.Экономические критерии свидетельствуют о преимуществе в системе удобрения зерно-свекловичного севооборота комбинации М72Р48К72,которая обеспечила условно-чистый доход в размере 168-346 рублей/га при уровне рентабельности 27-54% на фоне 8 тонн навоза на гектар севооборотной площади.
5. ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ
Изменение агрохимических характеристик чернозема типичного.
Основным критерием потенциального плодородия почвы,определяющим наиболее важные параметры агрохимических и агрофизических свойств, является содержание и состав органического вещества. Следует отметить.что трансформация органического вещества зависит не только от дозы удобрений,длительности наложения удобрительных средств,но и от глубины отбора образца.В длительном опыте за десять лет содержание гумуса в слое 0-40 см - а это,по существу, пахотный слой,так как один раз в ротацию проводилась вспашка под сахарную свеклу на глубину 35-37 см - уменьшилось на 0,к массе почвы.Снижение содержания гумуса на неудобренных вариантах происходит по всему метровому профилю,нр .темпы его замедляются с глУбиной(рис.1).
Применение минеральных удобрений в дозе 48 кг д.в.на гектар
,6 л
А-
К
ю" о
О ■■
-.2
х
I
го *
о.
° -.4 О
Рис.1 .Изменение содержания гумуса
за лье ротации сеьооборота
+ х
а 5
О.
о о
I-
о
«
о. \
(П
50 -4030 -20 ЮН о
-10
Рис.2.Изменение ьоднораст&оримого
гумуса за дье ротации севооборота
0-40 см
£
■и/
севооборотной площади каждого элемента снижает убыль гумуса по сравнению с контролем в верхнем горизонте почвы,при дальнейшем увеличении степени удобренности имеет место тенденция усиления минерализацииЛак,если по первой дозе убыль гумуса в слое 0-40 см составила за десять лет 0,22 к массе почвы,то по второй и третьей - 0,22-0,252. :
С увеличением глубины направленность процессов меняется.Начиная с ' глубины 0-60 см,имеет место тенденция-.чем выше доза удобрений,тем больше накапливается органического вещества, а в горизонте 60-100 см по максимальной дозе отмечен положительный баланс гумуса. В целом за две ротации севооборота по этому варианту сложился положительный баланс гумуса и в метровом 'слое.
В блоке с навозом обнаруживается примерно такая же тенденция в транслокации гумуса: с увеличением глубины темпы минерализации замедляются.Внесение одного навоза в количестве 8 тонн на гектар севооборотной площади не обеспечило положительного баланса гумуса в пахотном слое почвы,и лишь начиная с глубины 4060 см,наблюдается прирост органического вещества.Тем не менее, есть отличия в поведении гумуса по сравнению с безнавозным Фоном в связи с увеличением уровня удобренности минеральными удобрениями.
Если на безнавозном фоне в слое 0-60 см содержание гумуса увеличивается с ростом дозы удобрений,то при внесении минеральных удобрений на фоне навоза максимальное количество гумуса отмечено по единичной дозе,затем оно несколько снижается.А в слое 0-40 см при внесении (№к)120 содержание гумуса даже ниже,чем на фоновом варианте.В слое 60-100 см на всех делянках,получивших минеральные удобрения,отмечено одинаковое количество органического вещества,однако, с учетом потерь в верхних слоях,наибольшее . количество гумуса в метровой колонке обнаружено в варианте"навоз +(МРЮ48".Следует оговориться,что различия между этими вариантами невелики и, разумеется,статистически несостоятельны,но эта тенденция проявляется в течение каждой ротации и на кадом поле,и поэтому,полагаем,имеет право на признание с учетом консервативной природы изучаемого объекта.
Распределение в почве воднорастворимого гумуса объясняет некоторые закономерности в транслокации валового углерода (рис^2).Содержание воднорастворимого гумуса в верхних гори-
зонтах почвы увеличивается на вариантах с внесением удобрений несущественно,в более глубоких слоях этот прирост заметнее.
Содержание углерода в пирофосфатной вытяжке в слое 0-60 см без внесения удобрений снизилось за две ротации на 0.03%.Минеральные удобрения при общем снижении гумуса увеличили этот показатель только при внесении 96-120 кг/га NPK.no незначительно -иа 0,01-0,04%.Совместное внесение минеральных удобрений и навоза увеличило содержание углерода на 0,10-0,16%.
Содержание гуминовых кислот после прохождения двух ротаций увеличилось на все;: вариантах.в том числе и на контроле.Минеральные удобрения способствовали повышению содержания гуминовых кислот весьма своеобразно:наибольшее количество их отмечено по единичной дозе,а затем с увеличением суммы оно снижается.
Содержание фульЕокислот - напротив - растет с увеличением уровня удобренности.в особенности на фоне навоза.Углерод негид-ролизуемого остатка на безнавозном фоне практически одинаков на всех вариантах,а на фоне навоза он заметно меньше на максимальной дозе удобрений.При этом на безнавозном фоне происходит перегруппировка - количество фульвокислот увеличивается за счет снижения гуминовых,в то время как на фоне навоза этот процесс происходит за счет прямой убыли негидролизуемого остатка.По всей вероятности,во втором случае мы имеем дело с более глубинными процессами при наличии более сильных агентов минерализации, прежде всего в лице активной микрофлоры и продуктов ее жизнедеятельности.
Содержание фосфора на контроле несколько увеличилось как в пахотном слое,так и в подпахотном(рис.3).Навоз увеличил содержание подвижного фосфора в слое 0-40 см на 10 мг/кг,в слое 0-60 см - на 9 мг/кг,в слое 60-100 см - на 7 мг/кг,в слое 0-100 см -на 8 мг/кг.Чем вше доза удобрений,тем болыце содержится подвижного фосфора в почве.Подвижность фосфора также возрастает на минеральной системе удобрения до глубины 40-60 см,а на орга-но-минеральной - до одного метра.
• После завершения второй ротации на контрольном варианте снизилось содержание всех фракций почвенных фосфатов за исключением фосфатов железа.Навоз и минеральные удобрения даже в минимальных дозах повышают содержание прежде всего рыхлосвязанных ■ фосфатов и фосфатов алюминия.Фосфор минеральных удобрений зак-
Рис.3.Изменение содержания подвижного
фосрорь ь почье аа дьб ротации сеьооборота,мг/кг к исходному еот
Рис.4-.Изменение содержания подвижного
калия ь почье за дье ротации сеьосборота,мг/кг к исходному
решшется в почве прежде всего в виде фосфатов алюминия и железа. Навоз усиливает поступление фосфора суперфосфата в первую наиболее мобильную фракцию и фракцию,переходящую в щелочную вытяжку - фосфаты железа; включение же фосфора удобрений ео фракции Са-Р практически незаметен.В то же время на минеральной системе удобрения количество кислотнорастворимого фосфора увеличивается с ростом дозы.Балансовые расчеты показывают,что 67-727. фосфора удобрений,внесенного сверх выноса урожаем,закрепляются в виде "активных" фосфатов,остальное количество переходит в более консервативные- формы.
Наличие подвижного калия в верхних горизонтах почвы в конце второй ротации увеличилось по сравнению с исходным,и тем заметнее.чем выше доза минеральных удобрений.На глубине 60-100 см на всех вариантах,кроме варианта с максимальной дозой на фоне наво-за,имеет место убыль подвижного калия(рис.4).Следовательно,можно предположить,что культуры зерно-свекловичного севооборота потребляют калий и из глубоких горизонтов чернозема.
Удобрения изменяют физико-химические свойства почвы.Обменная кислотность верхнего слоя почвы на всех вариантах,вовлеченных в наблюдения,несколько снизилась или осталась на прежнем уровне.Минеральные удобрения увеличили этот показатель в обоих блоках на 0,11-0,16 единиц.Более четкая закономерность имела место по гидролитической- кислотности. В слое 0-60 см на контрольной делянке она несколько снизилась,а на всех удобренных увеличилась, и тем сильнее,чем выше доза.
Были проведены анализы почвы на содержание валовых форм тяжелых металлов в слое 0-60 см.Сравнительная.оценка показывает, что минеральные удобрения оказали незначительное влияние на изменение ТМ:снизилось содержание Ге,Сг,,5г.увеличилось -Zn.Cu.Tl.Однако все эти изменения статистически недостоверны и могут выражать лишь тенденцию в системе почва-растение-удобрение.
Изменение водно-физических показателей чернозема типичного.
Изменение агрегатного состава чернозема типичного(сухое просеивание) происходит во Бремени на всех вариантах в сторону ухудшения;увеличивается глыбистая фракция и уменьшается количество агрономически ценных агрегатов.- 0,25-10,0 мм.
В результате проведения агрегатного анализа(мокрое просеивание) было установлено,что в процессе сельскохозяйственного ис-
пользования чернозем типичный .теряет водопрочные агрегаты. Если в начале опыта содержание суммы водопрочных агрегатов в пахотном слое на варианте без удобрений составляло 64,4Х,то после завершения второй ротации - 62,61.Невысокие дозы минеральных удобрений не оказали существенного влияния на водепрочность агрегатов по сравнению с контролем: несколько увеличиваются фракции ра-вмером менее 0,25 мм и 0,25-3 мм и уменьшается фракция более 3 мм.Двойные дозы минеральных удобрений заметно ухудшают водопроч-ность агрегатов,а навоз позврляет сохранить ее на исходном уровне.
Плотность твердой фазы почвы в процессе сельскохозяйственного использования чернозема, не изменяется.Практически не изменяется и общая порозность,лишь несколько уменьшаясь на всех вариантах независимо от степени удобренности.Незначительно варьируют во времени и по вариантам физические характеристики чернозема типичного,ответственные за сохранение и накопление доступной влаги по ротациям и в связи с применением удобрений (полная влагоемкость,предельно-полевая влагоемкость).
6. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПТИМИЗАЦИИ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ КУЛЬТУР ЗЕРНО-СВЕКЛОВИЧНОГО СЕВООБОРОТА
Почвенная диагностика.Для выбора наиболее подходящих методов анализа элементов питания в почве.адекватно отражающих сло-_ живпшеся реалии,были изучены математические зависимости между продуктивностью культур и районированными на черноземах прописями химических анализов.С учетом детерминации,экспрессности и технологичности наиболее предпочтительными оказались:по азоту -содержание N-N03 (кг/га),по фосфору и калию - метод Чирикова для пахотного слоя(мг/кг).
Для сопоставления характера распределения нитратного азота по глубине почвенного профиля мы усреднили .результаты десятилетних наблюдений по каждой культуре и целом по севообороту.Содержание нитратного азота по всем культурам убывает с глубиной,при этом кривые на вариантах без внесения удобрений идут параллельно оси Х-ов.начиная с глубины 80-100 см;на удобренных вариантах выравнивание концентрации нитратного азота происходит с глубины 100-140 см(у зерновых - раньше,у пропашных - позже).Ниже этих
Таблица 4.
Математические модели зависимости коэффициентов использования элементов питания от их содержания в почве,7.
Элемент I
"Уравнение регрессии
Сачарная свекла
N-N03 КИПм — 0,159*М-1,007*Р+0,г81АК-6,949*№'5+40,52Ар°'5-13,19*К0'5 0,99
Рй05 КИПр - 0,120*№+0,022*Р+0,048*К- 0,00023*Н2-0,00009*Р2-0,00007аК2 0,99
К20 КИПк • 0,169*И+0,291*Р+0, 110*К-0,00045>^2-0,00040*Р2-0,00028*К2 0,99
Кукуруза
И-ИОз КИПк »-0,4Б8*М+0,061*Р+0,75б*К+0,00053*К2-0,00012*Р2-0,00107*К2 0,98
Рг0 КИПр —0,283*Н+0,067*Р+0,064*К+8,034*№'5+0,804*Р°-5-2,903*К0'5 0,96
к-о кип* --о,115*^о,257^*0,066*К+5,322*М0'5+8.139*Р°'5-5,326*К0'5 о,95
Озимая пшеница
1ЫЮэ КИПн - 0,094*Н-0,132аР-0,022аК-2.059аК0-5+5.165*Р°'5-0,563аК0-5 0.99
Р205 КИПр - 0,145*^0.122АР^,127*К-0,00037*Нг+0.00015АР2-0.0е017*Кг 0,99
К20 КИПк —0,029аН+0,045*Р+0,098аК+0.00017*М2-0,00005*Р2-0,00018*К2 0,97
Примечание:И.Р,К - содержание N-N03,P205,K20 в почве,кг/га (И - В 0-100см,Р205 и К20 в 0-30 см)
* отметок остается "мертвый" запас,невостребованный культурой.
При вычислении коэффициентов корреляции между урожаем и содержанием И-N03,локализованного в различных слоях почвы,мы получили довольно тесную зависимость и на небольших глубинах в срол -—нем за десять лет.Казалось бы можно было путем, введения поправочных коэффициентов ограничиться небольшой -глубиной .отбора образца. Однако статистическая обработка весьма представительной выборки по годам показала,что эти коэффициенты подвержены значи-■ тельным колебаниям,отражающим различия в погодных условиях, и доверительный интервал с общепринятым в биологии уровнем вероятности достаточно велик даже на глубине 0-80 см.К тому же многолетние наблюдения показывают,что запас нитратного азота,локализованного в метровой глубине,на 95-97% покрывает вынос этого элемента с урожаем.Поэтому для диагностических целей можно и необходимо ограничиться пробой,отобранной с глубины одного метра.
Приводятся уравнения регрессии коэффициентов использования подвижных питательных веществ в зависимости от их наличия в поч-ве(табл.4.), нормативы выноса NPK на единицу основной продукции, и затраты удобрений на единицу прибавки урожая (табл.5).
Таблица 5
Нормативы для расчета доз минеральных удобрений
Культуры "1 Я I Р205 I 1<20 __I___I_
Вынос на 1 тонну основной продукции,кг
Сахарная свекла 5,2 1,4 5,6
Кукуруза 3,5 1,4 „ 3,4
Озимая пшеница 29.0 9,0 17,0
Нормативы затрат ка 1 тонну прибавки,кг
Сахарная свекла 14,0 10,0 10,0
Кукуруза 12,0 8,0 9,0
Озимая пшеница 67,0 44,0 44,0
Коэффициенты!использования каждого элемента питания культу-
Таблица 6.
Коэффициенты использования элементов питания почвы культурами севооборота(1979-1995 г.г.)
N-N03* 1 1 Р205** 1 1 К20**
кг/га 1 1 "К" 1 мг/кг 1 1 "К" 1 1 1 иг/кг 1 1 "К"
Сахарная свекла
100 1.67 75 0,231 100 0,75
125 1,55 85 0,225 110 0,73
150 1,43 95 0,217 120 0,70
175 1,33 105 0,207 130 0,67
200 1,23 115 0,196 140 0,64
225 1,13 125 0,184 150 0,60
250 1,03 - - - -
Кукуруза
100 0,96 75 0,214 100 0,40
125 0,88 85 0,201 110 0,37
150 0,о0 95 0,188 120 0,35
175 0,73 105 0,175 130 0,33
200 0,66 115 0,161 140 • 0,31
£25 0,60 125 0,147 150 0,29
Озимая пшеница
100 1,01 75 0,166 100 0,23
125 0,93 85 0,151 110 0,22
150 0,86 95 0,138 120 0,21
175 0,78 105 0.1СЗ 130 0,20
200 0,70 115 0,121 140 0,19
- - 125 0,116 ' 150 0,18
* 0-100 см,**30 см
рами в зависимости от их содержания в почве приведены на оптимальном фоне двух других,в каждом же конкретном случае в уравнение регрессии подставляется фактическое содержание питательных веществ,что позволяет определить потенциально возможный урожай за счет естественных запасов N-N03 и подвижных Р205 и К20.
Дозы основного удобрения рассчитываются по формуле:
Зп * Кп
Л - ( Упл - - ) * Нэп.где
100*НВ
Д - доза удобрения,кг/га д.в.,
Упл- плановый урожай,т/га,
Зп - запасы элемента в почве,кг/га,
Кп - коэффициент использования элемента культуройД,
Нв - норматив выноса элемента культурой,кг/т,
Нзп- норматив затрат элемента на прибавку урожая,кг/т.
Предлагаются оптимальные уровни содержания азота,фосфора и калия в почве для свеклы,кукурузы и пшеницы(табл.7).
Таблица 7
Оптимальные уровни содержания подвижных питательных веществ в черноземе типичном
Культура 1 N-N03,кг/га* 1 1 А 1 1 Р205,мг/кг** 1 1 1 1 К20,мг/кг** 1
Сахарная свекла ¿00-250 100- 125 140- 160
Кукуруза 200-225 , 75- 100 120- 140
Озимая пшеница ■ 175-200 100- 125 120- 140
* 0-100 см,А* 0-30 см
Растительная диагностика.В процессе работы были установлены математические зависимости между наличием основных макроэлементов в растениях по основным фазам развития,совпадающим по времени с критическими периодами в жизни растений или с периодами максимального потребления питательных веществ.
Урожай сахарной свеклы очень тесно коррелирует с содержали-
Таблица 8.
Математические модели зависимости урожая культур(т/га) от содержания МРК в растениях
' I I Сахарная свекла I Кукуруза I Озимая пшеница Фактор.I Степень I _I __I_
7 (фактора!2-3 пари1 1 1н.лист. 1 1 1 1 см. в рядках 1 см. в 12-3 лис-1 м/р 1 та 1 1 14-5 лис-1 тьев 1 1вымет. 1 1с0цв. 1 1 кущение1трубков. 1 1колоше-1 ние*** 1
N 1 -43,8 -36,1 -21,3 -2,099 -8,91 -16,91 -0,191 0,483 -0.059
2 11,9 10,9 8,9 1,803 3,94 -0,21 0,255 0,252 0,361
Р 1 222,0 -41,9 -18,3 81,7 113,5 181,3 7,42 8.87 8,68
2 -91,1 304,0 313,0 4,040 -57,7 -163,6 8,45 13.85 25,68
К 1 -188,7 -48,9* -55,1* 10,204 18.1 17,1 2,166 -1,445 2.710
2 44,5 23,4* 35,6* 0,384 -1,76 . -1,71 -0,264 1,038' -0,355
*Корнеплоды.в остальные сроки - листья;**три верхних листа,в остальные сроки - все растение;
***Флаговый лист,в остальные сроки - все растение.
ем общего азота и фосфора в листьях и корнеплодах во все сроки отбора образцов.По калию,накопленному листовым аппаратом,положительная корреляция с урсяаеы. имеет место лишь в первые две недели роста,тогда как по корнеплода« прямая связь сохраняется в течение всей вегетации.По другим культурам содержание Ы.Р.К в органах растений положительно коррелирует е урожаем во все сроки наблюдения. — • ! ~ ~
Таблица 9
Оптимальное содержание элементов питания в культурах севооборотаД
Сахарная свекла 1 . Кукуруза ! 1 Озимая пшеница
2-3 пары 1см. в I см. в 12-5 14-5 1вым.** Iкуще-1 труб-1 коло-■*** н.листьев!ряд. I м/р 1листа1лист. 1соцв. 1нйе (ков. Iшение
1__1__I_I_I__l_i_I__
N
4,5- 4.2- 3.7- 5.1- 4,3- 2,1- 4,4- 3,2- 3.5-
4,6 4,3 3.8 5.3 4,5 Р 2,3 4,6 3,4 3.7
0,57- 0,46- 0,41- 0,43- г 0,39- 0,26- 0.43- 0,33- 0,26-
0,59 0,48 Q.43 0,45 0Д1 К 0,28 0,45 0,35 0,28
4,4- 2 ?*- 2.1*- 4.4- . 2,9- 2,6- 3,4- 2,9- 2,2-
4,5 2.9 2.2 4.6 3,1' 2,8 3.6 3,1 2,4
* Корнеплода,остальное - листья;** три верхних листа,остальное - все растение;***флаговьм лист,остальное- все растение.
С привлечением - экспериментального информационного массива были получены уравнения регрессии урожая культур на содержания в-растениях азота, фосфора и калия в разные фазы развития (табл. 8) с помощью' которых можно определить потенциальный урожай,зная химический состав растений в течение Еегеталик.В заключении приводятся оптимальные уроени содержания КРК в различных органах свеклы, кукурузы и пшеницы ь разные фазы роста,ссот-ветствующие максимально возможным урожаем при сложившихся сред-немноголетиих условиях погоды (табл.9).
При проведении длительных и краткосрочных опытов с озимой пшеницей были установлены зависимости между наличием общего и нитратного азота в растениях в фазы кущения,выхода в трубку, ко-лозения и содержанием клейковины в верне при уборке.Положительная корреляция.достоверная на 5-Х-ном уровне значимости.получена для общего азота,связь же между содержанием нитратов в растениях и клейковиной в зерне недостоверна.Для получения ценного зерна необходимо шегь общего азота не менее:в кущении - 4,1%, во время выхода в трубку ~ 3,0%,в колошении(флаговый лист) - 3,2%.
7. БАЛАНС ЭЛЕЕНТОЗ ПИТАНИЯ В ЗЕРКО-СБЕКЛОБ11ЧШМ СЕССОБОРОТЕ
Наш был подсчитан хозяйственный баланс основных макроэлементов (азота, фосфора и калия) в среднем за ДЕе ротации севооборота. В принципе он лиль косвенно отражает круговорот элементов питания в агроэкосистеме(С.Н.Юркин,1974).однако для биологического баланса необходимо такое множество дополнительных показателей, варьирование которых само по себе довольно велико,но самое главное они должны устанавливаться экспериментальным путем при постановке специальных исследований. И поэтому привлечение справочных данных в данном случае не оправдано.
В нашх исследованиях при средней продуктивности севооборота около 50 ц/га зерновых единиц дефицит азота составил 90 кг/га,фосфора - 31 и калия - 87.Хозяйственный баланс по азоту даже при ежегодном внесении 120 кг N на гектар отрицательный на безнавозном фоне,а на фоне навоза - положительный в размере 9 кг/га. Видимо,при учете всех приходных статей азота (включая прежде всего симбиотическую и несимбиотичзскую фиксацию),начиная с 96 кг/га N на гектар севооборотной площади в зерно-свекловичном севообороте с 20% сахарной свеклы баланс по азоту будет положительным.
Баланс по фосфору отрицательный только на контроле и при е.чесенип одного навоза из расчета 8 т/га. Все остальные варианты имеют положительный баланс по этому элементу.Положительной баланс по калига »л; имеем лнгь на фоне навоза,начиная с дсаа 72 кг/га К20,внесенного с минеральными удобрениями,и при внесении 120 кг/га - е виде одних минеральных удобрений.
ВЫВОДЫ
1.Содержание подвижных макроэлементов в черноземе типичном в интенсивном зерно-свекловичном севообороте и без внесения удобрений не претерпевает существенных изменений во времени и стремиться поддержать свой габитус на исходном уровне.Удобрения существенно улучшает динамику питательных веществ в почве:повыиа-ется содержание минерального азота,нитрифицирующей способности почвы,подвижных форм фосфора и калия.Эта закономерность имеет место и в случае отрицательного баланса элементов питания в севообороте (азот и калий).
2.Имеет место глубокая миграция нитратного азота вниз по профилю почвы.и рано весной в слое 0-30 сантиметров содержание его составляет 25-30% от количества,содержащегося в метровой колонке. Азот минеральных удобрений более лабилен,чем азот почвы и локализован в более глубоких слоях почвы.Органические удобрения стабилизируют миграционные процессы,и нитратный азот по орга-но-минеральной системе удобрения накапливается в относительно поверхностных слоях почвы по сравнению с минеральной.
3.3а счет естественных запасов чернозема типичного формируется в среднем 70% 'урожая.Прибавки урожаев за счет удобрений в среднем за десять лет составили:по сахарной свекле - 135-149 ц/га,по кукурузе - 81-98 ц/ra,по озимой пшенице - 11-19 ц/га.Применение удобрений позволило довести продуктивность севооборота до 80 ц/га в среднем за год.
4.С учетом урожая и ьго качества лучшие результаты получены по минеральной системе удобрения на свекле в первой и второй ротациях от N240P180K180.no органо-минеральной - В Первой ротации
от N180P180K120 и N180P120K18Q.BO второй - от N120P120K120.Для кукурузы по обеим системам удобрения в первой ротации предпочтение следует отдать сочетанию N120P90K90.bo второй - Ш0РС0К90, а для озимой пшеницы - N90Pi20K90 и 1ШРС0К90, то- есть, как правило, имеет место снижение оптимума доз во .времени,и прежде всего фосфора.
5.Удобрения оказывают значительное влияние на качество сельскохозяйственной продукции.Большие дозы минеральных удобрений (свыше 180 кг каждого элемента) уменьшают заводской выход са-
кара до 1.5Х,снижают доброкачественность сиропа,увеличивают содержание редуцирующих веществ.золы и альфа-амикного азота,повышают цветность сиропа.Минеральные удобрения в общем повышают кормовые достоинства зеленой массы кукурузы,увеличивая.содержание переваримого и "сырого" протеина, а также фосфора и качественные показатели озимой пшеницы за счет увеличения содержания белка и клейковины.
6.Минеральные удобрения способствуют увеличению энергии,накапливаемой сельскохозяйственными культурами зерно-свекловичного севооборота в процессе вегетации.Коэффициент полезного действия удобрений в биоэнергетическом аспекте положителен на всех культурах и в целом по севообороту и составляет на перспективных вариантах по сахарной свекле 2,83 ,по кукурузе -2.87 .по озимой пшенице - 2,59.
7.Плодородие черноземов изменяется во времени в процессе сельскохозяйственного использования.Снижается содержание гумуса как в пахотном слое почвы,так и по всему метровому профили.Минеральные удобрения позволяют уменьшить интенсивность минерализации гумуса, однако повышенные и высокие дозы проявляют тенденцию к усилению минерализационных процессов в верхних слоях почвы,затухающих с глубиной.Применение 8 т/га навоза и минеральных удобрений в дозах 48-96 кг/га азота,фосфора и калия делает возможным расширенное воспроизводство почвенного плодородия.
8.Содержание подвижного фосфора и калия без применения удобрений по существу не изменилось за две ротации.Навоз и все дозы минеральных удобрений повышают содержание подвижного фосфора в почве до глубины одного метра.Минеральные удобрения и навоз повышают содержание всех групп фосфатов,особенно заметно увеличение рыхлосвязанных фосфатов,фосфатов алюминия и железа.Содержание подвижного калия возрастает на удобренных вариантах,но только до 60-сантиметровой отметки.Минеральные удобрения не оказали существенного влияния на обменную кислотность чернозема типичного,увеличивая незначительно гидролитическую кислотность.•
9.В процессе сельскохозяйственного использования чернозема ухудшается его агрегатный состав:увеличивается глыбистая фракция и уменьшается количество агрономически ценных агрегатов.Минеральные удобрения несущественно изменяют объемную массу почвы, совместное внесение их с навозом несколько уменьшает ее.Удоб-
рения не изменили пороэность почвы и несколько увеличили предельно полевую влагоемкость.
10. Среди различных методов определения почвенного азота наибольший коэффициент корреляции отмечен с показателем нитрифицирующей способности в пахотном слое и содержанием нитратов б метровом слое,показатель легкогидролизуемого азота по сути дела не изменяется на разных уровнях удобренности и не может быть принят для диагностических целей.Методы определения подвижных форм фосфора и калия в почве имеют примерно одинаковую степень связи с урожаем,и их выбор будет определяться технологичностью и экс-прессностыо.
11.Коэффициенты корреляции количества нитратного -азота с урожаем культур севооборота увеличиваются с глубиной отбора образца, однако, начиная с глубины 80-120 см эти различия невелики и поэтому -за основу для проведения почвенной диагностики на азот можно ограничиться метровой глубиной.Колебания коэффициентов пересчета количеств; азота неглубоких слоев почвы на метровую глубину имеют широкий доверительный интервал,а выборки относятся к
. разным генеральным совокупностям.
12.Предлагается шкала обеспеченности культур подвижными элементами питания,находящимися в почве.Оптимальным содержанием нитратного азота в метровой глубине следует считать для сахарной
. свеклы 200-250' кг/га.для кукурузы 200-225,для озимой пшеницы -175-200 кг/га; подвижного фосфора в пахотном слое для свеклы и озимой пшеницы -100-125 цг/кг,для кукурузы - 75-100 мг/кг; подвижного калия для сахарной свеклы - 140-160 мг/кг,для кукурузы и озимой пшеницы - 120-140 кг/кг.
13. Установлены оптимальные уровни содержания элементов питания в растениях,соответствующие максимально возможным урожа-
- ям.Оптимальное содержание азота в листьях сахарной свеклы составляет при образовании 2-3 пар настоящих листьев 4,5-4,62,при смыкании растений в рядках - 4,2-4,31, при смыкании междурядий -3,7-3,82; фосфора - 0,57-0,592, 0.46-0,481, 0,41-0,43?.. калия -4,4-4,52, 2,7-2,91(корнеплоды),2,1-2,2Г(корнеплоды)соответственно. Оптимальное содержание азота в листьях кукурузы при образовании 2-3-х листьев составляет 5,1-5,32.в фазу 4-5 листьев -4,3-4,52,в фазу выметывания метелки - 2,1-2,32; фосфора -0.43-0,452, 0,39-0,412, 0,26-0,282¡калия - 4,4-4,62,2,9-3,12,
2,6-2,8% соответственно.Оптимальное содержание азота в листьях озимой пшеницы составляет в фазу кущения 4,4-4,6%,в фазу трубко-вания - 3,2-3,4%,в фазу колошения(флаговый лист) - 3,5-3,7%;фос-фора - О,43-0,45%,О, 33-0,35%, 0,26-0,28%; калия - 3,4-3,6%,2,9-3,1%,2,2-2,4% соответственно.
14.Внесение удобрений в двойных дозах (NPK)96 не влияет существенно на накопление тяжелых металлов в почве.Получена досто-
i
верная положительная зависимость между удобрениями и содержанием ряда тяжелых металлов в растениях.Однако все изменения не превышают уровень предельно допустимых концентраций,имеющих силу на сегодняшний день.
15.В среднем за две ротации севооборота на варианте без внесения удобрений получен отрицательный хозяйственный баланс по азоту в размере 90 кг/га,по фосфору - 31 кг/га Р205,по калию -87 кг/ra К20.Положительный баланс по азоту имеет место лишь при внесении в почву 8 т/гг. навоза и 120 кг азота, по фосфору - накопление этого элемента происходит уже при внесении 48 кг/га Р205,по калию - в случае внесения 120 кг/га К20 в виде минеральных удобрений,либо при совместном внесении 72 кг К20 и 8 т/га навоза.
16.При сложившихся ценах минеральные удобрения обеспечивают положительный экономический эффект в зерно-свекловичном севообороте при органо-минералыюй системе удобрения в дозах 48-72 кг/ra. Наиболее предпочтительны з первой ротации сочетания N72F72K48 и N72P48K72,a Ео второй ротации - N72P48K72.Условно-чистый доход по этим вариантам составил в первой ротации около 170 рублей с гектара при уровне рентабельности 24-27%,а во второй - 346 рублей и 54% соответственно.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1.В зерно-свекловичном севообороте для обеспечения расширенного воспроизводства плодородия чернозема типичного и обеспечения продуктивности 75-80 ц/га зерновых единиц при содержании в метровом слое 100-120 кг/га N-N03,80-90 мг/кг Р20Р5 и 100-120 мг/кг К20 вносить с минеральными удобрениями N72-96P48K48-72 на фоне 8 тонн навоза на гектар севооборотной площади.
2.В целях проведения диагностики обеспеченности культур вер--
но-свекдовичного севооборота усвояемыми формами азота,прогноза действия азотных удобрений на черноземах типичных юго-западной части Центрально-Черноземной зоны следует отказаться от метода определения щелочногидролизуемого азота и основываться на содержании нитратного азота в метровой колонке почвы поздно осенью шш рано весной до-наступления вегетации._____
3.Для улучшения качества корнеплодов сахарной свеклы и увеличения урожая применять в виде некорневых подкормок растворы микроудобрений из расчета на гектар 300-500 г борной кислоты, .150-300 г сернокислого цинка и марганца за месяц до уборки.
4.При определении доз основного удобрения необходимо пользоваться методикой,предложенной нами,опираясь на коэффициенты использования подвижных питательных веществ чернозема типичного, нормативы затрат азота, фосфора и калия на единицу прибавки урожая основной продукции культур севооборота и норматив выноса элементов питания единицей урожая.
5.Считать оптимальным содержанием питательных веществ в почве, при котором не требуется дополнительного внесения удобрений для получения максимально возможного урожая¡нитратного азота в слое 0-100 см для сахарной свеклы - 200-250 кг/га,для кукурузы, 200-250 кг/га,для озимой пшеницы - 175-200 кг/га;подвижного фосфора - в пахотном слое для свеклы и озимой пшеницы - 100-125 мг/кг,для кукурузы - 75- 100.мг/кг;подвижного калия для сахарной свеклы - 140-160 мг/кг,для кукурузы и пшеницы - 120-140 мг/кг.
6.Для операционно-диагностического контроля за состоянием растений использовать параметры оптимального содержания питательных веществ в растейиях в ранние фазы вегетации. Считать оптимальным содержанием элементов питания в листьях сахарной свеклы перед смыканием рядков - 4,2-4,3% N. 0,46-0,48% Р. 2,7-2,9% К(корнеплоды);в листьях кукурузы при образовании 4-5 листьев -4,3-4,5% N. 0,39-0,41% Р, 2,9-3,1% К;в растениях озимой пшеницы в фазу кущения - 4,4-4,6% N. 0,43-0.45% Р, 3,4-3,6% К.
7.Для повышения качества зерна озимой пшеницы проводить растительную диагностику с использованием показателей на содержание общего азота.Возможность получения ценного и сильного зерна реализуется при содержании азота в растениях в фазу кущения -4,1-4,4 %,ъ фазу трубкования - 3,0-3,3% и в фазу колошения(флаговый лист) - 3,2-3,5%.
СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1.Никитин В.В.Сравнительная оценка методов определения подвижных фосфатов в обыкновенных чернозема юго-востока ЦЧП//Агрохимия.- 1971.- N 10.- С.144-148.
2. Никитин В.В.Определение фосфора в кислотных вытяжках из обыкновенных черноземов с помощью сульфата гидразина //Вестник сельскохозяйственной науки.- 1971.- N 10,- С.108-109.
3.Никитин В.В..Мухин Н.Г.Определение калия по методу Чири-кова в черноземах Воронежской области//Сб.науч.работ НИИСХ ЦЧП.т.УШ.выпЛ.- Каменная Степь.1975.- С.40-44.
4.Годунов И.Б..Никитин В.В..Тиберькова Г.А. .Федоров
B.А.Применение удобрений в Центрально-Черноземной зоне//Научные основы применения удобрений по зонам страны.- М.,1975.-
C.125-133,
5.Никитин В.В.К методике определения калия по методу Чири-кова в почвах Центрально-Черноземной зоны//Агрохимия.- 1976.- N г.- С.144-146.
6.Никитин В.В.Влияние фосфорных удобрений на урожай кукурузы в зависимости от обеспеченности почвы подвижными фосфзтз-ми//Агрохимия.- 1977.- N 9.- С.ЗЗ-Зб.
7.Мозговой А.И..Никитин В.В.С азотными подкормками//Сель-ские зори.- 1978.- N 8.- С.21.
8. Никитин В.В.Методика отбора растительных проб в полевом опыте//Вестник сельскохозяйственной науки.- 1978.- N 4.-С. 130-134.
9.Мозговой А.И..Никитин В.В.Влияние азотной подкормки на урожай озимой 1теницы//Инф.листок ЦНТИ.- N 107-79.-Белгород,1979.- 2 с '.
Ю.Никитин В.В..Мозговой А.И.Влияние сроков азотной подкормки на урожай озимой ггаеницы//Инф.листок ЦНТИ. - N 98-79.- Белгород, 1979. - 2 с.
1.1.Никитин В.В.Влияние повышенных доз.сроков и способ внесения минеральных удобрений на урожай сахарной свеклы и ячме-ня//Тез.докл.Всесоюз.н.-техн.совещ. "Пути повышения продуктивности земледелия и почвенного 'плодородия и задачи геосети опытов с удобрениями в XI- пятилетке.Ч. I.- Белгород, 1980.- С.150-151.
12.Рудай и.Л-.Шелганов И.И.,Никитин В.В. и др.Рекомендации по рациональному применению удобрений.- Белгород,1980.- 48 с.
13.Акулов П.Г..Рындыч Л.П..Никитин В.В. и др.Рациональное применение удобрений//Научно-обоснованная система земледелия Белгородской области на 1982-1985 годы.- Белгород,1982.-С.43-57.' -----1___
1Л Никитин В.В.Сроки и способы внесения удобрений//Рацио-нальное использование удобрений.- Воронеж,Центр.-Черноз.кн.изд. 1982.- С.35-40.
15.Никитин В.В.Удобрение технических культур.- Там же,-С.29-34.
16.Никитин В.В.Система удобрения в севооборотах.- Там же.-С.55-59.
17.Доманов Н.М..Никитин В.В..Мозговой А.И.Применение удобрений под сельскохозяйственные культуры//Справочник агрохимика.-Воронеж,Центр.-Черноз.кн.изд.,1983.- С.57-69.
18.Банников И.Д. ЛЛшеев В.Г.,Никитин В.В. и др.Научные основы применения удобрений в Центрально-Черноземной зоне.- Воронеж,Центр.-Черноз. кн. изд. ,1983.- 164 с.
19.Никитин В.В.Эффективность удобрений на типичном черноземе в зерно-свекловичном севообороте Центрально-Черноземной зо-ны//Тез. докл.сов.по'геосета опытов с удобрениями.4.1.-М.,1984,-С. 117-118.
20.Никитин В.В.Влияние минеральных удобрений на урожай и качество сахарной свеклы.//Инф.листок ЦНТИ.М 271-84.- Белгород, 1984.- 4 с. '
21. Никитин В.В. Влияние удобрений на урода!! зеленой массы кукурузы.//Инф. листок ЦНТИ.Н-264-84.- Белгород,1984.- 4 с.
22.Никитин В.В.Влияние минеральных удобрений на урожай ячмо-,ня.//Инф. листок Ц11ТИ,!1 270-84.- Белгород, 1984.- 3 с.
23.Никитин В.В.Продуктивность свеклы в зависимости от удоб-рений//Сахарная свекла.- 1985,- N 10.- С.33-35.
24.Никитин В.В.Хороша норма - высок и урожай//Сельские зори.- 1985. - Н 4.- С.27-28.
25.Никитин В.В.Диагностика азотного . питания озимой пшеницы, возделываемой по интенсивной технологии.//Инф.листок ЦНТИ.Н 148-86.- Белгород,1986.- 2с.
26.Никитин В.В..Курулюк Д.В.Влияние удобрений на урожай и ка-
чество кукурузы//С<5. науч. тр. БСХИ"Пути повшения урожайности кормовых культур".- Белгород»1987,- С. 18-22.
27. Никитин В.В.Влияние минеральных удобрений на урожайность и сахаристость сахарной свеклы.//Инф.листок ЦНТИ,N 46-87.- Белгород, 1987. - 3 с.
28. Никитин В. В.Длительное применение удобрений и продуктивность зерно-свекловичного севооборота//Удобрения в интенсивном земледелии.- Воронеж.Центр.-Черноз.кн.изд.,1987,- С.18-24.
29.Никитин В. В.Удобрение и урожай гороха на черноземах//Зер-новые культуры.- 1988.- N 3,- С. 40-42.
30.Никитин В.В.Дозы суперфосфата под озимую пшеницу на чер-ноземе//Химизация сельского хозяйства.- 1988.- N-3.- С.47-48.
31.Иевлев Д.М..Никитин В.В.Эффективность внесения удобрений под сахарную свеклу.// Инф.листок ДНТИ.И 104-89.- Белгород, 1989,- 4 с.
32.Никитин В.В..Курулюк Л.В..Иевлев Д.М.Длительное применение удобрений под сахарную свеклу на типичных черноземах ЦЧЗ//Сб.науч.тр.БСХИ"Интенсификация производства технических культур в ЦЧЗ",- Белгород,1989.- С.43-51.
33. Никитин В.В..Иевлев Д.М.Влияние навоза и минеральных удобрений на урожай и качество сахарной свеклы//Инф. листок ШЛЮ 100-89.- Белгород, 1989.- 3 С.
34.Акулов П.Г..Никитин В.В..Шаповалов Н.К.Пути увеличения производства сахара в Белгородской области.- Белгород,1989.- 14 с.
35.Курулюк Л.В..Иевлев Д.М..Никитин В.В.Выращивание озимой пшеницы на разных фонах питания.- Инф.листок,N 40-90,- Белгород, 1989.- 2 с.
36.Никитин В.В.,Гаджиев А.Ю..Рязанцева Л.И.Качество не должно страдать.//Сахарная свекла.- 1989,- N 4.- С.51-52.
37.Никитин В.В..Иевлев Д.М..Курулюк Л.В.Использование удобрений под сЕеклу//Химизация сельского хозяйства.- 1990.- N 5.-С.61-62.
28. Никитин В. В. Выращивание ячменя на различных фонах литания.- Инф.листок ЦНТИ.N 39-90,- Еелгс;_:д,19еэ.- 2 с,
39.Азаров Б.Ф..ШелганоЕ К.И..Никитин В.В. и др.Регулирование плодородия чернсземоЕ в интенсивном земледелии//Научно-обоснованная система земледелия Белгородской области.- Еелго-
род,1990.-С.36-91.
40.Никитин В.В.Выращивание кукурузы на зеленую массу на различных фонах питания.- Инф.листок ЦНТИ.И 41-90.- Белгород,1990.-з с.
41.Никитин В.В.Способ определения обеспеченности почв азо-том//Авторское свидетельство, 1992,- N1718113.___
42.Никитин В.В..Толстенко Н.Ф..Савин Н.А.Прогнозирование содержания сырой клейковины в зерне озимой пшеницы//Зерновые культуры.- 1996.- N 1.- С.10-11.
43.Никитин В.В..Удовидченко П.М..Ахмеров М.И. и др.Изменение органического вещества и миграция минерального азота по профилю чернозема типичного под влиянием длительного применения удобре-ний//Тез.докл.науч.-практич.конф. "Стабилизация развития АПК Центрального Черноземья на основе рационального использования природно-ресурсного потенциала".- Воронеж,1996,- С.156-158.
44.Никитин В.В..Шаповалов Н.К..Толстенко Н.Ф. и др.Удобрение и качество корнеплодов//Сахарная свекла.- 1996.-И 7.- С. 6-7.
45.Никитин В.В..Шаповалов Н.К..Нурадинов М.Д.Дозы удобрений и урожай//Сахарная свекла.- 1997.- N 12.- С.10-11.
46.Никитин В.В'. .Агафонов М.Н. Агрохимические основы получения высоких урожаев озимой' пшеницы на черноземах юго-запада ДЧЗ//Тез.докл.Всеросс.коорд.сов.учреждений Геосети длит.опытов с удоб.и др.агрох.средствами.23-27 марта 1998 г.- М.,1998.- С. 4546.
Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Никитин, Валентин Владимирович, Москва
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК
БЕЛГОРОДСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
НИКИТИН Валентин Владимирович кандидат сельскохозяйственных наук
ОПТИМИЗАЦИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ КУЛЬТУР ЗЕРНО-СВЕКЛОВИЧНОГО СЕВООБОРОТА НА ЧЕРНОЗЕМАХ ТИПИЧНЫХ ЮГО-ЗАПАДА ЦЧЗ
Специальность 06.01.04 - агрохимия
Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
На правах рукописи
Москва - 1998
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10
1.1. Влияние систематического применения удобрений
на изменение агрохимических свойств почвы 10
1.2. Влияние удобрений на урожай,качество культур
и продуктивность севооборота 24
1.3. Роль микроудобрений в увеличении продуктивности и повышении качества культур севооборота 33
1.4. Почвенно-растительная диагностика потребности культур в элементах питания 35
1.4 Л.Почвенная диагностика 39 1.4.2.Растительная диагностика 47 ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ,ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 51
2.1. Цели и задачи исследований 51
2.2. Условия и объекты проведения исследований 53
2.3. Метеорологические условия проведения опытов 56
2.4. Агропочвенная характеристика опытного участка 59
2.5. Методы исследований(аналитическая часть) 61 ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА СОДЕРЖАНИЕ ПРОДУКТИВНОЙ
ВЛАГИ И ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ В ПОЧВЕ И РАСТЕНИЯХ 63
3.1. Динамика продуктивной влаги в почве 63
3.2. Динамика подвижных питательных веществ в почве 66
3.3. Динамика накопления биомассы и элементов питания растениями 87
4.2.
4.3.
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО КУЛЬТУР 4.1. Влияние удобрений на урожай и качество свеклы Влияние последействия удобрений на урожай и качество ячменя
Влияние удобрений на урожай и качество кукурузы
4.4. Влияние последействия удобрений на урожай и качество гороха
4.5. Влияние удобрений на урожай и качество пшеницы
4.6. Влияние удобрений на продуктивность севооборота Влияние погоды на урожайность и эффективность удобрений
БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ В ЗЕРНО-СВЕКЛОВИЧНОМ СЕВООБОРОТЕ ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ Изменение агрохимических характеристик чернозема типичного под действием длительного применения удобрений
Влияние удобрений на изменение физических показателей чернозема типичного
ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПТИМИЗАЦИИ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ КУЛЬТУР ЗЕРНО-СВЕКЛОВИЧНОГО СЕВООБОРОТА ВЛИЯНИЕ СИСТЕМАТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ НА ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ СИТУАЦИЮ В АГР0ЦЕН03Е БАЛАНС ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ В СЕВООБОРОТЕ
4.7.
ГЛАВА 5.
ГЛАВА 6.
6.1.
6.1 6.2.
ГЛАВА 7.
ГЛАВА 8.
ГЛАВА 9. ВЫВОДЫ
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ
113 '118
131 136
140 142 148
152
156 165
165
186
192
242
255 260 262 327
ВВЕДЕНИЕ
Для обеспечения устойчивого роста урожайности сельскохозяйственных культур важное место принадлежит мероприятиям,направленным на расширенное воспроизводство почвенного плодородия,рациональное применение органических и минеральных удобрений»научно- обоснованные системы интенгрированной защиты растений от вредителей и болезней.
Уровень плодородия почв в сочетании с погодными условиями является определяющим фактором в получении высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур в Центрально-Черноземном регионе.Ускоренное наращивание производства сельскохозяйственной продукции требует существенной перестройки земледелия,которое в настоящее время не обеспечивает гарантированного снабжения населения продуктами питания,а перерабатывающую промышленность -сырьем.
В Центрально-Черноземной зоне Российской Федерации,расположенной на плодородных черноземных почвах,производится более 9% зерна,около 50% сахарной свеклы,14% подсолнечника,значительное количество животноводческой продукции.
Земельный фонд ЦЧЗ составляет 16,8 млн.гектаров,из которых -11,млн.пашни,представленной черноземами оподзоленными - 4,%,черноземами выщелоченными - 36,%,черноземами типичными - 11,3%,черноземами обыкновенными - 11,3%,черноземами южными - 0,3%.На долю прочих почв приходится 15,6% пашни.
В интенсивном земледелии почвообразовательный процесс находится под влиянием антропогенного фактора,при этом происходит изменение природных свойств черноземов.При систематическом ис-
пользовании удобрений почва обогащается биофильными элементами,в то же время вследствие отчуждения с урожаем,а также развития эрозионных процессов происходят потери органического вещества и элементов минерального питания,что приводит к нарушению природного равновесия в экосистемах и нередко ухудшает экологическую ситуацию агроценоза.
Расширенное воспроизводство плодородия - процесс,при котором последующий цикл малого биологического круговорота веществ и энергии сопровождается стабильным увеличением в системе биофиль-ных элементов и энергии по сравнению с предыдущим циклом.Современные концепции расширенного воспроизводства плодородия почв исходят из положения,что самоорганизация почвы первична, а управление - вторично.Интенсификация земледелия приводит к аккумуляции одних и потере других не только питательных,но и балластных а также токсичных элементов и изменяет их размещение по профилю.
В условиях Центрально-Черноземной зоны земледелие в значительной степени подвергается отрицательному влиянию погодных условий. Земледелие ведется в условиях недостаточного и неустойчивого увлажнения,часто повторяющихся засух,в результате чего снижаются темпы повышения урожайности и валовых сборов продукции. Дальнейшая интенсификация земледелия в зоне невозможна без восстановления и последовательного наращивания плодородия почв на фоне рационального использования местных почвенно-климатических ресурсов.
Осуществление практических задач по увеличению производства продуктов земледелия во многом зависит от правильной оценки состояния потенциального плодородия почв,его оптимальных параметрах.
В настоящее время выделяются три группы основных показателей потенциального плодородия почв:
- агрохимические(гумус,валовые и подвижные формы азота,фосфора и калия,микроэлементы,потенциальная и актуальная кислотность почвенного раствора,состав ППК);
- агрофизические(механический состав, структура, объемная масса, плотность сложения, общая пористость, водно-физические параметры);
- биологические(общее количество микроорганизмов,нитрификацион-ная и азотфиксирующая способность,ферментативная активность).
Систематические исследования,проведенные на всех типах почв ЦЧЗ,свидетельствуют о значительном снижении гумуса и валового азота на пашне по сравнению с целинными и залежными землями,при этом наиболее негативный характер этот процесс имеет в пахотном слое.Ежегодная минерализация гумуса в пахотном слое почвы Центрально-Черноземной зоны в сильной степени обусловлена погодными условиями и составляет в среднем 0,6-0,9 т/га.В черноземах она достигает 0,4-0,7%: в оподзоленном и южном - 0,5-0,7%, в серых лесных почвах - 0,8-1,0% от общих его запасов.
В условиях интенсификации сельскохозяйственного производства первостепенное значение приобретает проблема управления плодородием почвы.Практическое решение ее не ограничивается мобилизацией природных ресурсов земельных угодий,а обеспечивается возвратом и возмещением использованной их части,дополнительной энергией агроэкосистемы и улучшением условий для повышения продуктивности фотосинтеза за счет комплексного и системного использования всех известных путей,применения новых методов повышения пло-
дородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур.При оптимизации управления плодородием почв нужно исходить из следующих основных положений:
- необходимо иметь четкое представление о современном состоянии потенциального плодородия почв,его агрохимических.агрофизических и биологических показателях, определяемых в результате почвенных обследований;
- требуются полные данные о прогнозируемом уровне потенциального плодородия,его оптимальных показателях,устанавливаемых на основе проведения многофакторных опытов;
- необходим научно-обоснованный комплекс факторов,обеспечивающий воспроизводство плодородия черноземов.Основой системы управления плодородием почв должна быть модель с оптимальными показателями, обеспечивающими расширенное воспроизводство плодородия.
В Центрально-Черноземной зоне проведено большое количество опытов по применению удобрений на типичных черноземах в зерно-свекловичных севооборотах,но большинство из них были краткосрочными, а в длительных стационарах,как правило,исследования проводили с узким интервалом насыщенности минеральными удобрениями и с небольшим набором сочетаний азота,фосфора и калия.Мониторинг основных параметров почвенного плодородия проводился с ограниченным набором показателей и на небольших глубинах.
Выяснению ряда теоретических и прикладных вопросов регулирования почвенного плодородия чернозема типичного,разработке научных основ системы удобрения,оптимизации минерального питания культур зерно-свекловичных севооборотов в условиях юго-зпадной части ЦЧЗ и были посвящены наши исследования,основные результаты которых представлены в настоящей работе.
Научная новизна.Разработаны научные основы применения удобрений в зерно-свекловичном севообороте на черноземах типичных в юго-западной части Центрально-Черноземной зоны,обеспечивающие стабильную урожайность культур высокого качества и удовлетворяющие экологическим ограничениям.Установлены оптимальные уровни минерального питания ведущих культур.основные критерии почвен-но-растительной диагностики,позволяющие корректировать систему удобрения в зависимости от обеспеченности почвы подвижными элементами питания.Предложены нормативы затрат минеральных удобрений на формирование единицы урожая и прибавки»разработаны нормативы затрат подвижных питательных веществ чернозема типичного а также коэффициенты их использования в зависимости от эффективного плодородия.Изучены изменения основных показателей плодородия чернозема типичного на глубину одного метра под влиянием систематического применения органических'. и минеральных удобрений, трансформация гуминовых и фульвокислот а также различных соединений почвенного фосфора и калия. Проведена биоэнергетическая оценка применения удобрений в зерно-свекловичном севообороте. Впервые в условиях ЦЧЗ приводятся результаты исследований по миграции нитратного азота на глубину двух метров в условиях естественного фона и повышенного уровня применения средств химизации.
Практическая ценность работы и реализация результатов исследований. Разработана система удобрения зерно-свекловичного севооборота на черноземах типичных,обеспечивающая получение 75-80 ц/га зерновых единиц.Установление оптимальных норм и соотношений минеральных удобрений является теоретической базой для составления системы удобрения зерно-свекловичного севооборота, что позволит получать высокие урожаи хорошего качества при сниженных ма-
териальных и энергетических затратах на единицу продукции.Предложенные критические уровни содержания азота,фосфора и калия в почве и растениях сделают возможным проводить систематический операционно-диагностический контроль за состоянием выращиваемых культур,корректировки системы питания в целом,повысить рентабельность химизации земледелия с учетом охраны окружающей среды. Полученные результаты позволят вести земледелие на почвах первой агропроизводственной группы с бездефицитным балансом гумуса, то- есть в условиях расширенного воспроизводства плодородия чернозема типичного.Основные результаты работы включены в систему ведения сельского хозяйства ,в систему земледелиям программу повышения плодородия почв Белгородской области.
Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на международных конференциях(г. Белгород,1995,г.Москва, 1996), на Всесоюзных координационных совещаниях(г.Белгород ,1980,г. Пенза,1982,г.Горький,1984,г.Суздаль,1989),на зональных и региональных научно-методических совещаниях(г.Белгород , 1988, г.Липецк,1990,г.Тамбов,1993,г.Воронеж,1996).
Основные исследования проводили в полевом стационарном опыте, заложенном в 1979 году на опытно-производственном отделении Центрально-Черноземного филиала ВИУА,расположенном в Корочанском районе Белгородской области,а также в микрополевых и лабораторных опытах.В разработке программ исследований и проведении наблюдений в разное время принимали участие Белоусова.Н.А.,Оксенен-ко Н.И.,Романенко М. И.,Горбатенко А.И.,Придачина Л.Н.,Страхова Т.А..Никитин В.В.,которым выражаю искреннюю признательность.
За методическую помощь в работе приношу благодарность академику В.Д.Панникову,академику В.Г.Минееву,доктору сельскохозяйс-
твенных наук Т.И.Ивановой,кандидатам сельскохозяйственных наук Щ.И.Литваку и А.И.Хабаровой.
ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1.Влияние систематического применения удобрений на изменение агрохимических свойств почвы
Для разработки научных основ системы применения удобрений в севооборотах различной специализации важное значение имеет информация о закономерностях минерального питания растений и эффективности удобрений в условиях длительных стационарных опытов (Т.Н.Кулаковская,1983).Краткосрочные полевые опыты,резуль таты которых сыграли положительную роль на первом этапе химизации земледелия,уже не могут дать исчерпывающего ответа на многие вопросы,возникающие при интенсивном поступлении в почву возрастающего количества питательных веществ (В.Д.Панников,1964Д969, 1975,1976,1977,1980).В первую очередь это касается вопросов оптимизации минерального питания растений с учетом взаимодействия высоких концентраций химических соединений в почве и последействия ранее внесенных удобрений.
Исследования в длительных полевых опытах позволяют выявить направленность изменения плодородия почвы под действием систематического наложения удобрительных средств,степень проявления нежелательных последствий интенсивной химизации,дают научную основу для разработки такой системы минерального питания сельскохозяйственных культур,которая отвечала бы требованиям окружающей среды(В.Г.Минеев,1977).
В теоретических основах земледелия учение о плодородии почвы занимает центральное положение.Природное и эффективное плодородие - свойства почвы,которые реализуются в результате применения сложного агротехнического комплекса,обеспечивающего получение стабильных урожаев с высокими качественными показателями продукции (М.И.Сидоров, 1983) .
Содержание и состав органического вещества является основным показателем потенциального плодородия почв,определяющим все остальные параметры агрохимических и физических свойств.Почва -живой гетерогенный организм,находящийся в постоянном динамическом равновесии с факторами внешней среды.Основной принцип криминалистики применим и к взаимоотношениям между биотическим сообществом почвы и средой:присутствие живого организма в экосистеме ведет к некоторым физическим и/или химическим изменениям в данном месте(Р.Тейт,1991).
Известно,что использование почвы для возделывания сельскохозяйственных культур сдвигает динамическое равновесие между новообразованием гумуса и его разложением.Н.Г.Гринченко с соавторами (1983) наблюдали на черноземных почвах потери гумуса из верхнего слоя при сельскохозяйственном использовании целинных черноземов^ то время как содержание его в нижележащих горизонтах сохранилось на исходном уровне при более,чем 100-летней распашке.
В Центрально-Черноземной зоне также имеются результаты исследований, позволяющие утверждать,что убыль гумуса при распашке целины происходит в основном в верхних слоях(А.И.Туровский, 1989) .Так, содержание гумуса на пашне в слое 0-10 см было меньше,чем на целине,а в более глубоких слоях - больше.
По данным А.П.Щербакова и соавторов(1983),с 1950 по 1981 год убыль гумуса по ЦЧЗ составила 0,3% или около 1 т/га в год в пахотном слое.Авторы утверждают,что нужны "принципиально новые представления об использовании минеральных удобрений,они должны решать не только вопросы обеспеченности растений элементами питания^ прежде всего создавать условия оптимизации круговорота веществ и потоков энергии в агроэкосистемах и оказывать активное положительное влияние на интенсификацию почвообразовательного процесса,способствовать устойчивому фунционированию агроэкосис-тем".
Анализ результатов стационарных опытов,проведенных в различных регионах,позволяет судить о роли органических и минеральных удобрений в трансформации гумуса в пахотных землях.Можно утверждать, что органические удобрения способствуют увеличению в почве гумуса,однако нет единого мнения о "пороговой"
-
Никитин, Валентин Владимирович
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Москва, 1998
-
ВАК 06.01.04
- Органические удобрения в севооборотах Центрально-Черноземной зоны
- Агроэкологический мониторинг земель сельскохозяйственного назначения Юго-Западной части ЦЧЗ
- Влияние эспарцета на плодородие почвы и продуктивность севооборотов в условиях юго-востока ЦЧЗ
- Производство экологически безопасной продукции в зерно-свекловичном севообороте
- Влияние способов основной обработки и удобрений на плодородие почвы и урожайность ячменя в юго-западной части ЦЧЗ
