Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оптимизация системы удобрения яровой пшеницы сорта Экада 66 на фоне основных факторов земледелия в почвенно-климатических условиях Республики Татарстан

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация системы удобрения яровой пшеницы сорта Экада 66 на фоне основных факторов земледелия в почвенно-климатических условиях Республики Татарстан"

На правах рукописи

м

ГИЛАЕВ ИЛДАР ГАКИФОВИЧ

ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ СОРТА ЭКАДА 66 НА ФОНЕ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В " ПОЧВЕЛНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

06.01.04 - агрохимия 005544420

1 6 ЯНВ 2014

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Казань-2013

005544420

Диссертационная работа выполнена в отделе земледелия и агрохимических исследований ГНУ «Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Россельхозакадемии в 2010-2012 годы.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, заслуженный деятель науки Республики Татарстан Шакиров Рафил Сабирович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Сабиров Айрат Мансурович; кандидат биологических наук Лукманов Анас Ахтямович.

Ведущая организация - ГНУ «Татарский научно-исследовательский институт агрохимии и почвоведения» Россельхозакадемии

Защита состоится « 5 » февраля 2014 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220.035.01 при ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» по адресу: 420011, г. Казань, ул. Ферма 2, д.53, агрономический факультет, зал заседаний, тел. (факс) 8(843) 236-66-51, e-mail:info@kazgau.гu

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет».

Автореферат разослан « 31 » декабря 2013 г. и размещен на официальном сайте Министерства образования и науки Российской Федерации www.vak.ed.gov.ru и ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» http://www.kazgau.ru/« 31 » декабря 2013 года.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах просим направлять по адресу: 420011, г. Казань, Ферма 2, д. 53, агрономический факультет е-таП:тГо@ка2§аи.ги

Ученый секретарь диссертационного совета,

ацшппи! и мли. > а, ^

доктор сельскохозяйственных

наук, профессор Г' Кадырова Ф.З.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Органическая часть почвы составляет всего 1-10 % от общей ее массы (Вильдфлуш и др., 2001; Ягодин и др., 2002). Однако, именно она обуславливает как эффективное, так и потенциальное плодородие почвы. Сохранение се и приумножение является гарантом высоких урожаев и продовольственной безопасности любого государства. К сожалению, интенсивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур и погоня за высокими урожаями без соблюдения основных законов земледелия привели к снижению гумусированности пахотного слоя не только в Республике Татарстан, но и во многих других регионах России.

В связи с этим, нами проведены исследования по разработке приемов ресурсосберегающих технологий возделывания яровой пшеницы, основывающихся на плодосменных научно-обоснованных севооборотах, почво- и энергосберегающих способах обработки почвы, органоминеральных системах удобрения и интегрированных методах защиты растений с учетом экономического порога вредоносности (ЭПВ). Исследования, обеспечивающие получение стабильных запланированных урожаев зерна яровой пшеницы высокого качества, сохранение и повышение плодородия почв, увеличение рентабельности производства, весьма актуальны.

Цель исследований. Цель исследований - определить наиболее оптимальные системы удобрения яровой пшеницы в восьмипольном зернопаропропаш-ном севообороте, при различных способах обработки почвы, обеспечивающие повышение плодородия почвы и получение высококачественного зерна с высокими экономическими показателями.

Задачи исследований:

- определить влияние систем удобрения на агрофизические, агрохимические показатели и микробиологическую активность серых лесных почв Республики Татарстан в зависимости от вида основной обработки почвы;

- оценить влияние расчетных доз удобрений и обработки почвы на водный режим почвы;

- изучить влияние расчетных доз удобрений и способов обработки почвы на формирование планируемой урожайности и качества зерна объекта исследований;

- рассчитать энергетическую и агроэкономическую эффективность возделывания яровой пшеницы по рекомендуемым технологиям.

Научная новизна. Впервые в условиях Республики Татарстан на основе многофакторных стационарных опытов разработаны адаптивные системы удобрения яровой пшеницы, обеспечивающие получение более 3,5 т/га зерна и воспроизводство плодородия почвы. Доказана агроэкономическая и энергетическая эффективность возделывания яровой пшеницы Экада 66 в зерновом звене севооборота при комплексном подходе их применения.

Практическая значимость. Разработанные органоминеральные системы удобрений и обработки почвы позволяют сохранить плодородие почвы, повысить продуктивность яровой пшеницы в 1,5-2 раза, рентабельность производства - на 25-35 процентов.

■ Защищаемые положения:

1. Оптимальные нормы органических и минеральных удобрений, обеспечивающие повышение содержание гумуса серых лесных почв в зернопаропро-пашном севообороте на 0,14-0,25 процента.

2. Система обработки почвы без оборота пласта обеспечивающая и повышение рентабельности производства зерна яровой пшеницы на 15-20 % и увеличение содержания клейковины на 1,5-3,0 процента.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на Всероссийских и межвузовских научно-практических конференциях молодых ученых (ГНУ «Татарский НИИСХ» Россельхозакадемии: 2010, 2012, 2013; ФГБОУ ВПО Казанский ГАУ: 2012), а также на заседании отдела земледелия и агрохимических исследований ГНУ «Татарский НИИСХ».

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 162 страницах, состоит из общей характеристики работы, 4 глав, 8 выводов, 3 предложений производству, содержит 24 таблицы, 13 рисунков, 35 приложений. Список литературы включает 181 наименование, из них 7 на иностранных языках.

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования в 2010-2012 гг. проводились на опытном поле Татарского НИИСХ в с. Большие Кабаны Лаишевского муниципального района Республики Татарстан (Предкамская зона).

Почв а - серая лесная, по гранулометрическому составу - тяжелосуглинистая. Исходные агрохимические показатели опытного поля: содержание гумуса по И.В. Тюрину 3,05 %, щелочногидролизуемого азота 100-122,5 мг/кг, Р205 -290-295 мг/кг, К20 - 80-100 мг/кг, рНСШ1 пахотного слоя - 5,5, сумма поглощен-

ных оснований - 20-21 мг-экв/100 г почвы, гидролитическая кислотность - 7,28 и 5,48 мг-экв/100 г почвы.

Метеорологические условия в годы проведения исследований резко различались. Так, вегетационный период 2010 г характеризовался острозасушливыми погодными условиями. По данным метеостанции института, количество выпавших осадков за период апрель-август составила всего 95 мм, при норме 245 мм (ГТК - 0,4). В 2011 и 2012 гг. погодные условия были относительно благоприятными для роста и развития яровой пшеницы (ГТК - 0 ,9).

Опыты по системам удобрения проводились в трехкратной повторности с рендомизированным размещением вариантов в зерновом звене зернопаропро-пашного севооборота в трех закладках со следующим чередованием культур: 1. Пар черный (удобренный, без удобрений); 2. Озимая пшеница; 3. Горох; 4. Яровая пшеница; 5. Кукуруза; 6. Яровая пшеница; 7. Ячмень; 8. Овес. Яровая пшеница 6-я культура севооборота. Сорт - Экада 66. Учетная площадь делянки 45 м2 (945).

Схема опыта:

Фактор А (основная обработка почвы):

1. Отвальная вспашка на глубину пахотного слоя (22-24 см);

2. Безотвальная обработка на глубину 15-16 см.

Фактор Б (системы удобрения):

1. Естественный фон;

Минеральпые системы удобрепия, рассчитанные на планируемую урожайность по балансовому методу:

2. ЫРК, рассчитанный на получение 3 т/га зерна;

3. ЫРК, рассчитанный на получение 4 т/га зерна;

4. ЫРК, рассчитанный на получение 5 т/га зерна;

На варианте с минеральной системой и контрольном варианте солому предшествующих культур убирали с делянок.

Оргапоминеральные системы удобрепия с различной насыщенностью ор-гапикой:

Органические удобрения из расчета 5 т/га в год

5. + ИРК, рассчитанный на получение 3 т/га зерна;

6. + ЫРК, рассчитанный на получение 4 т/га зерна;

7. + ЫРК, рассчитанный на получение 5 т/га зерна;

Органические удобрения из расчета 7 т/га в год

8. + КРК, рассчитанный на получение 3 т/га зерна;

9. + NPK, рассчитанный на получение 4 т/га зерна;

10. + NPK, рассчитанный на получение 5 т/га зерна;

Органические удобрения из расчета 9 т/га в год

11. + NPK, рассчитанный на получение 3 т/га зерна;

12. + NPK, рассчитанный на получение 4 т/га зерна;

13. + NPK, рассчитанный на получение 5 т/га зерна;

Содержание гумуса определяли по И.В. Тюрину в модификации В.В. Пономаревой и Т.А. Плотниковой (ГОСТ 26213-84), щелочногидролизуемого азота по Корндфильду, подвижных форм фосфора и калия по А.Т.Кирсанову (ГОСТ 26207-84), сумму поглощенных оснований по Каппену-Гильковицу (ГОСТ 27821-88). Биологическую активность почвы определяли по методу Мишустина, Вострова, Петровой (1987 г.).

Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом. Плотность почвы определяли в слое почвы 0-30 см (Доспехов и др., 1977 г.). Макроагре-гатный анализ проводили методом Н.И. Саввинова. Водопрочность структуры почвы определяли на приборе И.М. Бакшеева.

Учет сорняков проводили в четырех местах делянки на площадках 0,25 м2, два раза за вегетацию. Первый раз - в фазе 3-4 листов яровой пшеницы, второй раз - по истечении трех недель после гербицидной обработки. Степень пораженности болезнями растений пшеницы и распространение болезней учитывали по методике ВИЗР (Чумаков, 1967 г.).

Учет урожая проводили путем прямого комбайнирования зерна с учетной площади комбайном Sampo-500. Из качественных показателей зерна пшеницы определяли содержание белка, сырой клейковины и качество клейковины на приборе ИДК общепринятыми методами. Математическую обработку проводили на программе AGROS, версия - 2.09. Экономическую эффективность рассчитали по методике ВНИИЭСХ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3. ВЛИЯНИЕ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ В СОЧЕТАНИИ С ОСНОВНЫМИ ФАКТОРАМИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ, АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ВОДНЫЙ РЕЖИМ И ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОСЕВОВ

Агрохимические показатели почвы. К концу второй ротации восьмиполь-ного зернопаропропашного севооборота в зависимости от систем удобрения

достигалось повышение гумуса при отвальной вспашке на 0,07-0,18 и на 0,160,29 % при безотвальном рыхлении относительно исходного показателя (табл. 1).

Таблица 1 - Содержание гумуса, поглощенных оснований и кислотность почвы в зависимости от систем удобретш и обработки почвы (0-20 см),

2010-2012 гг.

Системы удобрения Гумус, % Сумма поглощенных оснований (Са2++МВ2Ч мг-экв/100 г рН

исходное отвальная пепяш ка безотвальная обработка отвальная вспаш ка безотвальная обработка отвальная вспаш ка безотвальная обработка

Естественный фон ч о* 2,94 2,97 22,75 23,5 5,4 5,3

1^Ю4,7Р28,эК73,б, рассчитанный на получение 4 т/га зерна 3,12 3,21 22,0 22,25 5,2 5,3

Органические удобрения 5 т/га В ГОД + К85,7Р18,3^61,8, рассчитанный на получение 4 т/га зерна 3,19 3,27 24,25 24,0 5,5 5,5

Органические удобрения. 7 т/га в год + N77P14.3K.51,н, рассчитанный на получение 4 т/га зерна 3,20 3,30 24,5 24,75 5,4 5,5

Органические удобрения 9 т/га В ГОД + К69,оР 10,0^44,3, рассчитанный на получение 4т/га зерна 3,2.3 3,34 26,25 26,5 5,5 5,7

Внесение расчетных доз минеральных удобрений, как отдельно, так и совместно с органическими повышало содержание основных элементов в почве, в частности азота. В начальной стадии вегетации растений максимальное содержание щелочногидролизуемого азота, по обоим фонам основной обработки почвы, наблюдали на вариантах с минеральной системой удобрения. В фазе трубкования (критический период по отношению к элементам питания) растения яровой пшеницы были лучше обеспечены азотом на вариантах с органоми-

неральной системой удобрения. Вероятно, данный факт обусловлен мобилизацией основных элементов питания из поступивших в почву органических удобрений в результате их разложения микроорганизмами. Максимальное содержание щелочногидролизуемого азота на фоне отвальной вспашки отмечалось на варианте с применением органических удобрений 5 т/га в год + ЫРК на получение 4 т/га зерна - 134,4 мг/кг, по безотвальной обработке на варианте с насыщенностью 7 т/га органических удобрений в год + №К на 4 т/га зерна -134,1 мг/кг почвы.

Содержание подвижных форм фосфора в почве во всех фазах роста и развития яровой пшеницы оценивалось как очень высокое. Наибольшее количество подвижного фосфора наблюдалось в вариантах с органоминеральными системами удобрения. В среднем за вегетационный период растений, на фоне отвальной вспашки, содержание Р205 в почве колебалось от 252,2 до 361,1 мг/кг, на фоне безотвальной обработки от 316,3 до 382,2 мг/кг почвы.

Динамика обменного калия во многом была схожа с динамикой подвижного фосфора. В фазе кущения растений яровой пшеницы содержание в почве обменного калия колебалось от среднего -95,7 (контроль без удобрений) до высокого - 209,5 мг/кг почвы (органические удобрения 9 т/га пашни в год + ЫРК на получение 5 т/га зерна). К фазе трубкования запасы К20 снижались.

Биологическая активность. Данные показали, что в обоих способах обработки почвы активность почвенной микрофолры в основном зависела от насыщенности почвы органическим веществом. По мере увеличения органической массы в системе удобрения увеличивалось продуцирование углекислоты почвенными микроорганизмами.

400 200 -

Э 3 Э 3

^К на 4 т/га Орг. уд. 5 т/га Орг. уд. 7 т/га Орг. уд. 9 т/га зерна пашни в год пашни в гад пашни в год +ЫРК на 4 +МРК на 4 +М РК на 4т/га

1 кущение ш тр(

г/и зерн ¡увковзн

зерна

Рис. 1 - Общая микробиологическая активность почвы по выделению углекислого газа в посевах яровой пшеницы при различных системах удобрения на фоне отвальной вспашки, мг/м2 в час (2011-2012)

Наблюдения за динамикой активности микрофлоры почвы показали увеличение ассимиляции углекислоты от фазы кушения растений яровой пшеницы к фазе трубкования, что связано с увеличением температуры почвы. От фазы трубкования к фазе созревания выделение С02 несколько снижалось.

Отмечалось преимущество рыхления без оборота пласта перед отвальной вспашкой. На фоне безотвальной обработки почвы повысилось интенсивность разложения растительных остатков и выделение С02 по сравнению с отвальной обработкой на 6-10 процентов. Зто связано с тем, что при безотвальной обработке внесенная органика оставалась в верхнем 0-15 см слое почвы и служила пищей для почвенной микрофлоры.

Мр<на4т/га Орг. уд. 5 г/га Орг. уд. 7 т/га Орг. уд. 9 т/га

зерна пашни а год пашни в год пашни в год

+МРКна4 +ЫРКн»4 +КРКна4т./га

д/га зерна т/га зевна зерна уокование N созревание

0 куш.ение

1 труо

Рис. 2 - Общая микробиологическая активность почвы по выделению углекислого газа в посевах яровой пшеницы при различных системах удобрения на фоне безотвальной обработки, мг/м2 в час (2011-2012)

Агрофизические показатели почвьз. Наиболее ошимальная плотность сложения пахотного слоя почвы складывалась на вариантах с применением ор-ганоминеральных систем удобрения. На фоне отвальной вспашки наименьший показатель плотности был на варианте с насыщенностью 9 т/га органических удобрений в год с добавлением расчетных доз минеральных удобрений на получение 4 т/га зерна - 1,25 г/см . Переуплотнение пахотного слоя наблюдали на варианте без удобрения, где показатель плотности составил - 1,31 г/см3(табл. 2). При безотвальном рыхлении на аналогичных вариантах плотность почвы была несколько выше - 1,26 и 1,32 г/см3.

Таблица 2 - Плотность пахотного слоя почвы при различных способах

обработки почвы, г/см3 (2010-2012)

Глубина взятия образцов, см Контроль (без удобрений) ЫРКна получение 4 т/га зерна ОУ 5 т/га в год +ИРК на получение 4 т/га зерна ОУ 7 т/га в год +ИРК на получение 4 т/га зерна ОУ 9 т/га в год +М>К на получение 4 т/га зерна

Отвальная вспашка

0-10 1,28 1,30 1,25 1,23 1,21

10-20 1,33 1,30 1,25 1,23 1,23

20-30 1,33 1,31 1,32 1,30 1,31

0-30 1,31 1,30 1,27 1,25 1,25

Безотвальная обработка

0-10 1,30 1,31 1,25 1,21 1,20

10-20 1,31 1,32 1,27 1,26 1,25

20-30 1,34 1,35 1,34 1,34 1,32

0-30 1,32 1,33 1,29 1,27 1,26

По мере увеличения насыщенности систем удобрений органикой увеличивалась доля агрономический ценных агрегатов (0,25-10 мм) в структуре почвы. Содержание макроструктурных частиц на удобренных вариантах достигала до 86,5 % при отвальной вспашке и 87,5 % на фоне безотвальной обработки.

Расчет коэффициента структурности показал, что на всех вариантах, даже на контроле без удобрения, по обоим способам обработки показатели были хорошими. Из таблицы 3 видно некоторое преимущество безотвального рыхления перед классической отвальной обработкой. На фоне отвальной вспашки в зависимости от вариантов коэффициент структурности варьировал от 1,12 до 2,36, на безотвальной обработке - от 1,61 до 2,74.

В целях получения качественной характеристики структурности почвы было проведено мокрое просеивание. Наилучшие показатели водопрочное™ агрегатов оказались на вариантах с использованием 9 т/га в год органических удобрений + рассчитанные на получение 4 т/га зерна, где сумма агрегатов 10-0,25 мм составила - 66,17 и 72,85 % на фонах отвальной и безотвальной обработок соответственно.

Таблица 3 - Системы удобрений и структурность почвы в зависимости от способов основной обработки почвы, в % от воздушно-сухой почвы

(2010-2012)__

Системы удобрения Отвальная вспашка Безотвальная обработка

сумма агрегатов >10 мм, % сумма агрегатов 10-0,25 мм, % сумма агрегатов <0,25 мм (пыль), % коэффициент структурности сумма агрегатов >10 мм, % сумма агрегатов 10-0,25 мм, % сумма агрегатов <0,25 мм (пыль), % коэффициент структурности

Естественный фон сухое просеивание 6,7 82,3 11,1 1,12 4,7 84,1 11,2 1,61

мокрое просеивание 0 37,3 62,7 - 0 46,9 53,0 -

1^104,7Р28,зК73,6, рассчитанный на получение 4 т/га зерна сухое просеивание 5,8 84 10,2 1,42 4,1 84,1 11,8 1,74

мокрое просеивание 0 45,5 54,5 - 0 47,9 52,1 -

Органические удобрения 5 т/га в год + ^.7Рю,зК57,5, рассчитанный на получение 4 т/га зерна сухое просеивание 4,9 86,6 8,5 2,10 3,8 87,2 9,1 2,56

мокрое просеивание 0 53,8 46,2 - 0 60,6 39,4 -

Органические удобрения. 7 т/га в год + N77P14.jK.55;!, рассчитанный на получение 4 т/га зерна сухое просеивание 4,2 86,5 9,3 2,21 3,3 87,2 9,5 2,76

мокрое просеивание 0 60,9 39,2 - 0 69,6 30,4 -

Органические удобрения 9 т/га в год + К69Р|оК44.з, рассчитанный на получение 4т/га зерна сухое просеивание 3,8 86,5 9,7 2,36 3,6 87,5 9 2,74

мокрое просеивание 0 66,2 33,8 - 0 72,9 27,2 -

Водный режим почвы. В среднем за 3 года исследований наиболее благоприятные показатели продуктивной влаги наблюдали на варианте с применением органоминеральной системы удобрения. По способам основной обработки почвы выгодно отличалось рыхление без оборота пласта. Так, на фоне отвальной вспашки, в зависимости от системы удобрения, содержание продуктивной влаги в метровом слое колебалось от 159,5 до 168 мм, на фоне безотвальной обработки от 176,0 до 184,6 мм.

Перед посевом, на всех системах удобрения, по усредненным трехлетним данным, запасов почвенной влаги накапливалось больше на фоне безотвального способа обработки почвы (табл. 4).

Таблица 4 - Продуктивная влага под посевами яровой пшеницы в зави-

симости от видов систем удобрения и обработки почвы, мм (2010-2012)

Отвальная вспашка Безотвальная обработка

Слой ЫРК, ОУ 7 т/га в ЫРК, ОУ 7 т/га в

почвы, естест- рассчи- год + №К, естест- рассчи- год + ЫРК,

см венный танный рассчитан- венный танный рассчитан-

фон на 4 т/га ный на 4 фон на 4 т/га ный на 4

зерна т/га зерна зерна т/га зерна

до посева

0-20 32,3 34,2 37,5 41,2 41,5 43,1

20-40 33,9 33,0 34,3 34,6 36,3 36,8

0-100 "20-40 " 161,8 168,4 176,0 180,7 184,6

кущение

28,1 30,9 26,1 30,6 33,3

222 " 109,7 23,7 25,0 22,2 24,8 27,0

100 о 128,3 118,9 129,9 141,5

трубкование-колошение

С-1'0 ~ 20-40 14,9 17,3 14,7 16,2 19,4

! С 1 А 17,1 13,7 14,2 20,6

0 !00 31,Л 87,9 71,2 82,5 93,4

созревание

0-2(1 С ' с V С" ч о 10,3 5,4 7,3 11,8

20-10 3,3 7,5 8,4 8,9 8,8

0-100 28,8 44,5 26,9 31,2 48,0

В фазе кущения растений яровой пшеницы продуктивная влага при безотвальной мелкой обработке на фоне органоминеральной системы удобрения в метровом слое составила 139,91 мм, что на 22,6 мм превышает показатели кошг: : него варианта опыта (без удобрений). Внесенные органические удоб-улучшая структуру и оптимизируя сложение пахотного слоя почвы, способс ггл-'^ ш сохранению и более экономному расходованию растениями почвенкей „■ -и. В 0-20 см слое данные показатели составили 33,3 и 26,1 мм

соответственно. К фазе трубкования (критический период по отношению к почвенной влаге) запасы влаги в почве снизились практически вдвое. Так, по варианту «обработка без оборота пласта» при органоминеральной системе удобрения в фазе трубкования растений яровой пшеницы содержание влаги в метровом слое составило 93,4, на отвальной вспашке - 87,9 мм. На фоне минеральной системы 82,5 и 81,1 мм соответственно.

Таблица 5 - Влияние систем удобрения на коэффициент водопотребле-ния яровой пшеницы (2010-2012) _

Системы удобрения Отвальная вспашка Безотвальная обработка

урожай жай-ность, т/га расход влаги за вегетацию, мм коэффициент водопотребления, м3/т урожай жай-ность, т/га расход влаги за вегетацию, мм коэффициент водопотребления, м3/т

Естественный фон 1,59 238,7 1501 1,72 254,1 1477

ЫРК, рассчитанный на получение 4 т/га зерна 3,04 238,0 783 3,16 254,6 806

ОУ 7 т/га в год + ЫРК, рассчитанный на получение 4 т/га зерна 3,17 228,9 722 3,40 241,6 710

Установлено, что на вариантах с внесением удобрений растения более экономно расходовали влагу для создания единицы продукции (табл. 5). Так, на контрольных вариантах без внесения удобрений коэффициент водопотребле-ния составил по безотвальной обработке 1477, на фоне классической вспашки 1501 м3/т зерна, что практически вдвое превышает показатели вариантов с использованием органоминеральной системы удобрения. На этих вариантах коэффициент водопотребления составил 783 и 722 м3 воды на формирование 1 т зерна соответственно.

Фитоеанитарное состояние посевов яровой пшеницы. Между вариантами по изучению систем удобрения определенной закономерности по численности сорняков не отмечалось. В целом, на фоне отвальной вспашки преобладали

к-деслтше двудольные, на фоне безотвальной обработки - малолетние одно-¡:*:п :г_ с о иды сорной растительности. Из малолетних сорных растений в ос-!£&пггач>: зотречались: виды пикульников, подмаренник цепкий, куриное просо, ошп : гчих: вьюнок полевой, бодяк полевой, осот полевой. Нг 4>онс безотвальной обработки выросла доля подмаренника и куриного \ . ? 5г.->бо'пса посевов соответствующими гербицидами снизила количество согд,-яу.ул рдиое. В период созревания на всех системах удобрения по обоим /• лс» :г > ¿ -л ч}р"ботки, оставшиеся сорняки не оказывали угнетающего воздейст-!',• . л,- :шч яровой пшеницы.

; ' нснь пораженности яровой пшеницы корневыми гнилями и листовы-!..•:« Фомами болезней, по обоим способам обработки почвы на всех системах у; сйдсьгч не превышала экономический порог вредоносности.

4. СИСТЕМА УДОБРЕНИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ И ИХ ОКУПАЕМОСТЬ

5 г-;^■■усспвиость яровой пшеницы. Использование систем удобрения ока-•х " с < гте.'ьиое влияние на элементы структуры урожая яровой пшеницы. О . с ; > отметить высокую эффективность органоминеральных систем '¿х, ¿несение 9 т/га органических удобрений в год + ^9,оРю,оК44,з и/: / / ча 4 т/га зерна, на фоне отвальной вспашки, увеличивало количество ■ л-" г стеблей на 20 %, относительно контрольного варианта. На вари-

¿ч у : члшеральной системой удобрения количество продуктивных стеблей по-.•ып^.ись на 12 процентов. Озерненность и вес зерна с одного колоса так же быь ;с больше на удобренных вариантах.

Расчет биологической урожайности показал, что максимальная урожайность л - 4,41 т/га, достигалась на варианте с органоминеральной системой удобрения (органические удобрения 9 т/га в год + Ыб9,оРю,оК443 на 4т/га зерна) гуи йсйегязльной обработке почвы. Эти данные доказывают положительное г,;;« > ис ор >комкнеральных систем удобрения на продуктивность изучаемой культуры.

Клл, 1-е удалось достичь планируемых урожаев. Причиной стал экстреме,^™ -К1ЫЙ 2010 г (ГТК - 0,4). В этот год сбор зерна с единицы пло-ла/г а-стачн;; всего лишь 50 % от планируемого.

Таблица 6 - Окупаемость органических и минеральных удобрений на по-

севах яровой пшеницы Экада 66 (2010-2012)

Системы удобрений (варианты) Безотвальная обработка Отвальная вспашка

сумма расчетных норм минеральных удобрений, кг окупаемость 1 кг NPK зерном, кг сумма расчетных норм минеральных удобрений, кг окупаемость 1 KTNPK зерном, кг

^,7РоКз8.7, рассчитанный на планируемый урожай зерна 3 т/га 95,4 7,97 95,4 7,86

N104^28,3^73,6, рассчитанный на планируемый урожай зерна 4 т/га 206,6 6,97 206,6 7,02

Мпз.2Р78,зК121,8, рассчитанный на планируемый урожай зерна 5 т/га 373,3 4,21 373,3 4,26

Органика 5 т/га в год + N39 Ро К21.3» рассчитанный на планируемый урожай зерна 3 т/га 60,3 16,25 60,3 16,75

Органика 5 т/га в год + N87,5 Рщ,з К57,5, рассчитанный на планируемый урожай зерна 4 т/га 163,3 9,80 163,3 9,74

Органика 5 т/га в год + N143,7 Рз1,з К87.9, рассчитанный на планируемый урожай зерна 5 т/га 262,9 6,12 262,9 6,50

Органика 7 т/га в год + N32,2 Ро К1» рассчитанный на планируемый урожай зерна 3 т/га 51,2 20,12 51,2 18,75

Органика 7 т/га в год + N77 РмзКзд, рассчитанный на планируемый урожай зерна 4 т/га 146,5 11,47 146,5 10,78

Органика 7 т/га в год + N130,7 Рз9,з Кв4,7, рассчитанный на планируемый урожай зерна 5 т/га 254,7 7,46 254,7 7,34

Органика 9 т/га в год + N26^0^19, рассчитанный на планируемый урожай зерна 3 т/га 45 23,11 45 23,33

Органика 9 т/га в год + N69 Рш К44.3, рассчитанный на планируемый урожай зерна 4 т/га 123,3 14,03 123,3 14,92

Органика 9 т/га в год + N130,7 Р31 Кбв.8.. рассчитанный на планируемый урожай зерна - 5 т/га 230,5 7,64 230,5 8,03

НСР05 (обработка почвы) - 0,6; HCPos (система удобрения) - 0,4

В среднем за 3 года наибольшая окупаемость ЫРК зерном была достигнута на вариантах с использованием органоминеральной системы удобрения. Например, на фоне безотвального рыхления, на варианте с внесением 9 т/га органических удобрений в год + ЫедРюК^з на 4т/га зерна окупаемость ЫРК удобрений составила 14,03 кг при урожайности - 3,45 т/га. Тогда как на варианте с минеральной системой удобрения, рассчитанной на тот же уровень урожайности (Ыю4,7Р28,зК7з,б) окупаемость составила 6,97 кг при урожайности 3,16 т/га. На фоне отвальной вспашки в аналогичных вариантах окупаемость ЫРК удобрений составила 14,92 и 7,02 кг, при урожайности культуры 3,43 и 3,04 т/га соответственно.

Качество зерна. Внесение расчетных доз удобрений позволило значительно повысить качественные и технологические показатели полученной продукции. По усредненным данным на вариантах с использованием систем удобрения количество белка (на сухое вещество) варьировало от 14,7 до 15,1 %, сырой клейковины от 30,2 до 31,4 процента.

Анализ зерна на наличие тяжелых металлов выявило, что их концентрация в полученной продукции находилась в пределах ПДК.

Экономическая эффективность. Использование в севообороте органо-минеральных систем удобрения снижало потребность в минеральных туках на 20-40 % в зависимости от систем удобрения. Наиболее высокие показатели рентабельности производства зерна получили на фоне безотвальной обработки с органоминеральной системой удобрения. Так, на варианте с внесением органических удобрений 9 т/га в год + N69,оРш,0^44,3 на 4 т/га зерна рентабельность составила 76,8 %, с себестоимостью зерна 4240 руб./т. На фоне отвальной вспашки в аналогичном варианте получили следующие результаты: рентабельность - 71,2 %, себестоимость - 4380 руб./т при цене реализации 7500 руб./тонна.

ВЫВОДЫ

1. К концу второй ротации восьмипольного зернопаропропашного севооборота в зависимости от систем удобрения достигалось повышение гумуса при отвальной вспашке на 0,07-0,18 % и на 0,16-0,29 % при безотвальном рыхлении относительно исходного показателя. Внесение органоминеральной системы удобрения с насыщенностью органическими удобрениями 5 т/га в год обеспечило простое, 7-9 т/га в год расширенное воспроизводство гумуса. На варианте с применением органических удобрений 9 т/га в год на фоне безотвальной обработки показатель рН повысилась на 0,2 единицы относительно исходного показателя., сумма поглощенных оснований на 5,5 мг-экв/100 г почвы.

2. Установлено стимулирующее воздействие органоминеральных удобрений на микробиологическую активность почвы. На вариантах с применением органоминеральных систем удобрения продуцирование углекислого газа из почвы микроорганизмами повышалось на 20-25 % по сравнению с минеральной системой удобрения.

3. Использование в севообороте органоминеральных систем удобрения оказывало положительное влияние на агрофизические свойства почвы. На фоне мелкого рыхления содержание водопрочных агрегатов увеличивалось на 13,625,86 % относительно варианта без удобрения.

4. Улучшение агрофизических показателей способствовало большему накоплению влаги за зимне-весенний период, а так же более рациональному ее расходованию растениями яровой пшеницы в период вегетации. Содержание продуктивной влаги перед посевом на вариантах с органоминеральной системой удобрения составило 168,4 и 184,6 мм, против 159,5 и 176,0 мм на контрольном варианте, на фонах отвальной и безотвальной обработок соответственно. В фазе трубкования обеспеченность влагой на этих же вариантах составила 87,9-93,4 мм и 68,2-71,2 мм.

5. На вариантах с внесением расчетных доз удобрений коэффициент потребления влаги растениями яровой пшеницы на формирование 1 ц зерна снижался в 2 раза по сравнению с естественным фоном. На этих вариантах коэффициент водопотребления составил 7,7-7,5, против 14,8-15,3 мм/ц на контрольном варианте.

6. Применение органоминеральных систем удобрения на фоне безотвальной обработкой обеспечивало повышение урожайности яровой пшеницы в 1,5-2 раза относительно естественного фона. При этом содержание белка в зерне увеличивалось на 0,6-0,7 %, сырой клейковины на 1,5-2,2 %.

7. Нашими исследованиями установлено, что для получения запланированных и близких к запланированным урожаям зерна яровой пшеницы целесообразно рассчитывать дозы минеральных и органоминеральных удобрений на получение 3-4 т/га зерна. Внесение ЫРК удобрений, рассчитанные на получение 5 т/га зерна приводит к снижению рентабельности производства на 20-30 %.

8. Использованье в севообороте органоминеральных систем удобрения снижало потребность в минеральных туках на 20-40 %. При совместном использовании органоминеральной системы удобрения и безотвальной обработки почвы рентабельность производства повышалась на 25-35 %, а себестоимость снижалась на 20-25 %.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

В условиях Предкамской зоны Республики Татарстан, на серых лесных почвах для получения запланированных и близких к планируемому уровню уро;::ас.в зерна яровой пшеницы высокого качества с низкой себестоимостью рекомендуется:

1 Использовать органоминеральные системы удобрения, которые следует считать по балансовому методу с учетом содержания элементов питания в почве, коэффициентов использования их из почвы и внесенных удобрений.

2. В зернопаропропашном севообороте для создания положительного баланса гумуса применять органоминеральную систему удобрения с насыщенностью органическими удобрениями 5 т, а для расширенного воспроизводства плодородия - 7-9 т/га в год.

3. В зернопаропропашном севообороте на рекомендуемых фонах питания необходимо проводить безотвальную основную обработку почвы под яровые зерновые культуры, в частности под яровую пшеницу, на глубину 15-16 см.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендуемых ВАК Российской Федерации:

1. Шакиров P.C. Влияние систем удобрений и основной обработки на пищевой режим и биологическую активность серых лесных почв в посевах яровой пшеницы / P.C. Шакиров, И.Г. Гилаев // Вестник Казанского ГАУ. - 2013. - № 1. - С. 139143.

2. И.Г. Гилаев Агрофизические свойства и водный режим серой лесной почвы при различных системах удобрения и способах обработки почвы на примере яровой пшеницы / И.Г. Гилаев, P.C. Шакиров// Вестник Казанского ГАУ. - 2013. - № 4. - С. 92-96.

3. Гилаев И.Г. Продуктивность яровой пшеницы сорта Экада 66 в зависимости от систем удобрения при различных способах основной обработки серой лесной почвы /Гилаев И.Г., Шакиров P.C.// Вестник Казанского ГАУ. -2014. - № 1. (в печати)

Статьи, опубликованные в других научных журналах и сборниках материалов международных и всероссийских съездов и конференций:

4. Шакиров P.C. Влияние систем удобрений и способов обработки почвы на структурный состав, влажность почвы и продуктивность яровой пшеницы /P.C. Шакиров, И.Г. Гилаев// Материалы всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Инновационные разработки ученых - АПК Росси» посвященной памяти Р.Г. Гарсева. - Казань «Фолиант». - 2013. - № 1. - С. 192-195.

5. Шакиров P.C. Воспроизводство плодородия почвы - актуальная проблема современного земледелия /P.C. Шакиров, М.Ш. Тагиров, И.Г. Гилаев// Нива Татарстана. - 2012. - № 5. - С. 34-35.

6. Гилаев И.Г. Влияние различных систем удобрений и способов основной обработки почвы на биологическую активность почвы и продуктивность яровой пшеницы /И.Г. Гилаев, P.C. Шакиров// Перспективные направления исследований в земледелии и растениеводстве. Материалы всероссийской научно-практической конференции. ГНУ Ульяновский НИИСХ Россельхозакадасмии. - Ульяновск: Ул-ГТУ, 2011. - С. 87-92.

7. Гилаев И.Г. Влияние различных систем удобрений на биологическую активность почвы и продуктивность яровой пшеницы /И.Г. Гилаев, P.C. Шакиров, A.M. Салихов// «Конкурентоспособная научная продукция - АПК России»: материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. - Казань: Антакс, 2011. - С. 221-225.

8. Гилаев И.Г. Влияние систем удобрений и способов основной обработки почвы на урожайность яровой пшеницы /И.Г. Гилаев, P.C. Шакиров, P.M. Сабирова// «Инновационные разработки молодых ученых - АПК России»: материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, посвященной памяти Р.Г. Гарсева. - Казань: Фолиантъ, 2010. - С. 230-236.

Подписало в печать с оригинал-макета 31.12.2013 Формат 60*84,в . Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Печатпых листов 4.63. Тираж 100 экз. Заказ 491. Отпечатано в Типографии Апьяпс. ИП Зубков ВЛ. Тел.: +7 (843) 267-14-16,510-97-57

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Гилаев, Илдар Гакифович, Казань

шт

Российская академия сельскохозяйственных наук ГНУ «Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

W

На правах рукописи

04201455874

ГИЛАЕВ ИЛДАР ГАКИФОВИЧ

ОПТИМИЗА|ИЯ СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ СОРТА ЭКАДА 66 НА ФОНЕ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

06.01.04. - агрохимия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки Республики Татарстан, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, лауреат Госпремии в области науки и техники РТ P.C. Шакиров

Казань 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................4

ГЛАВА 1. СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В СОЧЕТАНИИ С ОСНОВНЫМИ ФАКТОРАМИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ...................6

1.1. Системы удобрений в звене плодосменного севооборота...................6

1.2. Система удобрений и обработка почвы...............................................15

1.3. Удобрения и средства защиты растений..............................................27

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ..............................................................................................35

2.1. Природные условия Лаишевского муниципального района Республики Татарстан...................................................................................35

2.2. Характеристика почвы опытного участка...........................................37

2.3 Метеорологические условия в годы проведения опытов....................37

2.4 Методика исследований..........................................................................42

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ...................................................................46

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ СИСТЕМ УДОБРЕНИЙ В СОЧЕТАНИИ С ОСНОВНЫМИ ФАКТОРАМИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ, АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ И ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОСЕВОВ...........................................46

3.1 Агрохимические показатели почвы.......................................................46

3.2 Биологическая активность почвы..........................................................65

3.3 Агрофизические показатели почвы.......................................................74

3.4 Водный режим почвы..............................................................................79

3.5 Фитосанитарное состояние посевов яровой пшеницы........................83

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ....................87

4.1 Урожайность............................................................................................87

4.2 Структура урожая....................................................................................90

4.3 Качество зерна.........................................................................................94

4.4 Экономическая и энергетическая эффективность систем удобрения яровой пшеницы в зернопаропропашном севообороте.............................98

Выводы...............................................................................................................103

Рекомендации производству............................................................................104

Список литературы............................................................................................106

Приложения........................................................................................................126

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Органическая часть почвы составляет всего 1-10 % от общей ее массы (Вильдфлуш и др., 2001; Ягодин и др., 2002). Однако, именно она обуславливает как эффективное, так и потенциальное плодородие почвы. Сохранение ее и приумножение является гарантом высоких урожаев и продовольственной безопасности любого государства. К сожалению, интенсивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур и погоня за высокими урожаями без соблюдения основных законов земледелия привели к снижению гумусированности пахотного слоя не только в Республике Татарстан, но и во многих других регионах России.

В связи с этим, нами проведены исследования по разработке приемов ресурсосберегающих технологий возделывания яровой пшеницы, основывающихся на плодосменных научно-обоснованных севооборотах, почво- и энергосберегающих способах обработки почвы, органоминеральных системах удобрения и интегрированных методах защиты растений с учетом экономического порога вредоносности (ЭПВ). Исследования, направленные на обеспечение получения стабильных запланированных урожаев зерна яровой пшеницы высокого качества, сохранение и повышение плодородия почв, увеличение рентабельности производства, весьма актуальны.

Цель исследований - определить наиболее оптимальные системы удобрения яровой пшеницы в восьмипольном зернопаропропашном севообороте, при различных способах обработки почвы, обеспечивающие повышение плодородия почвы и получение высококачественного зерна с высокими экономическими показателями.

Задачи исследований:

- определить влияние систем удобрения на агрофизические, агрохимические показатели и микробиологическую активность серых лесных почв Республики Татарстан в зависимости от вида основной обработки почвы;

- оценить влияние расчетных доз удобрений и обработки почвы на водный режим почвы;

- изучить влияние расчетных доз удобрений и способов обработки почвы на формирование планируемой урожайности и качество зерна объекта исследований;

- рассчитать энергетическую и агроэкономическую эффективность возделывания яровой пшеницы по рекомендуемым технологиям.

Научная новизна. Впервые в условиях Республики Татарстан на многофакторных стационарных опытах разработаны адаптивные системы удобрения яровой пшеницы, обеспечивающие получение более 3,5 т/га зерна и воспроизводство плодородия почвы. Доказана агроэкономическая и энергетическая эффективность возделывания яровой пшеницы Экада 66 в зерновом звене севооборота при их комплексном применении.

Практическая значимость. Разработанные органоминеральные системы удобрений и обработки почвы позволяют сохранить плодородие почвы, повысить продуктивность яровой пшеницы в 1,5-2 раза, рентабельность производства - на 25-35 процентов.

Защищаемые положения:

1. Оптимальные нормы органических и минеральных удобрений, обеспечивающие повышение содержание гумуса серых лесных почв в зернопаро-пропашном севообороте на 0,14-0,29 процента.

2. Система обработки почвы без оборота пласта, обеспечивающая повышение рентабельности производства зерна яровой пшеницы на 15-20 % и увеличение содержания клейковины на 1,5-3,0 процента.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на Всероссийских и межвузовских научно-практических конференциях молодых ученых (ГНУ «Татарский НИИСХ» Россельхозакадемии: 2010, 2012, 2013; ФГБОУ ВПО Казанский ГАУ: 2012), а также на заседании отдела агрохимии и адаптивных технологий ГНУ «Татарский НИИСХ».

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 162 страницах, состоит из общей характеристики работы, 4 глав, 8 выводов, 3 предложений производству, содержит 24 таблицы, 13 рисунков, 35 приложений. Список литературы включает 181 наименования, из них 7 на иностранных языках.

ГЛАВА 1. СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В СОЧЕТАНИИ С ОСНОВНЫМИ ФАКТОРАМИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

1.1. Системы удобрений в звене плодосменного севооборота

Обеспечение продовольственной безопасности страны, невозможно без применения мощных интенсификаторов сельхозпроизводства - удобрений. Наукой и практикой мирового земледелия установлено, что сейчас не менее половины прироста урожаев основных сельскохозяйственных культур обеспечивают минеральные удобрения (Минеев и др., 1991). Наряду с проблемой продовольственной безопасности, встает еще одна немаловажная проблема -сохранение плодородия почв. По данным А.Л. Иванова и A.A. Завалина (2010) около 70 млн. га пахотных земель имеют повышенную кислотность, 56 млн. га - низкое содержание гумуса, более 25 млн. га - низкое содержание подвижного фосфора и около 12 млн. га - низкое содержание подвижного калия. Между тем в Поволжье, вследствие выноса питательных веществ с урожаями и сокращения применения удобрений, каждый гектар пашни ежегодно теряет 35-40 кг/га азота, 15-20 кг/га фосфора и 35-40 кг/га калия (Чуб и др., 2010). В Республике Татарстан так же ситуация складывается не лучшим образом. Расчеты показывают, что в земледелии республики существует довольно высокий дефицит гумуса - 0,30 т/га. При современной структуре посевных площадей и урожайности сельскохозяйственных культур ежегодные потери гумуса составляют 1,8 т/га (Чекмарев и др., 2011). Наиболее эффективным и быстродействующим фактором, способствующим улучшению свойств почвы и повышению урожайности сельскохозяйственных культур, являются удобрения (Багаутдинов, 1993; Ширинян, 2008; Чеботарев и др., 2008).

Для более рационального использования внесенных в почву удобрений они должны вноситься в севообороте. Эффективность удобрений сильно возрастает при использовании их в севооборотах (Шакиров, 2005). Недаром в трудах таких ученых как В.Р.Вильямс (1939), А.Т. Болотов (1971); И.А. Сте-

бут (1957), Г.И. Баздырев и др. (2000) отводится главенствующее место плодосмену. Он является каркасом, на который крепятся все системы: обработки почвы, удобрений, защиты растений (Шакиров, 2006). Наличие севооборота создает возможность применения более рациональных систем удобрения и обработки почвы, оказывающих влияние не только на выращиваемое растение, но и на последующие культуры. При правильном чередовании культур предотвращается одностороннее обеднение почвы элементами пищи растений (Зиганшин, Аглиуллин, 1973). Увеличение эффективности удобрения способствует увеличению продуктивности культур. В работах Д.Н. Прянишников (1962) («Севооборот и его значение в поднятии урожайности») отмечал, что продуктивность севооборота от ведения плодосмена увеличилась в 4 раза, а в сочетании с минеральными удобрениями - в 8 раз.

По мнению ученых, использование только минеральной системы удобрения не может обеспечить бездефицитный баланс гумуса в почве. М.Х. Ши-ринян и др. (2008), утверждает, что если эффективное плодородие почвы благодаря систематическому внесению высоких доз удобрений повышалась, то потенциальное плодородие снижалось из за уменьшения в ней количества гумуса. Поддерживать и повышать потенциальное плодородие почвы возможно только внесением органических удобрений: навоза, побочной продукции зерновых и других культур с добавлением азота (10 кг на 1 т воздушно-сухой массы органики), сидератов и др. Наоборот систематическое применение физиологически кислых минеральных удобрений может привести к негативным последствиям. Они в основном выражены подкислением почвенной среды (Вальков и др., 2004). Так, A.B. Ивойлов (1993) отмечает, что в полевом севообороте на выщелоченном черноземе под влиянием систематического применения минеральных удобрений (28 лет) отмечена тенденция к подкислению почвенного раствора, к повышению гидролитической кислотности и снижению насыщенности основаниями. На основании результатов длительных опытов И.И. Филон (2002) отмечает, что при систематическом внесении минеральных удобрений уменьшились общее содержание гумуса в

темно-серых лесных почвах, содержание негидролизуемого остатка, оптическая плотность гуминовых кислот, увеличились количество ГК-1 и фульво-кислот, и сузилось соотношение Сгк к СфК. Так же систематическое применение одних лишь минеральных удобрений может привести к негативным последствиям экологического характера. Ф.М. Богданов (1998) установил, что систематическое применение в зернопаропропашном 6-польном севообороте одних минеральных удобрений (КэдРбоКзо) снижало гумусированность чернозема типичного. Внесение один раз в пару навоза (60 т/га) или сидерата 25 т/га в сочетании с минеральными удобрениями (КэдРбоКзо) стабилизировало содержание, состав общего гумуса в почве, повысило состав общего гумуса, увеличило количество подвижной фракции органического вещества и микробиологическую активность чернозема по сравнению с минеральной системой удобрений. В.Г. Минеев и Е.Х. Ремпе (1991) в результате проведенных комплексных исследований - агрохимических , микробиологических и экологических - в длительных опытах на различных почвах установили негативное влияние применения высоких доз минеральных удобрений: повышается общая и биологическая токсичность почв, ухудшается качество получаемой продукции.

Для достижения бездефицитного баланса гумуса, как говорилось выше, необходимо использование в севообороте органических удобрений совместно с минеральными. А.И. Еськов (2008) отмечает, что многочисленные научные данные, а так же накопленный производственный опыт убедительно свидетельствует о преимуществе совместного внесения органических и минеральных удобрений в сравнении с раздельным их применением. Сочетание органических удобрений с минеральными обеспечивает сбалансированное питание растений и повышает эффективность удобрений. Совместное применение навоза (10 т/га) и 1Ч50Р25Кбо обеспечивало продуктивность севооборота в среднем более 40 ц зерн. ед.

Н.Т. Чеботарев (2005) на основании своих исследований свидетельствует, что под влиянием длительного применения удобрений на подзолистой

почве в шестипольном кормовом севообороте, особенно совместно органических и минеральных, увеличиваются объемы пожнивных и корневых остатков, улучшается их химический состав. Это способствует накоплению органического вещества, повышению содержания лабильных форм гумуса, а следовательно, и плодородию почвы. По данным C.B. Тютюнова (2005) при внесении навоза и (NPK)57 по сравнению с вариантами, где применяли только навоз, прирост урожайности озимой пшеницы составил 0,97 т/га, сахарной свеклы - 9,1, ячменя - 1,14, кукурузы на зерно - 0,71 и в среднем за севооборот - 1,04 т/га (зерн. ед.). И.Н. Донских (2000) отмечает что, наибольшее накопление гумуса в сравнении с контрольным вариантом обеспечило совместное применение органических и минеральных удобрений. При совместном использовании органических и минеральных удобрений в составе гумуса увеличилась доля гуминовых кислот и уменьшилось содержание фульвокис-лот.

Обзор литературы показал, что оптимальные виды и дозы удобрений сильно разнятся в зависимости от вида севооборота и от почвенно-климатических условий. Так, в стационарных опытах, проведенных на черноземах ЦЧО, Поволжья и Ростовской области, было установлено, что бездефицитный баланс гумуса достигается внесением навоза 4-5 т/га в севообороте, а при внесении навоза 7-8 т/га и минеральных удобрений происходит расширенное воспроизводство органического вещества (Дьяконова, 1988; Сатаров, 1988). На южном черноземе при среднем содержании подвижного фосфора и высоком - калия наиболее эффективной оказалась органомине-ральная система удобрения: навоз 20 т/га + ЫшРвгКю за ротацию 6-польного севооборота. Она обеспечила в среднем за 24 года прибавку урожая 0,66 т з.е./га, оптимальный баланс питательных веществ (уровень возврата азота -107 %, фосфора - 127 % и калия - 35 %) при частичном снижении гумусового дефицита на 40 % (Чуб и др., 2009). По результатам 20 летних исследований установлено - в условиях центральной Лесостепи Украины на черноземе выщелоченном оптимальным можно считать внесение в севооборотах (зерно-

пропашной, пропашной) 6-9 т/га навоза в сочетании с Ы50РббК66 . При этом продуктивность культур повышается в 1,5 раза, увеличивается кормопротеи-новых единиц с 1 га (Барштейн и др., 1999). А.Г. Марковский (1972) установил, что на обыкновенных черноземах Самарской области при применении навоза 20 т/га + N6oPi4oK6o продуктивность 7-польного зернопаропропашного севооборота увеличилась на 37 ц к.е. или 24 % от контроля, действие минеральных удобрений, взятых в эквивалентной дозе питательных веществ, содержащихся в навозе, было также в 1,5 раза больше. Положительный баланс азота в зернопаропропашном севообороте обеспечило внесение 12 т/га навоза +N68, близкий к бездефицитному - 8 т/га навоза + N6S или 12 т/га навоза + N49 3. Оптимальный баланс фосфора получен от использования 8-9,3 т/га навоза + Р29,з- Допустимый для условий обыкновенного чернозема дефицит калия наблюдался при внесении 12 или даже 9,3 т/га навоза + К15Д положительный баланс при внесении 12 т/га навоза + К26>7 (Шапошникова и др., 1990). С.Н. Немцев (2010) в свою очередь отмечает, что в условиях Ульяновской области для достижения бездефицитного баланса гумуса черноземных почв в зернопаровых и зернопаропропашных севооборотах необходимо ежегодно вносить до 6 т/га навоза + N36P32K32.

В.В. Окорков (2000) отмечает что, на серой лесной почве за счет применения органических и минеральных удобрений продуктивность зернопа-ротравянопропашного севооборота возрастала на 38 %, а сбор сырого белка -нба 39 %. От минеральных удобрений эти показатели повышались соответственно на 21-29 и 14-30 %.

На серых лесных почвах Брянской области самой продуктивной системой удобрения полевого является смешанная, включающая ежегодное применение на 1 га 12,5 т торфонавозного компоста и 171 кг NPK на фоне известкования. Смешанная система позволила получить 59,0 ц к.е./га в среднем за две ротации обеспечила улучшение плодородия почвы по основным агротехническим показателям (Яговенко и др., 1991). Стабилизация содержания гумуса на серой лесной почве на зернопропашном севообороте отмечалась

при суммарной дозе №>К удо