Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ В СИСТЕМЕ «ПОЧВА—УДОБРЕНИЕ—ПОГОДА—УРОЖАЙ» НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА НЧЗ (НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ)

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ В СИСТЕМЕ «ПОЧВА—УДОБРЕНИЕ—ПОГОДА—УРОЖАЙ» НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА НЧЗ (НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ)"



ВСЕСОЮЗНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО

КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК мменн В. И. ЛЕНИНА

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ УДОБРЕНИИ И АГРОПОЧВОВЕДЕНИЯ жмени Д. Н. ПРЯНИШНИКОВА

На правах рукописи

СТРЕБКОВ Иван Михайлович

УДК: 631.445.2: 831.462 : 631.8 : 8.515 : 631.1 : 631.21 : 886.1 : 10

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ В СИСТЕМЕ «ПОЧВА—УДОБРЕНИЕ—ПОГОДА—УРОЖАИ» НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА НЧЗ

(на основе математического моделирования) Специальность 06.01.04 — агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА Ш9

Работа выполнена во Всесоюзном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения имени Д. Н. Прянишникова.

Научный руководитель; кандидат сельскохозяйственных наук Кнрнкой Я. Т.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук Державин Л. М., кандидат сельскохозяйственных наук Литвак III. И.

Ведущее предприятие — Московская сельскохозяйственная академия им. К. А. Тимирязева. V

Защита состоится «^/Ча- . , , 1989 г.

в «/У» час. \О0ъ мин. на заседании специализированного совета Д.020.09.01 при Всесоюзном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения имени Д. Н. Прянишникова.

Отзывы на автореферат просим присылать в двух экземплярах по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, 31, ВИУА, Ученому секретарю совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИУА.

Автореферат разослан «2/» 989 г.

Ученый секретарь специализированного совета — доктор сельскохозяйственных .... н' ••

Л, П. Волдейдт

ОЕЩШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблема."Основным» направлениями экономического и социального развития СССР та 1985-1990 гг. и на период до 2000 года", утвервденнши ХХУП съездом КПСС, предусматривается дальнейшее увеличение поставок сельсковд- хозяйству минеральных удобрений до 30-32 млн.т д.в,, до 440-4С0 тыс.т химических средств.защиты растений, до • 100 млн,т известковых материалов, а применение 'органических удобрений к этому сроку довести до 1,5 млрц.тонн.

Повышение эффективности применения удобрений и других средств химизации становится.в связи с этим важнейшей народнохозяйственной проблемой. Острота этой проблемы особенно усугубляется в связи с наметившемся за последнее время несоответствием мегщу ростом применения 'удобрений и ростом урожайности. Назрела необходимость более углубленного изучения закономерностей'действия удобрений на почвах с разным уровнем плодородия в различных погодных условиях на уровне агроэкологических систем.

■ Современная наука предлагает по существу единственный серьезный метод изучения сложных агроэкологических систем - метод системного подхода' и ыногофакторного математического моделирования. Этот метод использован:в настоящей работе. ,

Цель и задачи исследования. Цель работы - изучить закономерности' действия удобрений и-почвенно-агрохимические условия их эффективного использования на дерново-подзолистых почвах Центрального района ШЗ с поморю математических моделей продуктивности культур в системе почва-удобрения-погода-урожай, получить развернутое количественное описание; этих закономерностей для последующего решения на этой основе задач оптимизации-параметров почвенного плодородия и

минерального питания растений на натдом. производственном поле.

............,

В связи с этап г задачу исследования входило:

- с помощью метода математического моделирования моделей продуктивности сельскохозяйственных культур установить основные закономерности взаимодействия почвенного плодородия, удобрений и погода

и их вкладов в формирование урожая;

- количественно описать зависимость урожая от уровня плодородия дерново-подзолистых почв и установить оптимальные значения основных его параметров;

- установить и количественно описать закономерности действия удобрений на дерново-подзолистых почвах Центрального района НЧЗ В зависимости от характеристик их плодородия в различных погодных условиях. '

Научная новизнам исследования состоит в том, что оно проведено с использованием принципов системного подхода я метода математического моделирования продуктивности культур, в результате чего впервые для условий Центрального района НЧЗ закономерности действия факторов почвенного плодородия, удобрений и погоды анализи- . руются в единой функционально связанной агробиологической системе*

-Это позволило представить закономерности действия и взаимодействия факторов изучаемой системы в форме математического описания, конкретизировать и расширить наши знания о роли и значении • отдельных факторов и их совокупности в формировании урожая на #аза количественных оценок.

Практическая ценность работы заключается в том,что она дает возможность подойти к решению многих практических задач по: оптимизации показателей почвенного плодородия и доз удобрений на кавдом производственном поле с позиций более широкого знания о закономерностях действия и взаимодействий факторов в системе "поч-

" * - Ч . -

ва-удобрения-погода-урояай" на основе их количественных оценок. ■

Апробация таботы. Материалы диссертации доложены и обсузщеш т Всесоюзных сове аханиях Геосети-опытов с удобрениями в 1981, 1983, 1984 годах» на Всесоюзной научно-технической конференции по "Проблемам внедрения кибернетики в сельскохозяйственном производстве" /й., 1979,.1985/, на Всесоюзной конференции по экономическим проблемам химизации народного хозяйства /И., 1980/, на второй Всесоюзной конференции по применении .математических методов и ЭШ в почвоведении /Пущино, 1983/, на Всесоюзной , конкуренции "Параметры и модели плодородия почв и продуктивности агро ценозов" /Цущино, 1985/, на Всесоюзном совещании "Плодородие почв, проблемы, исследования, модели" /Волгоград, 1985/, на Всесоюзном симпозиуме "Научные основа оптимизации, прогноза и охраны окружающей среды" /М., 1986/.

По материалам диссертации опубликовано 24 печатных работы, некоторые из них указаны в конце автореферата.

Объем и стотдтуш диссертации. Диссертация состоит из введения трех глав с восемью подразделами, выводов, рекомендаций производству, списка цитируемой литературы и приложений. Содержит 52 таблицы, § иллюстраций, 22 приложения в виде таблиц и рисунков.

- МЕТОД!!«. НРОВДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ .

Исследование строилось на количественном анализе закономерных связей и зависимостей в системе "почва-удобрения-погода-урожай"

В качестве основного инструмента такого исследования использовался метод математического моделирования продуктивности культур - озимой пшеницы, ячменя и картофеля - в названной системе. Обоснование системы, ее параметриэация, подбор и оструктуривание модели, идентификация ее параметров проводились в соответствии с методическими подходами, изложениями в "Методическом руководстве по использованию принципов системного подхода в агрохимических исследованиях закономерностей действия удобрений", разработаяльк при веду^зм участии автора /М. > ЮШ, 31X1/.

Кдок удобрений в неделях прэдставлан аэотньыи /II/, фосфора ними /F/, калийными /К/ удобрениями в кг/га д.в. Блок почвенного плодородия - показателя^! реакции почвенной среди /рН/, содержат. ния гумуса в íí /Гы/, содержания физической глины в Tí /ir/, содержания подвижного фосфора /Р^Од/ и обменного калия /ТС^р/ з мг на , . ICO г потам. Погодный блок - коэффициентом погодных условий ЛЛ/.

Информационное поле экспериментальных данных для идентификации параметров моделей составили данные опытов, проведенных в фи- ■ лиалах и опытных станцияэс ВИРА и другяхнаучных и учебных учреждений Центрального района НЧЗ РС5СР за'последгтз 15-20 лег. Объем ' выборок состазилг по озимой пшеница 967 вариантоопытов, по ячменю , ■ - 920, по картофелю - lüOI. ^

Адекватность моделей, кроме математических методов, проверялась также путем сопоставлении графической форм расчетных зависимостей о точечный» графиками, построенными по экспериментальным данным.' •

. Оптимизащюшые решения по модели - производились с помощь» разработанных в В5ЕГД при участии автора машинных программ, в которых использованы алгоритма оптимизации многомерной функция отклика в заданной" области и ограничениях.

* Критерием оптимизации принят в исследованиях максимум выхода с объекта, выраяенный максимумом чистого дохода с,единицы площади посева. Оптимизационные задачи при этом сводились- к поиску'максимума "функционала*.. ■

■: ~, " <D(tx)= С, д УZ (¿xj>- [с, U'■+ макс. ;,

.где; чистый доход при оптимизации.параметров ¿X.

\ ■ модели; -.. : ■.■■'.-■.'■ л " ■¡ .>,...'

'У.-, ¿tfefel)- прибавка урожая от действия оптимизируемых фактор..

; •. ров при заданных значениях /ограничениях/ фиксируем ■ ■.;.- MUX факторов! ; '■ "

С, - стоимость единицы урожая;1 ■" .;

°Z ~ стоимость затрат на единицу значения оптимизируемых факторов;

С3 - стоимость затрат на доработку единицы прибавки ' ■ ■ уро.тсоя, ■* " :"

Расчеты экономической эффективности прииенения удобрений проводили . а соответствии с методическими указаниям по определению экономической эффективности удобрений и других средств химизации' /Баранов Н.Н. и др., 1979/.

Затраты на приобретение и внесение минеральных удобрений

■ рассчитывали по нормативам стоимости приобретения и внесения в почву I тонны д.в. основных видов и форм минеральных удобрений AS., 19й?/.

. Стоимость урожая и его прибавки определяли по сопоставимым ценам I9S3 г. на продукции сельского хозяйства. ■

Долевое участив факторов в формировании.урожая определялось по формуле: "

C¿. •. 100!«, где,

, У макс. ...

d - долевое участие фаятора в формировании урожая; ■

■ йУ. - прибавка урожая под.влиянием варьирования фактора;

. У макс*- максимальный урожай, подученный от действия данного ■ фактора. •;- . ■ "

■ ; ", - " РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЭДОЗАЗЖ

'Основные закономерности взаимодействия вакторов почвенного 1 плодородия, удобрений и погоды

Даииыэ о варьировании ypontas озимой паенивд, ячменя и гарто-феля лод влиянием различного сочетания тмекгпощгсся в пироном диапазоне уровней почвенного плодородия.а погодного фактора на v фоне оптиилыг-к доз удобрении ir без' та, а тагая дашгш о доло -

вой участии изучаемых факторов в (формировании урожая, приводятся. ■ в таблицах I и 2, '

Таблица I.

Закономерноети взаимодействия векторов почвешого плодородна,, удобрений к погоды при их сово!?упном действии на урожай ■ ■ сельскохозяйственных культур "

Культура Погода Окультуренность поте

низкая . средняя . высокая ■'-

.без . удобр. с без удобр. удобр- С удобр. . без ■ удобр. ■ С " ' УДОбр.

Озимая пшеница 0,5 1|0 115 ' 4 . 10 . 21 19 . 31 50 17 29 40 29 45 ■ 63 -24; ■ 36 ■47 . ■ 33 ■ ■ . 52 68

Ячмень 0,5 10 ' х; 5 ■4 ■ 16 28 13 2Э 47 14 26 38 21 ■ 38' ■ 56 ■ т 44 . 27 - ■■45 ; ' 63 •

Картофель 0,5 М- 17 59 108 III 194 289 37 154 202 140 250 350 ■ 166 236 ■ 284 192 ■ ■ 392 392

- Таблица 2

Долевое участие /в !</ векторов почвенного плодородия, . удобрений и погода в формировании урожая сельскохозяйственных культур . -' ■

Культура -

Степень окультуренвооти дерново-подзолистых почв

низкая

средня«

высокая -

плодо- удоб- пого- плодо- удоб- ПОГО-, плодо- удоб- пого-. родие рение да . родив рение да родие ' рение да '

Озимая

пшеница 8

Ячмень 8

Картофель . 6

V

44 ■ 48 30 62 47 47

41~ ~52

27 28

25 22

26 ■ .28

25 26

' 45 " 53. 46'

*48."

35 22 33 20 42 ' 18

43 47 40

37

20 43

Из трех векторов гсогодкнЯ обуславливает наибольаие колебания урожая /43-52Г(/ -и именно с . эт№ связана нестабильность урожаев в Центральной районе.«43. . ^

С повьшением окультурекности почв снижаются относительные вклада погодного фактора, /с <523 до 43К/*и удобрений /с-41% до 20*/ в формирование урожая при одновременном росте урожайности на основе увеличения вклада собственно плодородия почв /с 7% до 37?й/ /табл.1

я 2/. .•;•■.■

Следовательно, на хорошо окультуренных почвах урожаи относительно меньше зависят от колебаний погодного фактора и урожаи на нкх становятся более высокими, несмотря на снижение эффективности' удобрения; Стратегия земледелия здесь додана строиться с учетом данных закономерностей:. она заключается в использовании положительных эффектов взаимодействия изучаемых, факторов на базе,всемерного . повышения плодородия-дерново-подзолистых почв в качестве'главного звена интенсивной технологии возделывания сельскохозяйственных нуль-тур, т.к. только на хорошо окультуренных почвах создаются необходимые условия для получения .более высоких на данной типе почв и более стабильных в данных климатических условиях урожаев.

Зависимости урожая отосновнзд; показателей плодородия

дерново-подзолистых почв и их оптимально значения

'.;., Механический состав." Показатель содержания физической глины . в' моделях продуктивности изучаемых культур варьирует, от 15 до 45"£ и в этом интервале колебания данного, признака наблюдается прямая положительная: связь1 урожая с ростом связности дерново-пбдэолксткх

почв '/табл.3/. " , '.?-■■■,■'■ " Г

.'- Урожаи оэшой ппэницы та супесчаных почвах . составляет (Ш от -урожая на более'связных почвах: ячиеня.954,. картоЪзля 93. Эти дажио подтЕервлжот1'- известное пологязшге о том,: что при од'.гпгггасгх

- а -

Таблица 3

Влияние механического состава та продуктивность

дерново-подзолистых почв Г* 2, рЙ б, Р205 14-15, KgÔ 18-20, Ы 120» р60' «60» 1Я 1 ..

Культура Уравнения регрессии Механический .состав,"' ît

15 25 35 45 •

Озимая пшеница У-Эб,23*0,334 Фг Ячмень y-Îl,ItW),P63 Фр Картофель У«243,2+0(537 й1 41,2 42,1 252 44,6 42,8 . 258 47,9 51,3 ' 43,4 44,0 - " 264 270

значениях других, условий урожаи полевых культур на 5-20JS вше на ' ' более сатоних суглинистых почвах»

В ваших обобщениях подтверждается подолоттельное влияние ry-v. ыусированности дерново-подзолистых почв та'величину урожая сельскохозяйственных культур /табл.4/, . -

,. Таблица 4 '.

Влияние гуыусйрованности на продуктивность ..>:-'..

дерново-подзолистых почв S5, рН 6, Р^ 14-15. КоО 18-20, N 0, PgO' «¿0» КГГ I

Содержание . Урожай, ц/га ' 1 ' - -''■> 'л'

гумуса в ——......-- I ■ .....- m ..■■ I ' I . I ■ 11. ■ 11 . .

почв,. * ■ озщ . У^ЧЧр,* Ги ,

1,0 29,4 " * ' 30,1 184

1,4 32,3 . ■ 31,5 "- ■ 209

r.t) ; Ж,2 . ■ 32,9 ".. . .. 228 ,

2,2 36,7 34,4 ' •' 239 .

2,6 41,0 35,8 ■■ ■'■■ 243

3,0 44,0 " 77,2 ■ 245

Существуют различные оценки оптимального уровня содержания

,. гумуса в дерново-подзолистых: noqBâx. Они колеблютя от2,0+0,3-0,5;» ' ■ .7Логис'Л1975;. J^J^ob^^ " ■

._ Ï979; JîmtOD. 1979/ до 3,4* /Орлов, 1937/ н 5-6» /Пестряков,-1973/;' ■ ' . Повышение гуцусироважности дерношэ-подзол истых почэ в наших

• . исследованиях ; с Î до 3rt положительно сказывалось на урожайности ■

-:'. культур. ' " ' . • •• :'. ' "'■■ .-■'.'Т ' '•• ■ '

'«■■ ■ ■ Целесообразный уровень повткегая:содержания'гумуса.' в дерново-' . ' '

• подзолистых почвах определяется экотшг^ес!»ии 'фаетор^1: опттгль-нык будет-то значение содержания гумуса в'почае, которое обеспечит'

/ максимум чистого дохода с единицы площади посева,

Расчоты, с использованием'полученных дашшх, показали, что ' ' максмдум чистого'дохода достигается при формировании' гуму сирован- ■ - ' . .'ноети дерново-подзолистых почв на-уровне 2,4-2,6?«.' , -.

,"'Л■ •■Подвшлшгй ftocfat) и обменный калий.-Зависимостьурожая от после- ■ ..--'довательно. во зрастшоцрга. содержания в почвеглодвижного фосфора и . обменного калия описывается -постепенно затухающей : кривой.. Наиболее значительна прибавки - наЗгаодашся- яри переходе ' от низкого ' до сред- * шго содержания в почве ■ подштдгсГпитателькых веществ: по-зерно-вым ^льтурам+14-20'ц/га,-по картофелю +102-ц/га. Дальнейшее-' : :. ' повышение содержан^;подвижного фосфора.до 12 мг .и*обменного калия-до 15 мг на-100 г почвы окупается меньшими прибавками урожаев:.- "'

■ ^+0-6'-ц/га по зерновым культурам и,57 ц/га - - по картофелю.-В области.

оптимума /для зерновых-культур 14'мг' по фосфощ, -10'мг-по-калию, Y , : для картофеля - 16 мг. по фосфору и ZhS5 мг по калия/ урожаи; . '*.'.:" ;V '"достигнув максимума'/33-37 ц/га по 'зернозм* культурам п 240-243 / .'

ц/га по.'каргофеда/, .стабилизируются. "^--v. - . .'

• - . • Приметошта . удобрений расширяет граница оптюдушв содэр-гания : ' > . '. питательных- ве ществ. в ; почв е : фосфорные - и калийные скещзют -..нижний. , г ' чграющц оптимумов а-сторону более нкэхих значений, азотные г

■ ' подымают соря'ооя. Значения оптгагумов при отом определится длт

■ ■ - - мо V ' •: .'.' • \ ' ' /

эериошх па фосфору в пределах 12-16 мг, по*калмо15-19 ыг; для картофеля соответственно 14718 мг И-19-Й5 ыг_на х00 г'иочвы.

" ■ Закономерности действия, .УДОбр^ний в аависиности :••.••' •. • ' • ' от содержания подвижного'¿юс бора в шчве *:..*.! .':' „г. ^

".' Оптимальными доэашг фосфорных удобрений (Роит.)'и максималь-

. ныли экономически обоснованными урожаями (Умакс.) являются такие' ;

их*значения, при которых достигается, махсимум-чисгого дохода сг..■;:..-

■едишиад площади посева изучаемой культуры, . '. • .• ^ .•'; ' . .

: . С ростом содержания в почве подвижного фосфора'оптимальные '•'

. дозы.фосфорных удобрнний изменяются от х50-180 кг/га д.в. для".' '.

.'зерновых культур и от;280 кг/г&для картофеля на;ниэком уровне .

. обеспеченности почв подвижный фосфором до нудя.на хорошо.обвспе-"^

ценных фосфором почвах. •' ■ • "-' -^'-.ЛX

'.' * ■,' V * V' . - . 'Таблица 5 V.

■ Эффективность фосфорных удобрений в зависимости -от-.-" ..1 - - содержания подвижного фосфора в дерново-подзолистых -."■■*;- ''■ , почвах. Фг 35, 2, .рН б, К20 18-20,К^, К11 А. . ;

." "-.' -Содержание подвижного фосфора,;мг/хООг почш / ■

■ ■■".-:',- ■ ■ Озимая шеница - '■ '. ' .•>'■.■"- " Ропт. .кг/гад.». 179 - 155 Ш 10? . 62.'; * 58 * ' 34 ~ .; Умако.,ц/га . 36.6.'40,5 43,6 45,0 .47,2 47,9 .47,6 .-. /'■'■

У, ц/га 8,3 6,8 5,5' 4,2 3,0 ' 1,9'; 0,9 , ? •.; "

Ячмень - ~ ••• . .

Ропт.>кг/га д.в. 153 " 126 -100 --75 47 21 •; 0 ,-7<

-УйяхЪ.чи/га .34,4; 37,0 39,0. 40,6 41,7. 42,6- 42,5 ' . 4,7 3,6 2,6 1,7 0,9 0,2- 0 •

■■■■''* ' ' Картофель •' ' " ■ .■'

':£оетт.>кг/га д.в. 200;: 258"- 230 200 . ■ Хбб ■ у 129 ;- г?.' - » 0 : ..' ''Уиакс., ц/га . 197, 217 . 234' : 247 . 256 262 - 261'.264 / 260 • У, ц/га " . 81 65 - 50 37 ' 2б', 16' 8 : \3;". ' О

• • Каксипальшю уро^:/порори'урйдаймостшг^с рзстом солерж^. -'г- ' ' : подв1£еюго несмотря на'.'сшсхйние э^ятквн^сти ¿ос^оргал . л-''

. удобрений возрастает'« достигал» макск-гука при ¿го- содержании' наЧ'У:* : •'• ' УРОзш Г2-Г4 ьт Ъ.КО.г пзчги для эер1гавых культур и 14-13 мт для." • . картофеля в сочетании 'с дозами' 'кг/га -

для.зернових хультур и до 60-Ш пг/га для картофеля: " V •'••''•• • V-"■,Экон°м1гческиЙ оптимуа.содержания подвитогогЧэс^ора в дерново-■ -; ' подзолистых суглинистых почвах по критерии максимума чистого" дохода * '■ . с едепвщы.севооборотной "моцада Годится-п пределах. I2-I4i.tr на; ',' -

• 100 г пэчзы.-: . .''■"'.'■'':* ' '■■' .V"-.'-' '..'.'

• '•,■', * ' ■ Азотные удобрениям 0 возрастанли ■ эффектнвности ¿эотньи удобре- ->

ний спошашя' содерисания в дерново-подзолистых .почвах подвигшого фосфора "сообарлось^в работах отдельных авторов ■'ЛТихайлов,' Книппер, ; '/,1571; Аристархов, ¿£уздацо»а, 1977 и др./. Однако количественных .

^оценок данной зависимости для дерново.-подзо листых'почв Центрального . ;..района ещз крайне'недостаточно, ■', ' " ...

• _ ' - -----~ . _ .'/..Таблица 6 ' •' д;

' Эффективность азотнкх удобрений на разньосуровшпс. содержания*,'/ .Vподвижного фосфора■ вдерново-подзолистих почвах .■ '"'"

■■35, пл г, рНб.^о. 10-20, I; . ••'• - .

р2°5 ■ ■', ».■„Озимая пшеница Ячмень ;; .■ КартО'Тель',

мг-на 100 г. •/.-'почвы:, I Попт." • кг/га ' л.в. '' ■ : Уиако. .■., .. ; ц/га- ■ • Попт.. кг/га- -л.в. 5 ' Уцакс.' / ц/га ; ' * Попт. кг/га; 'Д.в. - -.Умакс.: л • И/га.

: •.• 2:. •'."•'б..' '■' '■ю••'"■■ - «6'.'. ' 107 128' •145 - • 34,5 ■■' • '42,9 ; • '-'48,1 • >•• .50,0 .' 'а? ' . ПО 1зз .;• 155 ■ : V,- • 31,8 ■■'.; 38,4 .: 42,8 - ; 44 ,9 ••55- ' : ' СО:''" • 118' V 1Ь0 '. 149 -200 ; 2-18 . '

■ ■:■ Назисда иаслэдэзаниями установлено, что на газко:д: уровне содэр-- .¡¿имя ^почвз'лодэгакого доз-.г апотн»я'Удо5рэ- .,

■ -' кий';под зарпогуэ 'куяьтуры и картофель! не прэйшаят 60-С0 к?/г; д---.

а максимальные экономически обоснованные уро:«ш при "этом находятся

на уровне 32-35 ц/га'для 'эершвьосгКультур И-150-1Ш "ц/га-для .

'картофеля. " .'"■■.'.":"*.' ; ■ ' "'■ ■.' ; '77" • '

С ростом содержания в:почве подвитяюго' фосфора- до* уровня,оп-.

тимума рентальнмми "становятся более, высокие доаи азотных" удобрений

для зерновых до 150 кг/га д.в., для, картофеля;до. 160-170 кг/га.; - *

Максимальные урожаи при этом поднимаются до 45-50 ц/га по' зерно- '

культурам и до 250-ЭТО ц/га по картой«лю /табл'^б/.' -

Азотте удобрения и гумускгд ванноеть. Эффективность азот- ' - .

ных удобрений изменяется также в зависимое т йот ■ гумус про ванно с ти .

дерново-подзолистых почв. На эту. зависимоеть-укаэызаетсяв работах

отдельных исследователей /Самосвалов и др., Х9Щ; Куваковская, .■-'-,.

1984/. .. "":.'■■■'7 --7;.7:/"'*■ :V ■

".;■",.... ■ - ■ Таблица'7' V

'Эффективность азотшх/удобрений.в зависимости от1- ,-' 7'

гумусированностй дерново-подзолистых:почв' : ! .7

'.«г. 35, pH б, PjjOg I4-IÖ, К20 18-20, Т>т, Кад.-КЗ I ., . '

Культура- Показатели - Содержание гумуса.в S• ' ' : '

* ■-. ■оппашзиюуемых ; — ■■ ■'..........■■■ - ■■- ■■— .-•■"■■-■■■' ■.-

- - - ^параметров 1,0 • 1,4- 1,8 2,2 2,6 3,0 ■■

Озимая -..-'-■■ .■'"■■■ - . ■ • ■ ■.-■■■-'■

пдеккца Иопт.кг/га '. 176 Д58 143. -12а-. П4 . - 99'

: - " • • . д.в. • - : : -/ . ; ■ ,..,

Утке. ц/га 47,3 47,9 -48,5 49,3, 50,4 51,Г

*йци»фель • 'Поп?. кг/га .: *"199 ' 176 ; 153 '130". 108 1: '; е5'.

' •. д.в.... . ; . ■-■;"*; .■■■'''>"■' -*г

.".'■.. Умакс. и/га". 254 " 258 . . 2S4 270 -. 274277"

-.а- '......-.. _ - - ... ........ in..1. ■ ■ ■■ .'-.-■ i' -;,.— .'

: В наших исследованиях, в моделях продуктивности, озимой гппе-ницы и картофеля,-отражено положительное влияние -"роста гумусиро-' ванно с ти дерново-подзолистых почв на урояай' »тих культур при одновременном сниягении-эффективности .азотных удобрений. С ростои-гуму--. скрованности с t до 3S оптимум доз азотньк удобрений уменьшается, -

■ '■' - 13 - ] * : • V;.

ДЛЯ; озимой ■ шзенщы со 160-170 до. 99 ; хг/гад^ вДЛЯ - картофеля '■ :' 'со_ 1ÖU-200 до- (& кг/га'д.а. Максимальные экономически обоснованные. ■ .■урожаи'при етом возрастают с 47,3до'51,7 ц/га для озимой пшеницы' и.с £>4'до 277 ц/га для картофеля /табл.7/- ' .

' *.■.'- Закономерности'действия яалиАголу-удобрений в'зависимости от у, . - содержания s 'дерново-подзолистну почвах о<7мвнннх сГюп* катая "У'/ ■ -Несмотря на'значительное количество' работ, посвященных калий-ноцу.питанию растений .и эффективдаму. использованию калийных удоб- ■ ".;,рений;- связь' эффективностикалийных-удобрений'с'содержанием'подвиж-• ного калия в почве изучена недостаточной'особенно,в частиколичест-.". венного \описа»щя\атой. зависимости для дерново-по дзолистж - почв \ Центрального района. ' - / ' '■■, • У-

■■'■'■ ;' 'лv .'V'■''/'■ Таблица 8 -'/

" * ;.1&£фективность калийных удобрений в зависимости от воэраотаще-■ ^■ - го содержания обменного кзлая-в дерново-подзолистых почвах Л

•; ••. Фг 35, Гм 2, pH 6; Р205 14-15, ЛХ^.-Р^, ICI.i;. . . . — ■'. /

1фльтура -.'Показатели f : Содержание обменного калга мг/IOO г -' • почаы

5 - ■■ 9 "13 17 2Г 25

Озимая пшеница: Копт.'кг/га ■ 169 *

■■ - . . Д.В,'. ." 144 " ,105. : 51 /.: . 0 1'

'Ум'акс.ц/га^ '33,9. ■■■47,1 43,1.. 47,8

У ц/га■ : ' '7,3 ' 4.4 ' 2^8 , 1*2" 0

Ячмень . Лопт.кг/га '

д.в. ■ 158 . ' 95 ■■'■ -. 50 'V. - 8 • •0

' ' / » . V.,.! т . У маке.ц/га 35,3 33,9, 41,6 :' 43,1 ■', 43,4

У а/га 3,8 ' 1,9 ,0,8 ; 0,1 - 0

Картофель Копт.' кг/га' ♦ * . л- . ■■ 140 . .34 ' '

' Д.в.. ' 269: 201 ; • . 84 ■. . 0

•Умакс. ц/га Й16- 233 245 - 257. .." ,266 - 270'.'

, У ц/га V 43 1 27' '■■ " . 14 • 5 ' Г -.0 ■!.

На. низко« "уроага содержания .'в! почва ойленного калия,'калийныз"^-, ■ удобрения эффективнаи урют высокую'окупаемость оптимальных доз-: ; '; - ; С увеличением содержания об^нного калия э^ктгапсть калийных удобрений снижается; уровень*оптимальных доз падает со;1СО-170 "кг/га под зерновьв. и с 270 кг/га под картофель; до нуля /табл.8/.:Макси-: :.. шльныё. урожаи при нтом возрастают по затухающей кривой вплоть'■ до,'г.'. стабилизации их в области оптимума -взаимодействующих факторов:.для - . гернов:>х культур; с 31-35 ц/га до 43-43 ц/га,. для картофеля, с 210 до 270 ц/га; Стабилизация урожае а' зерно вшг культу наступает, при, ■ ^ содержании,в по.чве обменного калия. на. уровне. 16-19 мг/100 г-почвы, картофеля '-'на уровне 23-26 «г.., ,':,: --*■ - ■ '' . . '

. -■;Анализ дангвояси-чистого.дохода-с единицы площади в-звене сево-Т-оборота "картофель-озимая ггаеница-ячмень" на возрастающем содержа-; ■ нки в почве обменного;калия показал, что его максимум достигается-/; ■ при содержании обменного калия в,дерново-подэолистах.почвах■ на -' уровне 21-23 мг на 100 г. ' ■ '' ■ - ., . • '

,"■- ' Занотперность/дв^ствия утоб'рений в зависимо сти.от погодного'" ' -фактора : >*-..''■,.--''■ V ' . ■■ ''■■'/"■ ■•''"-:„

* ; Эффективность удобрений резко изменяется под. влиянием,колеба-'.^ : ния погодного" фактора, .06: изменении эффективности азотгокудобрений -отмечалось *в работах Еарбалиса /1970/,'. Бейнаре /397Ь/, , Кулаковской ! /1978/;! Федосеева /1979/, Коренькова /1985/, Минзе;за- /1985/,. Дер- • жавика"/1986/. Шеются также сообгркия' об увеличении эф$екгиБНОсти Л калийных удобрений в Нечерноземной, зоне з более благоприятнее по ■ • / 'погодным условиям года /Барбалис; 1970; .^Державин,' 1986/.. Однако.-'• • количественное, описание влияния погодного фактора-на эффективность-минеральных' удобрений а.этой зоне предстахюно к^аГне слабо; • .. ;

В наших обобг^ениях дается .количественное описание; зависимостей.. -зф£ептивяостк удобрений- от колебаниП погодного пастора. ! :■

Азотнча удобрения.; H изблагоппиятньпг погодных условиях ,/КП

ность значительно возрастает и оптимум'доз поднимается до 170200 кг/га.' Соответственно-изменяются и пороги урожайности культур* для зерновых от 24-30 ц/га до .60-64 ц/га и вшэ, для картофеля от ■ 170 до 340 ц/га и вше.; \'1 X. ' . - - -

■ ' ■ КалиРтан» удобрения. 3 Ввблагоггеияткык погаднык условиях /И7 -0,5/. аналогично азотшш удобрения)/ рентабельна невысокие 'дозы калийных ;удобрений ii ЛШ1Ь на почвах с низким и средним уровнем обеспеченности, обменньгм калием." *»'-".г 1 ■

■ В благоприяппи годы /Ш1 1,5/ да£ствш-налиплых удобре¿rtj возрастаети умеренные их дозы^становятся рентабельными далее на высоком.фоне обеспеченности почв обменный кадием */табл. 9/.

.''--.- - ':' ■ '';■'.'.V." . :*' ".' •' -- Таблица 9 •'•. ';.'';.','. " " ' : Эффективность- калийных удобрений иа дерново-подзолистых У'",'.

почвах'в зависимости от погодного фактора ■ " -,* - ■

Л/"\ вг 35, Гм.2,' рН .6, PjOg 14-15, PgQ -. V

• «л "■.,.:-. ■ . Содержание обменного калия кг на 100 г ■

-' . 1 - • ■ -' ■ ■' - почву -..■■-■■ • ■*

' ' ' • " •"•'•' '5' 9 ТО ■ 17: 21 - 25 —-

• • • " Озимая пшеница : ч . '

0,5 К?пт. ,кг/га Д.в. 93 57 ■'-'' 28 • • • 8 '•••'* 0 • • • - . ' . :■;. /Умакс., ц/га - 23,3 ■27,6 -, 30,5 ■ .32.5'■■ '

1,0 Копт.,кг/га д.в. 159 144 ' IOS .'51 О

- Умакс.,. ц/га • -39,9 44,3 • 47,1, 4«,1- • 47,9" ' '-. .

1,5 ' Копт.,кг/га д.в.225 ■■ 181: 13а •• 94 ' i 50 -

. Умакс.-, ц/га •' .• 60,4 63,5- 65,4-- 66,3". ;66,0 ' ' . .'

'■ . ■ ; 1 ■ Картофель ''-■','.'.-.■ ..." ■'""; - ,!

0,5:'Копт.,кг/га д.в.13Т ' 62.. 18 7 О.'-- v ''.-','*: ■■■' ' ' ' ' Умакс', ц/га .. И7-;147, 163 : 182' ■ ;

1,0 ' Копт.,кг/га д.в.269 ' .201 :•' ■ 140 :,..' 84...' 34- : О .* ,- Умакс.,ц/га ., 216 • 233 , • 246 257 2G5 " 270, ' . :

1,5 " "КОпт.,кг/га д.в.311 - 260 " 205 ', ' 14Э '. ' 79 1 "■': 9 . • . Умакс!, ц/га • ,322 -'.337 342- 345 349 351

-. С изменением;эффективности калийнги удобен;!« изше1^*ся ' ипо-- ■ ■ роги урожайности сельскохозяостоешгнх культур. В не благоприятны* \ : погодных условиях ЛОГ 0,5/ они колеблется для ооимоп шегацы'в.эа- ""'; висимостиот обеспеченности почв обменным калием от 23,5■до'1- '" Л,*'' 33,& ц/га'з^благоприятных /ГСП "1,5/ от 60 до 66 ц/га,' для^картофеля - от 322 до 351 ц/га.' ' ' •'. .'"•' ::

. " 'оонр"эш;швода : ' ' -

1-. Изучение действия и взаимодействия факторов в системе 'почва- . ' удобрешя-погода-урожай.с помоф» системного подхода « метода -" ■... математического моделирования поззолило получить.количественное . . описание взаимодействия факторов -в изучаемой системе-'и'конкрати-

- эировать на.этой основе, наши знания о-закономерностях действия';.. удобрений в зависимости от варьирующих вшироком^даапазоне поч-<-'■

• ■■ венных И ПОГОДНЫХ условий..- ■:;'. .; ' ■ ■■

'2. В результате анализа общих - закономерностей взаимодействия. векто-^ "ров плодородия почв,, удобрениями погода.в изучаемой системе, уста-;' 'новлеиог' " - ' . .: \/■;"■'.■'-" ; ' -- • - • . . • -'на окультуренных почвах, урожай'в меньшей стёпениfзависят ■*-../::. "от колебания погодногст сЬактора,- вклад погоды в ~ формирование, _урожая на низком уровне.плодородия достигав.«,52?!,. на.высоком'.

• 4з?5;'-V . -Ч- -'' .'¡.•.'•'. . -.'•V:: ■ \'

- - ,'.- по мере роста; окультуренвости почв эффективность1 удобрений

. снижается, уиеНьп^тся' Юс'вклад'в формирование^уро^ая-с - на низком уровне 'до'203 на высокой » одновременно увеличи-: \ вается вклад собственно плодородия почэ'с-7Я до 7776, при -• л ■■! ."этом создаются условия с меньиида затрата:« и • удо ¿рений, не по--.;" ■-■'■'. V. средстзенно под культуру получать'более высокие; и стабйль- ■•.. ■■''■■''.,:: нда урожаи.-' К; V;.- ;-;V^.'-,^')Л';-Г"*'"Г,■ V^^

3. Экономический ояткдум содертонил гумуса по критериэ (дакскыума г.'.

.чистого дохода с гектара севооборотной плопрди находится в пределах 2,4-2,6:1.

4« Области оптимальных значений содержания в дерново-подзолистых почвах подвижного Босфора и обменного калия по критерию максимального урожая находятся в границах соответственно для зерно-, вых культур 12-14 мг и 17-18 мг на 100 Г почвы, для картофеля ' 14-16 кг a 23-2S мг, ■ ■

Применение удобрений расширяет границы оптимумов: фосфорные и калийные понижают нижнюю гранту,. азотные повшагот взрхнюи. .Экономический оптимум по критери» максимума чистого дохода с - гектара севооборотной площади для содержания подвижного фосфора определен на уровне 12-14 мг, для обменного калия 21-23 мг на ■ 100 г почзы в сочетании с 30-90 кг/га фоопорных и калийных удобрения.

5. С ростом содержания в почве подвижного фосфора и обменного калия ..эффективность фосфорных и.калийных удобрений снижается, уменьшаются их оптимальные дозы под зерновые культуры соответственно

; со 150-ISO кг/га и 160-170 кг/га на низком уровне содержания ■подвижных питательных веществ "в почве до 30-60 кг/га - на оптимальном, под картофель с 200-270 кг/га на низком уровне до ' 30-90 кг/га - на оптимальном.

6. Эффективность азотных удобрений находится в прямой зависимости . • .от обеспеченности почв другими питательнши веществами, предде

всего подвижным (фосфором, и в обратной от, степени их гучусиро-; ■ ■ ванности. X .

Оптимальные дозы азотных удобрений под зерновые культура увеличиваются с С0-90 кг/га на низком уровне содержания в почве ' подвижного фосфора до 140-160 кг/га - ва оптимальном; под кар-\тофелъ соответстзенно с 55 до 150-17^ кг/га. Максимальные . урожаи-'возраотают с 32-34 ц/га до 45-50 ц/га по зерно вШКуль-

- 18 - " . -"Л", ; . :

турам и со 150 до 270 i^ra по картофеля; • . ■ ! U ростом гумусирозакяости почв с I до '¿'А оптимум доз азотных удобрений уменьшается со 160-170 кг/га до 90-100 яг/га под эер- ■ новые и со 180-200 кг/га до 03-95 кг/га под картофель.Максимальные урожаи при этом возрастают с 47 до 52 ц/га по зерновым культурам, и с 254 до 277 ц/га по картофелю.

7. Эффективность удобрений резко меняется в зависимости от коле- .'■■■ бания погодного фактора. Дяяаэотных удобрений оптицуы доз при изменении погодных условий от неблагоприятных до особо благоприятных изгоняется от B0-I20 кг/га до 170-190 кг/га под зерновые культуру и от 95-100 кг/га до 200-210 кг/га под картофель.-Соответственно меняются и пороги урожайности: от 24-30 ц/га до . , 60-68 ц/га по зерновым культурам /при оптимальном уровне других, факторов/ И ОТ 170-190 ц/га до 3SO-380 ц/га по картофелю,*„-•8. В неблагоприятные по погодным условиям годы рентабельны сравни- , . тельно невысокие дозы калийных удобрений -. от 40 до 90 кг/г4 под: зерновые культуры и от 40 до 130 кг/га под картофель, на почвах ■ с низким и средни;! уровнем содержания обменного калия, а на высоком фоне они неэффективны. В благоприятные годы эффективность -калийных удобрений резко возрастает и на низком фоне обеспечэл- " ности почв калием окупаются урожаем более высокие дозы калийши удобрений - до 200 кг/га под зерновые культуры и до 300 кг/га . под картофель, а умеренные их дозы /50-90 кг/га под зерновые и 45-110 кг/га под картофель/ становятся рентабельными дзже на;.. высоком Зоне обеспеченности почв обменным калием. .' . - ' .

' " ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗЗОДОГБУ . '•' - f ■ " ■

X, В целях получения максимального экономически обоснованного^и-, болэо "стабильного выхода продукции с гектара севооборотной пло-' щади рекомендуется, всемерно позьапть уровень плодородня;дерново-подзолистых почв, для чего.предуС!.'лтри2ать э планах расширенного

■ воспроизводства плодородия повышение основных его показателей до экономических оптицуыов: гуцуеа'до 2,4-2,6:3, подвитлого фосфора до 12-14 кг, обменного калия до 21-23 мг на 100 г почвы. Удобрения применять в тех же целях в оптимальных для уровня плодородия каждого.производственного участха дозах.

Н качестве примера приводятся оптимальные 'доэн удобрений.под . озицую гспеницу для условий низкого, среднего и.оптимального уровней содержания подвижного фосфора «обменного калия в почве и заданных ■ значении по механическому составу, гум/сированности, кислотности ■ и погодньм условиям:" -У & 35t t>á 2, рН б, ЯП I

Содержание в мг на Оптямальшз дозы

100 г почвы ■■ удобрений кг/га д.в,- Умакс. ц/га

ПОДВИЖНЫХ " - -■-"■■ ■ ■ ■-■■■

Р2О5 , ^ ... - у": ? -V " . :: 1

2. 5 90 160 '170 32 •

б .10 НО 130 .135 44

14 1а 140 30х 50х 52

к/ при, необходимости полной компенсации вдаоса питательных веществ

' с урожаем дозы фосфорных и калийных удобрений увеличить до 75 и ■ У 120 кг/га , -'■"'•■•. ■.•."' . .■ . ■_■'.'-'". " ■ •. ■ - 1 ■

При изменении почвенных или погодных условий произвести кор- рекци» доз удобрений и возможного выхода продукции, с помощью моделей продуктивности или оптимизационных таблиц, полученных'на их основе.

У ■ список оетотах работ, сишжшиаш по тз.е даяертацил

I, Стребков Л.?.!. Моделирование закономерностей действия минеральных ■ удобрена!;. Тезис« докладов Всесоюзного: семинара географической ■оети'опытов с удобрешшии. и., 10ь1, с.110.

2. Сропенянц P.A., Новиков A.Ii., Стребкоз U.M.'др. Классификация " . гг оценка -факторов эхспзримзнта при создании адалт^дай модели урожайности. Вестник с/х науки, 1980, Со, с.59.

" 3. Сраленянц Р.Л., Новиков Д.И., Стргбкоэ Л.м. и др. Моделирование,., закономерностей действия минеральных удобрений на урожай. Вестник с/х науки, ХЭШ, ПЗ, с," 1

4. Цтройкоа И.М., Касицзй Ю.И., Литвинов В.Р. Определение эффективности применения минеральных удобрений под озимую паз-этцу с помощью автоматизированной системы. Взстшас с/х науки.: 1982, Е?Г,

с.39.

5. Стрзбков Ii,*t. Роль пог одних условий в моделях агроэкологи-.ческих систем. Вестник с/х науки, 1963, !Г4, с.37.

6. Стребков li.iJ., КирикоК Я.Т. Оптимизация параметров плодородия почв и доз удобрений с шмоцьп метода математического моделироэа-; ния. Сб. научных трудов ин-та почвоведения и фотосинтеза АН СССР. "Параметры и модели плодородия почв и продуктивности агроценозов". Пуп^ино, ISU5, с.135. :

7. Стребков И.И., Кирикой Я.Т. Оптимизация параметров плодородия почв. Бэллетень Почвенного ин-та им.В.Б.Докучаева. Вт.ЖХУГ.,

: М., 1985, с.18. . ' *

8. Стребков И.!.!. Методы количественного выражения погодн в математических моделях и ее роль в системе почва-погода-удобрения-уро-

- на?». Труды ВИУЛ, И., 1985, с.43...

9. Стребков И.М., КирикойН.Т. Оптишзздия параметров почвенного плодородия и.доз удобрений на основе систешого анализа- и мате- ; матического моделирована. Научные труда Почвенного ин-та ям. В.И.Докучаева: Сб."Плодородие почв, проблемы, исследования, модели*. М. , I98S, С.34 - ■-;.

' 10. Сйобникоэа О.В., Й.И., Стребков il.ll,■■"и др. Рскоменда- .

ции по пр№.ганбпкл 'К^орн:»: удо5рг1С1Й в Jb кариозе«ной зоне.

РСЗОР. Я., 1985, 60 с.

11. Оребков,U.M.ТСирикой Я,Т., Халакская Т.П. Католическое руководство по использовании принципов системного подхода и математического моделирования в исследованиях закономерностей действия удобрения. IT., I9Ö8, 02 с. ■ ■

12. Огребков Й.И. Оптимизация-калийного питания на дерново-лодзолис- • тух почвах. Е»ллетень КУА. ГЭО, М., 19853, с.

13. Стребков H.H., Халанская Т,П. Гумус и эффектизность азотных

■ удобрений на дерново-подзолистых почвах. Бюллетень ЗЛУ А, РЭО, -I98Ö, с. ■

14. Стребков'U.M. Основные закономерности вэалиодайствия факторов

. :в системе "почва-удобрения-погода-уроя&й" на дерново-подзолистых почвах Центрального р-ва ЖЗ РС5СР /количественные оценки-на базе математических моделей продуктивности сельскохозяйственных 1^льтур/.\^грожа0ш,: I9t39, KVb печати/. .

15. Стребков Й.М. Оптимальные значения основных параметров . плодородия ^дерново-подзолистых почв /количественные оценки оптимумов

' на базе моделей продуктивности сельскохозяйственных культур в . системе "почва-удобрение^погода-урожай". Агрохимия, 1989, 5КЗ - /».печати/. • '

16. Стребков ИЛ. Закономершсти действгот удобрений ш дерново-под-

. золистых почвах Центрального.ШЗ в. зависимости от уровня их

; 'плодородия /количественные оценки на базе.моделей продуктивности сельскохозяйственных культур в' системе "почва-удобрения-погода-

■-■/■ урожай/. Агрохимия,' 1989, .Г4 /а печати/. '

Л-27560 16.01.89 г. Объем 1'/а п. л.

Заказ 134.

Тираж 10О

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