Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Применение удобрений и прогнозирование их эффективности с использованием математических моделей в северном Казахстане

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Применение удобрений и прогнозирование их эффективности с использованием математических моделей в северном Казахстане"

' ц ^

^ т На правах рукописи

БРУШКОВ Алексей Иванович

ПРИМЕНЕНИЕ УДОБРЕНИЙ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ В СЕВЕРНОМ КАЗАХСТАНЕ

Специальность 06.01.04 — агрохимия

Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1998

Работа выполнена на Карабалыкской сельскохозяйственной опытной станции Кустанайского НИИСХ в 1975—1977 гг.

Официальные оппсшенты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Л. М. Державин; доктор биологических наук, профессор, академик РАСХН Н. П. Кузнецов.

Ведущая организация — Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт химизации сельского хозяйства.

Защита состоится « » декабря 1998 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 120.05.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте информатизации агрономии и экологии (ВНИИ «Агроэкоинформ») по адресу: 143013, п/о Немчиновка-1, Одинцовского района, Московской области, ул. Агрохимиков, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИ «Агроэкоинформ».

Автореферат разослан « » декабря 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат экономических наук

А. С. Мерзликин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. С распашкой 22 млн. гектаров целинных и залежных земель Северный Казахстан из зоны кочевого животноводства превратился в крупную зерновую житницу Казахстана, каковой она, с известными отступлениями, остается и на сегодняшний день. При сложных природных условиях, которые длительное время сдерживали более интенсивное сельскохозяйственное использование этих территории, возникла необходимость шушых разработок по, повышению продуктивности пашни, повышению урожайности зерновых культур и стабилизации ее по годам. Наряду с разработкой новых приемов зональной агротехники в решении этих задач немалую роль должно сыграть и научно-обоснованное применение удобрении.

Характерной чертой преобладающих в зоне черноземных и каштановых почв является недостаток фосфора. Содержание калия повсеместно довольно высокое, а подвижные формы азота регулярно пополняются за счет минерализации гумуса и свежих органических остатков.

Исходя из этих условий, и было избрано направление исследований, начатых в зоне с первых лет распашки целины. Автор настоящей работы, с избранным направлением выхода на математические модели, подключился к ним с 1975 г.

На современном этапе развития агрохимической науки особую актуальность приобретают вопросы оптимизации условий питания сельскохозяйственных культур с учетом количественных связей п многофакторной системе: почва - погода - удобрение - растение (урожай и его качество) с использованием математических моделей.

Применение фосфорных удобрений обеспечивает ежегодную прибавку урожая зерновых культур от 1,5-3 до 5-6 ц/га, окупаемость I кг действующего вещества составляет 10-15 кг зерна. Несбалансированность миперхчмюго питания является одной из причин .снижения эффективности удобрении и возникновения нежелательных экологических ситуаций..

Существующие рекомендации по применению удобрений сводятся к применению минеральных доз Р205 в рядки и Рм) - один раз за ротацию севооборота и паровом поле. Внесение более высоких доз, а также использование азотных удобрений зачастую не окупается.

И намеченных исследованиях планировалось применить новые методики для этих вопросов путем прогнозирования доз и сочетаний минеральных удобрений на основе математических моделей.

Цель и задачи исследования. Основной целью исследования являлось прогнозирование эффективности минеральных удобрений В почвозащитных технологиях возделывания зерновых культур на обыкновенных черноземах с использованием математических моделей.

Предусматривалось решение следующих задач:

• разработать математические модели прогнозирования действия удобрений на изменение содержания основных элементов питания в пахотном и подпахотном слоях обыкновенного чернозема при внесении возрастающих доз минеральных удобрений и их сочетаний в 4-х нолыюм севообороте;

• определить оптимальный фосфатный уровень и затраты фосфорных удобрений для увеличения содержания Р203 на I мг/100 г почвы;

• разработать математические модели прогнозирования эффективности различных доз и сочетаний минеральных удобрений на фонах с различной обеспеченностью подвижным фосфором на урожайность, структуру и качество основной и побочной продукции яровой пшеницы, овса и ячменя;

• выявить экологическую безопасность применяемых доз и сочетаний минеральных удобрений;

• определить экономическую и энергетическую эффективность применения возрастающих доз и сочетаний N. Р, К под яровую пшеницу, ячмень и овес в зависимости ог обеспеченности обыкновенных черноземов подвижным фосфором.

Научная новизна. Впервые в условиях Северного Казахстана в многофакторных полевых опытах разработаны производственные функции, характеризующие зависимость содержания подвижных элементов (NPK) от доз и сочетаний минеральных удобрений на фонах с различным содержанием подвижного фосфора, установлена математическая зависимость действия азотных, фосфорных и калийных удобрений на урожайность и качество яровой пшеницы, ячменя и овса в зависимости от обеспеченности почв фосфором, определены затраты фосфорных удобрений на повышение содержания I\Os на 1 мг/100 г почвы.

Дано экономическое и энергетическое обоснование применения азотных, фосфорных и калийных удобрений под зерновые культуры.

Практическая значимость работы и реализация результатов исследования. Проведенные исследования позволили рекомендовать производству прогнозирование эффективности удобрений с использованием математических моделей для получения урожаев 30 ц/га и более зерна высокого качества.

Результаты исследования использованы при разработке следующих рекомендаций: "Методические рекомендации по освоению интенсивных технологий возделывания яровой пшеницы, проса и гречихи в Кустанайской области" (1987 г.), "Рекомендации по применению удобрений в Кустанайской области" (1989 г.), "Рекомендации по применению минеральных удобрений под зерновые культуры в Северном и Центральном Казахстане" (1994 г.), а также отражены в рекомендациях по интенсивным технологиям возделывания зерновых культур в Кустанайской области (1993, 1994, 1995, 1997 гг.).

Апробация работы. Материалы исследований докладывались на конференциях и Всесоюзных совещаниях участников Географической сети опытов с удобрениями (г. Алматы 1976, 1978 гг.; г. Целиноград 1977, 1987 гг.; г. Львов 1980 г.; г. Пенза 1982 г.; г. Горький 1984 г.; г. Москва 1986, 1997 гг.; г. Суздаль 1989 г.; г. Челябинск 1985 г., Международная конференция г. Москва 1986 г.; Шортанды 1996, 1998 гг.) на областных и районных семинарах но вопросам повышения эффективности производства зерна.

Публикации. По материалам диссертации опубликована 41 печатная работа. Монография "Системный подход к повышению урожаев зерновых культур" Ллматы, 1998, 235 с.

Структура и объем работы. Диссертационная работа представлена в виде научного доклада, изложена на 54 страницах, включает 9 таблиц. Состоит из введения, восьми разделов экспериментальных исследований, выводов, рекомендаций производству, списка опубликованных работ.

Работа выполнена по программе ВИУА в соответствии с Государственным заданием 01.02.01. Д.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

1. ■ Условия проведении опытов и методика исследований.

Диссертационная работа выполнена в лаборатории агрохимии Карабалыкской сельскохозяйственной опытной станции Кустанайского НИИСХ. Три стационарных и пять краткосрочных опытов (1975-1979 гг.) проводились на темно-каштановых почвах в совхозе им. О. Кошевого Тургайской области, факториальные опыты (1980-1997 гг.) проводились на обыкновенных черноземах Карабалыкской СХОС в течение 4-х ротаций 4-х полыюго зернопарового севооборота.

В работу вошли результаты собственных исследований автора, которые проводились в краткосрочных и длительных полевых стационарных опытах в обшей сложности в течение 23 лет (1975-1997 гг.)

По общепринятым методикам проведена серия краткосрочных и стационарных полевых опытов:

• действие препарата ТУР в сочетании с фосфорными удобрениями по разным предшественникам;

• влияние различных доз и сроков предпосевного облучения семян;

• действие минеральных удобрений на урожайность яровой пшеницы,

баланс фосфора и содержание гумуса;'

• действие минеральных и органических удобрений на урожайность зерновых культур;

• зависимость урожайности различных сортов яровой пшеницы от сроков посева.

На методике многофакторного опыта по изучению доз и сочетаний КРК на фонах различной обеспеченности фосфором на урожайность и качество зерновых культур с целыо повышения их продуктивности и расчета оптимальных доз удобрений остановимся подробнее.

В наших исследованиях использованы разработанные В.Н. Перегудовым н Т.И. Ивановой регрессионные модели, отражающие количественную зависимость между урожайностью культур севооборота и качеством продукции от доз и сочетаний ЫРК.

Исходные данные для составления уравнений регрессии получены в многофакторных опытах. Зависимость урожайности от доз и сочетаний и удобрений определялась методом регрессионного анализа на ЗИМ по математической модели. Надежность уравнений оценивалась сопоставлением фактических данных урожая с вычисленными по уравнениям.

По уравнениям регрессии рассчитывались оптимальные дозы и сочетания удобрений на заданную урожайность.

При планировании урожайности в определенных условиях принимались во внимание возможности зоны, культуры, сорта, экономические показатели.

Учитывая специфику зоны, в опыте создавались искусственные фосфорные фоны путем единовременного внесения двойного суперфосфата в дозах Р„ю, Р_,|И1 Рзоо. Р.!оо, на каждом поле, предусмотрен также естественный фон Р„. Фоны создавались за год вхождения в ротацию 4-х польного зернонарового севооборота. Большие делянки фонов расщеплялись 16-ти вариантной аналитической схемой, представляющей собой выборку одной четвертой полной факториальной схемы 4x4x4. Варианты размещались по методу блоков:

1 блок; ООО, 220, 202,022, 111,331,313. 133;

2 блок: 200, 002, 020, 222, 311, 131, 113, 333 *

*нср<шя цифра оСючиачает условную дту азота, вторая - фосфора, третья - кант.

Размещение вариантов внутри блоков рсндомизированное. Одинарная доза азота, фосфора и калия составляет 25, двойная - 50, тройная - 75 кг/га. Чередование культур в севообороте осуществлялось во времени и пространстве. Повгорность опыта двухкратная, площадь посевной делянки 169 м2, учетной -100 мг. Технология возделывания - почвозащитная, общепринятая для зоны. Высевалась яровая пшеница мягкая районированных сортов: Омская-9, Омская-18, Иргышанка-10, Казахстанская раннеспелая, твердая пшеница Безенчукская-98, ячмень сорта Медикум-85, овес сорта Скакун. Сроки посева и нормы высева зерновых культур оптимальные. Закладку опытов, отбор ■ почвенных и растительных проб, учет урожая, лабораторные анализы выполняли стандартными методами. Гумус определяли по Тюрину, рН в солевой вытяжке по Михаэлису, сумму поглощенных оснований по Каппену-Гильковицу, гидролитическую кислотность - по Каппену, валовый азот - по Къельдалю, гидролизуемый азот - по Корнфильду, нитратный азот - по Грандваль-Ляжу. Валовый фосфор - сжиганием в серной и хлорной кислотах с последующим колориметрированием. Подвижные формы фосфора - по Чирнкову, степень подвижности фосфатов в вытяжке СаС12. Азот, фосфор и калий в растительных образцах определяли в одной навеске после мокрого озоления по Пиневичу с добавлением в качестве катализатора хлорной кислоты. Азот в аппарате микро-Къельдаля, фосфор - колометрически, калии - на пламенном фонометре. Для пересчета общего азота на сырой белок в зерне яровой пшеницы, ячменя и овса применяли коэффициент 5,7. Массу 1000 зерен, натурный вес, стекловидность, клейковину зерна определяли соответственно по ГОСТам: 10842,04; 10967-64; 13586-68.

Расчет энергетической эффективности минеральных удобрений выполнен согласно методики КаэИИИ зернового хозяйства (1995 г.).

При статистическом анализе экспериментальных данных применяли дисперсионный, корреляционный и регрессионный методы. Дисперсионный

анализ был использован для анализа данных однофакторных нолевых опытов. Корреляционный анализ - для исследования направления и тесноты связи между переменными, регрессионный - для установления количественной связи между изучаемыми признаками по модели с половинными степенями переменных.

2. Почвенио-кяиматические условия.

Климат зоны характеризуется резко выраженной континент алшостыо: жаркое и сухое лето сменяется холодной и малоснежной зимой. Зимой минимальная температура снижается до 35-40°С; летом - повышается до 41-43°С. Среднегодовое количество осадков составляет 324 мм, с колебаниями по годам: во влажные -476 мм, а в засушливые - 160 мм. Характерным признаком континентальное™ климата является существенное преобладание осадков теплого периода (май-октябрь), когда выпадает 60-80% от годовой нормы. Однако осадки теплого периода распределяются крайне неравномерно. Весна и начало лета характеризуются малым количеством осадков, что в сочетании с большими скоростями ветра, наблюдающимися в это время, обуславливает быстрое иссушение почвы. Максимум осадков приходится на вторую половину лета, чаще всего на июль. Продолжительность безморозного периода колеблется от 108 до 130 дней. Сумма температур за вегетацию с температурой выше 10"С -2100° - 2200°. Среднегодовая температура воздуха 0,3 - 1,4°С. Среднегодовое количество осадков за вегетационный период составляет 161,1 мм, с колебаниями по годам от 41 до 220 мм. Гидрометрический коэффициент мая -августа равен 0,8 - 0,9. Однако в засушливые годы он снижается до 0,5, во влажные годы - повышается до 1,5-2,0. Большой ущерб наносят засухи. За 23 года проведения исследований 12 лет характеризовались недобором осадков за вегетационный период (от 87,5 мм до 124,9 мм) со среднесуточной температурой до 22,1° против 18,9"С по норме; 10 лет были влажными, количество осадков за период вегетации превышало норму на 30,8 мм и 107,3 мм. Среднесуточная температура вегетационного периода была ниже нормы на

0,5"С - 1,6"С. Весьма характерным для климата зоны можно считать тот факт, что лишь один 1982 г. по гидротермическим показателям близок к среднему, типичному для зоны. Количество осадков за период вегетации яровой пшеницы составило 159,8 мм при норме 161,1 мм; среднесуточная температура - 18,6°С против нормы 18,9"С.

Исследования проводились на обыкновенных черноземах Кустанайской области и темно-каштановых почвах Турганской области. Различные виды черноземных и темно-каштановых почв составляют основной фонд пашни лесостепной и степной зон Северного Казахстана, на который могут быть распространены результаты наших исследований.

Обыкновенные черноземы по содержанию органического вещества относятся к среднегумусным, с содержанием гумуса в пахотном слое 6,3%. Почвообразующая порода - тяжелый карбонатный суглинок. Почвенный поглощающий комплекс (сумма поглощенных оснований составляет 36,6 мг-экв/100 г) насыщен в основном кальцием - 86%, магний, натрий и калий содержатся в незначительных количествах: рН-водная - 6,9, подвижный фосфор - 5,8 мг/!00 г (по Чирикову), подвижность фосфатов в 0,02 СаС12 - 0,036 мг/кг, нитратного азота - 21-26 мг/кг, обменного калия - 27-30 мг/100 г. почвы.

Темно-каштановые почвы опытного участка - карбонатные, среднемощные по механическому составу, тяжелосуглинистые. Характеризуются повышенным содержанием физической глины в пахотном слое (55,3-58,4%). Химические свойства пахотного слоя темно-каштановых почв характеризуют такие показатели: содержание гумуса 3,5%, рН - 7,3, общего азота - 0,17%, азота гидролизуемого - 4,76 мг/100 г., подвижный фосфор (по Мачигину) - 7,6 мг/кг, обменный калий - 60,48 мг/100 г. .

3 Агрохимические свойства почвы при длительном применении удобрений.

1 Ьиболее важными агрохимическими показателями для получения высоких и устойчивых урожаев зерновых культур в Северном Казахстане являются

содержание органического вещества и подвижных форм фосфора, азота и калия.

Содержание гумуса. Содержание гумуса является важнейшим показателем, определяющим уровень их плодородия. Органическое вещество влияет не только на химические, физические и биологические свойства почпы, но и оказывает существенное действие на эффективность средств химизации, улучшает санитарное состояние почв, что и определяет уровень урожаев, стабильность их по годам (Тюрин, 1937; Кононова, 1963, 1984; Лыков 1982, 1985).

В природных условиях баланс гумуса поддерживается за счет ежегодного пополнения органического вещества с оставлением на месте природной растительности. С распашкой целины и ежегодным отчуждением выращенного урожая создается отрицательный баланс гумУса (Сдобников, 1994). По данным Э.Ф. Госсена (1988 г.) в Северном Казахстане после распашки целинных земель содержание гумуса снизилось на 0,5 абсолютных процента от исходного. В черноземах Кокчетавской области гумус снизился с 4,3 до 3,6, т.е. на 16,3%, в черноземах Кустанайской области - с 3,7 до 2,8%, т.е. на 24,3%. В процессе интенсификации земледелия в почве, как правило, преобладают процессы минерализации органического вещества, вследствие чего почвы обедняются гумусом (Державин, 1988; Копеев, 1991; Рылушкин, 1977).

Одним из важнейших способов поддержания положительного баланса гумуса в почве является внесение органических удобрений (Лыков, 1976; Минеев, 1977).

Минеральные удобрения, как средство стабилизации гумусового баланса, получили противоречивые оценки: одни исследователи (Любарская, 1959, 1974; Доспехов, 1972) отмечают положительную роль минеральных удобрений в накоплении гумуса, другие (Минеев, 1978) считают, что они лишь замедляют потери гумуса по сравнению с неудобренной почвой. По данным В.В.Прокошева (1952) под влиянием минеральных удобрений потери гумуса увеличиваются.

В степных районах, в том числе и в Северной Казахстане, главными

источниками свежего органического вещества являются корневые и другие растительные ' остатки, солома и посев сидеральиых культур. Наши исследования показали, что ежегодное внесение соломы в количестве Зт/га в течение 8 лет в сочетании с минеральными удобрениями Р2(„ Рн, в пар; Р(,,>+^0; Рм)+1'2оМ,1о создают тенденцию увеличения содержания гумуса 0,1-0,4%.

Азотный режим почвы. Обыкновенные черноземы обладают высокой шприфнканнонной способностью. Определение ее в пахотном и подпахотном горизонтах выявило, что этот показатель остается высоким на всех полях 4-х цельного зерноиарового севооборота (табл. 1).

К осени па поле чистого пара накапливается в метровом слое почвы до 250300 кг/га нитратного азота. При низком содержании подвижного фосфора наблюдается несбалансированное азотно-фосфорное питание, что в значительной мере снижает урожай зерна (Сдобникова, 1971; Княннцкая, Рычагова, Хамзин, Брушков, 1989).

В наших опытах в паровом поле в слое 0-40 см. накапливалось ко времени посева первой пшеницы от 21,2 до 26,0 мг/кг почвы нитратного азота. Под шорой и третьей культурой после пара содержание нитратного азота снижается в 2,5-4 раза.

Известно, что существует зависимость содержания подвижных форм азота, фосфора, калия от доз внесения минеральных удобрений (Авдонин, 1972; Липкина, 1980; Чесняк, 1980; Гуканов, 1984). В наших опытах установлено, что зта зависимость (производственные функции) может быть выражена уравнением регрессии. Производственные функции, отражающие зависимость содержания нитратного азота перед посевом яровой пшеницы Омская-9 от доз и сочетаний минеральных удобрений, представлены в таблице 2.

Внесение азотных удобрений Ь!75 в пару повысило содержание нитратного азота на всех фосфорных фонах: до 32,6-36,1 мг/кг в паровом поле, до 22,3-36,4 мг'кг и до 15,6-27,2 мг/кг перед посевом второй и третьей пшеницы (табл. 3). В паровом поле в результате этого создается избыток азота, что приводило даже к снижению урожая - в среднем за 3 года на 2,4 ц/га. На второй и особенно на

Нитрификационная способность обыкновенных черноземов Казахстана за 1981-1986 гг.

Таблица 1.

Фоны РА Слой почвы, см. 1-я культура 2-я культура 3-я культура

1981 1982 1983 1984 1986 Средн. 1984 1985 Средн. 1984 1986 Средн.

0 0-20 93,6 73,7 62,5 76,5 73,5 76,0 64,8 71,6 68,2 64,9 63,0 64,0

20-40 20,7 22,5 33,8 17,1 96,0 38,0 19,8 23,2 21,5 40,0 37,0 38,5

100 0-20 112,0 94,0 98,8 91,5 51,8 89,6 102,8 80,9 91,9 51,5 34,5 43,0

20-40 47,6 111,3 11,7 18,1 77,7 53,3 34,2 40,9 37,6 55,9 28,3 42,1

200 0-20 85,4 62,1 60,1. 73,0 108,6 77,8 87,1 52,8 70,0 43,6 58,6 51,1

20-40 29,4 22,1 27,4 30,0 82,4 38,3 56,9 37,2 47,1 9,1 22,5 15,9

300 0-20 86,6 114,5 61,2 45,6 90,8 79,9 93,8 72,9 83,4 46,3 56,1 51,2

20-40 58,9 105,9 28,2 25,9 86,8 61,0 17,2 57,0 37,1 34,9 41,5 38,2

400 0-20 75,4 114,9 25,4 60,1 65,9 74,3 74,3 13,6 44,0 66,4 55,7 61,1

20-40 49.5 49,5 94,7 12,4 22,3 71,8 50,1 35,2 32,1 33,7 14,1 26,2

Иричсчанш. Принятаяуаокни» норма иитрификационпой способности почвы - 20 мг Л' - КОЗ/кг (Краеков, 1978)

Таблица 2.

Производственные функции зависимости содержания нитратного азота, подвижного фосфора и калия перед посевом яровой пшеницы от доз и сочетаний минеральных удобрений на фонах с различной обеспеченностью подвижным фосфором _(первая ротация севооборота, слой 0-40 см.)_

Фон РА мгЮО г. Нитратный азот Подвижный фосфор Обменный калий

Уравнение регрессии Коэффициент корреляции Уравнение регрессии Коэффициент корреляции Уравнение регрессии Коэффициент корреляции

Пшеница по пару (¡982-84) Пшеница по пару (1982-84) Пшеница по пару (1982-84)

5,9 y-26.0-f2.79N 0,63 У=5,8+0,16Р2 0.69 У=27,3 !0

7.4 У=22,8+4,28Ы 0.75 У=7,4+0,64Р 0.73 У=27,6 0

'«и ." ¡9,8 У=21,2+4,67Ы 0,67 У=9,1 0 У=26,2 0

У=2!Л+4,73Ы 0,80 У=9,8 0 У=27.0 0

Г 13,9 У=24.6+!,28И 0,84 У=13,9 0 У=27,5+1,50К 0,68

| Вторая пшени ца (1983-85) Вторая пшени ца (1983-85) Вторая пшени ца (1983-86)

¡5.9 У=8,8+4,9Ж 0,89 У= 5,9+0,96Р 0,98 У=28,7 0

7,3 У=8,4+4,63Ы 0,83 У=7,3+0,91Р 0,69 У=28.9 0

8,9 У=8,7+6.52К 0,70 У=8,9+0,73Р 0,65 У=26,5 ¡0

9,6 У=6,3+9,48Ы 0,74 У=9,6+0,99Р 0,74 У=29,1 0

13,8 У=4,6+3,20М2 0,69 У=13,8+1,04Р2-2,07Р 0,82 У=24,6+5,51К-1,04К2 0,87

Третья имени г ¡а (1984-86) Третья пшени ца (¡984-86) Третья пшени ца (1984-86)

5,8 У=6,6+5,24Ы 0,89 У=5,8+1,15Р 0,83 У=29,9+2,07К 0,65

7.1 У=6,0+1,74^ 0,88 У=7,1+0,99Р 0,89 У=28,5+1,59К 0,61

8.1 У=6,4+6,13Ы 0,88 У=8,1 + 1,01Р 0,71 У=28,8+0,95К 0,81

9,0 У=6,7+2.03?М2 0,79 . У=9,0+0,43Р2 0,74 У=30,2 0

10,1 У=7,0+2,88Ы 0,76 У=10,1+0,97Р 0,63 У=27,1+5,40К-1,35К2 0,71

Таблица

Содержание нитратного азота в почве (0-40 см.) перед посевом по пару при внесении разных доз азота, мг/100 г.

Дозы азота кг/га Фоны РА. мг/100 г.

5,8 | 7,4 | 8,1 | 8,8 | 13,9

Пшеница по пару (1982-84 гг)

0 26,0 22,8 21,2 21,8 Г 24,6

25 28,2 27,1 25,9 26,5 Г 25,9

50 30,4 31,4 30,5 31,2 29,7

75 32,6 35,7 35,2 35.9 36,1

Вторая пшеница после пара (1983-85 гг)

0 8,5 8,4 8,7 6,3 7,6

25 13,5 13,0 15,2 15,8 10,8

50 18,5 17,7 21,7 25,3 20,4

75 23,4 22,3 28,2 34,8 36,4

Третья пшеница после пара (1984-86 гг)

0 6,6 6,0 6,4 8,7 7,0

. 25 П.8 7,8 12,5 10,8 9,9

50 »7,1 13,0 18,6 16,9 12.8 }

75 22,3 21,7 24,8 27,2 15,6 |

третьей пшенице после пара повышение содержания нитратов в почве в результате внесения азотных удобрений повышало урожай зерна на 1,1 и па 2,44,3 ц/га соответственно. В третьей ротации севооборота производственные функции, отражающие зависимость содержания нитратного азота в слое 0-40 см перед посевом яровой пшеницы от доз минеральных удобрений, показали, что на первой и второй культурах содержание нитратного азота было средним без внесения удобрений и только на третьей пшенице, с количеством подвижного фосфора в почве - 4,5-7,0 мг/100 г оно резко снизилось.

После уборки яровой пшеницы содержание нитратного азота заменю снижается по всем культу рам севооборота и достигает средней обеспеченности на первой культуре и низкой - на второй и третьей пшенице.

Анализ приведенных производственных функций показывает, чн>, судя по ^»эффициентам перед азотом и знаку "плюс", тенденция увеличения содержания нитратного азота от доз азотных удобрений положик'льиая.

Следовательно, внесение азотных удобрений, судя по коэффициентам при азоте, оказало решающее влияние на увеличение содержания нитратного азота на всех культурах севооборота. Положительное влияние на содержание нитратов оказало взаимодействие азотных и фосфорных удобрений.

Фосфатный режим почвы. Наши исследования показали, что без внесения фосфорных удобрений баланс фосфора в 4-х польном зернопаровом севообороте (пар - 2 пшеницы, ячмень, овес) отрицательный; внесение Рм в паровое поле создает положительный баланс по фосфору (до 125,5%). Обеспеченность обыкновенного чернозема подвижным фосфором на естественном фоне без внесения фосфорных удобрений низкая - 5,8 мг/100 г почвы, при степени подвижности фосфора - 0,028-0,036 мг/л.

В результате внесения высоких доз фосфорных удобрений при создании фонов' произошло значительное изменение фосфатного режима обыкновенного чернозема (табл. 4).

Таблиг/а 4.

Обеспеченность почвы фосфором и степень его подвижности перед посевом.

Фоны Р,0< кг/га Культура после пара Культура после пара

1 1 2 | 3 ! 1 I 2 | 3

По Чир икову, мг/100 г СаС1ъ мг/л

0 5,8 5,9 5,8 0,036 0,028 0,032

. 100 7,4 7,3 7,1 - - -

200 9,1 8,9 8,1 0,16 одз 0,09

300 9,8 9,6 9,0 - - -

400 13,9 13,8 10,1 0,27 0,26 0,18

Содержание подвижных фосфатов и степень их= подвижности закономерно увеличивались с повышением доз фосфорных удобрений. Количество подвижного фосфора, переходящего в кислотную вытяжку (по Чирикову) возросло на фосфорных фонах в 1,3 - 2,4 раза по сравнению с естественным фоном. Степень подвижности фосфатов увеличивалась в 4,4 - 7,5 раза.

Для установления связи между обеспеченностью почвы подвижным фосфором и урожайностью яровой пшеницы был проведен регреесионно-корреляционный анализ полученных урожайных данных за годы исследования под первой, второй и трсчьен культурами после пара. Для пшеницы, возделываемой но пару, установлена следующая корреляционная зависимость между урожаем (У) и содержанием подвижного фосфора в почве (X): У= 9,39 + !,74Х-0,724 х 10'X-

Рассчнтанпый по уравнению оптимальный уровень для пшеницы по пару составил 12,0 мг/100 г Р,05-

Для второй пшеницы после пара корреляционная зависимость между урожаем и содержанием подвижного фосфора в почве следующая: У= 4,06 + 1,49Х - 0,501.ч10 'Х2 Оптимальный уровень составляет 14,9 мг Р;05.

Для третьей пшеницы после пара корреляционная зависимость между урожаем и содержанием в почве подвижного фосфора: У= 8,22 + 1.84Х-0,643 х 10'Х\ оптимальный фосфатный уровень - 14,3 мг/100 г Р20,.

К концу первой ротации такой характер различий по содержанию подвижного и усвояемого фосфора между естественным и фосфорными фонами сохраняется и количество их на Р,,,,, - Рда| соответственно в 1,2-1,7 и 2,8-5,6 раза выше, чем на Р0. Однако содержание фосфатов, переходящих в кисло! ную и солевую вытяжки на фосфорных фонах на второй и третьей культурах снижается в большей степени по сравнению с паровым полем. Особенно заметное снижение - на 3,4 мг Р,ОуЮО г почвы произошло на самом высоком фоне - Р400. Тем не менее, фосфор, внесенный в высоких дозах на обыкновенном черноземе, длительное время сохраняет подвижность и доступность для растений.

Внесение фосфорных удобрений непосредственно под каждую культуру севооборота в дозах 25-75 кг/га д.в. также приводило к увеличению содержания подвижного фосфора в почве и к постепенном} увеличению ею в иачошоч

слое. Так, к концу первой ротации на вариантах с внесением фосфора в дозе Р75 ежегодно обеспеченность почвы фосфором на фонах Р0, Р,,к, и Р2№> была средней, а на фонах Р,00 и Р4(К1 - повышенной.

Установлено, что для повышения содержания подвижных фосфатов в обыкновенном черноземе на I мг/100 г почвы требовалось внести 62 кг/га д.в. фосфорных удобрений. Количественная зависимость содержания подвижного фосфора перед посевом яровой пшеницы Омская-9 в первой ротации от доз минеральных удобрений на фонах с различной обеспеченностью подвижным фосфором имела вид производственных функций (табл. 2).

Анализ производственных функций показывает, что на естественном фоне и паровом поле в первой ротации севооборота, от внесения фосфорных удобрении наблюдается прогрессивная тенденция увеличения содержания подвижного фосфора. При среднем и повышенном фосфорных фонах внесение фосфорных удобрений в дозе 25-75 кг/га увеличило содержание подвижного фосфора несколько меньше, чем на естественном фоне. Увеличение содержания подвижного фосфора как на естественном, так и на фосфорных фонах зависело от внесения фосфорных удобрений. Знак "плюс" перед коэффициентами при Р и их абсолютная величина говорят о положительном влиянии фосфорных удобрений на увеличение содержания подвижного фосфора в пахотном слое почвы; на естественном фоне имело место депрессирующее влияние фосфорных удобрений на содержание подвижного фосфора, о чем говорят знак "минус" перед коэффициентом при Р и квадратный корень из него.

На фосфатном фоне с содержанием подвижного фосфора 12,4 мг/100 г коэффициент при Р составил всего 0,95, что говорит об ослаблении тенденции влияния фосфорных удобрений на увеличение подвижного фосфора с повышением его содержания.

Анализ производственных функций, отражающих зависимость содержания подвижного фосфора от доз минеральных удобрений в третьей ротации севооборота, показывает, что в сравнении с первой ротацией, судя по свободному члену уравнений регрессии, содержание подвижного фосфора

несколько уменьшилось только на первой культуре после пара. На второй и третьей культурах наблюдалось некоторое его увеличение.

Внесение фосфорных удобрений в третьей ротации, как и в первой, было определяющим фактором повышения подвижного фосфора на всех культурах севооборота. После уборки оно уменьшилось на всех культурах, что связано с его потреблением на формирование урожая. Однако тенденция увеличения подвижного фосфора в зависимости от доз фосфорных удобрений сохраняется на всех культурах.

Калийный режим почвы. Обеспеченность обыкновенного чернозема обменным калием высокая - 26,2-30,2 мг/100 г. Количественная зависимость содержания обменного калия в почве в слое 0-400 см перед посевом яровой пшеницы в первой ротации севооборота показана в таблице 2.

Внесение калийных удобрений в дозах 25-75 кг/га К20 в первые дна года практически не оказали влияния на содержание обменного калия в слое 0-40 см. На третий год, когда дозы калия в сумме составили 75, 150, 225 мг, отмечено увеличение обменного калия в почве.

Производственные функции, отражающие зависимость содержания в почве NPK перед посевом ячменя сорта Медикум-85 и овса сорта Скакун, идущих третьей культурой после пара и доз минеральных удобрении на фонах с различной обеспеченностью подвижным фосфором, так же как и под яропой пшеницей, показали, что внесение азотных удобрений увеличивало содержание нитратного азота в слое почвы 0-40 см.

Анализ производственных функций показывает, что фосфорные фоны также оказали положительное влияние на увеличение содержания нитратною азота.

Содержание обменного калия на фосфорных фонах без внесения удобрений заметно уменьшилось против естественного фона, что объясняется потреблением на формирование более высокого урожая. Внесение калийных удобрений увеличивало содержание обменного калия в почве. Положи! ел i,мое влияние на его содержание окакио также взаимодействие фосфорных и

калийных удобрений. Принимая но внимание незначительные отклонения расчетного содержания ЬП'К от фактическою (на основании производственных функций), можно использовать последние для оптимизации' минерального питания с целью формирования максимального урожая.

Резюмируя вышеизложенное, можно сказать, что для получения высоких урожаев зерновых культур (32-40 ц/га) оптимальные параметры в системе "погода - ночва - удобрение - растение" следующие: влагообеспечепность почвы 97-120% от ощимальной; наиболее блаюприятная среднесуточная температура воздуха а период вегетации - 17-18,6"С; содержание гумуса в пахотном слое - 6,3%, рН - 6.9; сумма поглощенных оснований - 35 мг-экв на 100 I; содержание подвижного фосфора - 9-14 мг/100 г, обменного калия - 35 мг/100 г почвы. Оптимизация питания позволяет сократить расходы воды на 1 ц зерна с соои>с1Ствуюшим количеством соломы на 3,8-4,7 мм или 24-48%.

4. Н.ишиие минеральных удобрений, препарата ТУР, фотоактивации семян па урожаи зерновых культур ни темно-каштановых почвах (опыты в совхошх им. О.Кошеиого и «Молодежный» Тургайской области)

Исследования (1975-1979 гг.) на темно-каштановых почвах Тургайской области выявили положительное влияние фосфорных удобрений (Ри„ РЫ), Р,,,,) в сочетании с обработкой семян препаратом ТУР и фотоактивацией семян на урожай яровой пшеницы сорта "Саратовская-29", средние прибавки зерна составили 1-2 ц/га против контроля 9,9 ц/га. В опыте по изучению влияния минеральных удобрений на урожай яровой пшеницы сорта Саратовская-29 установлено, что от внесения Р,,„ в паровое иоле 4-х польного севооборота (пар -3 пшеницы) получены достоверные прибавки зерна*2,3-6,1 ц/га.

Внесение минеральных удобрений на фоне соломы в течение 8 лет (1981-19К8 п.) увеличило урожайность зерновых до 16,3 ц/га. Прибавки составили: пшеницы - 1,7-2,4 ц/(а. ячменя - 2.4, прошв контроля соответственно 14,0 и 23,4 и га. ' .

Внесение азотных удобрений в дозе М,0. под вторую н третью пшеницы и ячмень на фоне соломы + Р,,,. увеличило урожай пшеницы на 0,7-0,3 ц/га, ячменя - 1,3 ц/га против контроля соответственно: 13,9; 9,4; 23,4 ц/га. Изучение в течение 5 лет (1991-1995 гг.) влияния минеральных удобрений, навоза, соломы и сидератов в 6-ти польном севообороте выявило их положительное влияние на урожайность яровой пшеницы и ячменя.

Относительно высокий урожай яровой пшеницы сорта Иртышанка- 10 -29,5 ц/га получен на паровом предшественнике на варианте солома + 20 т навоза. В благоприятных по увлажнению 1992 и 1994 гг. высокий урожай твердой пшеницы сорта Безенчукская-139 - 39,3 ц/га получен на варианте солома + рапс; мягкой пшеницы сорта Иртышанка-10 - урожай составил 37,3 ц/га. На второй пшенице после пара лучшая урожайность сорта Безенчукская-139 - 37,1 ц/га сформировалась на варианте солома + овес; пшеница сорта Иртышанка-10 - 28,2 ц/га - на варианте солома + 20 т навоза. На третьей пшенице после пара наиболее высокий урожай пшеницы сорта Иртышанка-10 -28,5 и 28,1 ц/га получен на вариантах соответственно: солома + горох и солома + рапс. На четвертой культуре после пара пшеница сорта Иртышанка-10 лучший урожай 27,1 и 27,0 ц/га сформировала на вариантах соответственно: солома +• горох и солома + 20 т навоза. На пятой культуре после пара в засушливых условиях 1995 г. в целом получен низкий урожай яровой пшеницы - 10,5 ц/га. Достоверные прибавки яровой пшеницы сорта Иртышанка-10 - 2,3 и 2,6 ц/га получены на вариантах; солома + 20 т навоза и солома + 40 т навоза. Относительно лучший средний урожай зерновых за 5 лет (1991-1995 гг.) - 18,5 и 18,2 ц/га сформировался на вариантах: солома + горох и солома + 20 т навоза.

В трехфакторном полевом опыте при получении отзывчивости различных сортов яровой пшеницы на фосфорные удобрения в зависимости от сроков сева установлено, что яровая пшеница сорта Омская-9 формирует самую высокую урожайность (из изучаемых сортов) - 24,5 ц/га по паровому предшественнику на фоне Р|20 при посеве 11 мая; пшеница сорта Карабалыкская-82 урожайность 21,4 ц/га сформировала на фоне Р,,„ при посеве 25 мая.

5. Прогнозирование эффективности доч и сочетаний минеральных удобрений на урожайность различных сортов яровой пшеницы, возделываемой по пару.

Прогнозирование эффективности доз и сочетаний минеральных удобрений с использованием математических моделей на урожайность различных сортов яровой пшеницы при разной обеспеченности подвижным фосфором изучали в течение четырех ротаций севооборота (1980-1997 гг.), (табл. 5).

Анализ производственных функций показывает, что в среднем по гидротермическим условиям 1982 г. и во влажном 1986 г. урожаи яровой пшеницы сорта Омская-9 без внесения удобрений на фонах с содержанием подвижного фосфора 11,8-10,2 мг/100 г составили соответственно: 32,6 и 37,6 ц/га, прибавки против контроля - 5,4 и 5,2 ц/га. Судя по абсолютной величине коэффициентов при N, Р, К, NP, РК и знаку "плюс", отчетливо видно, что в среднем, типичном 1982 г. на фонах с низкой обеспеченностью подвижным фусфором наиболее эффективны фосфорные удобрения. Во влажном 1986 г. для получения урожаев пшеницы сорта Омская-9 больше 32,4 ц/га на фонах с низкой обеспеченностью подвижным фосфором необходимо внесение полного удобрения N5„ Р25 К25; на фосфатных фонах с содержанием подвижного фосфора 10,2 мг/100 г для получения урожаев выше 37,6 ц/га необходимо внести К25. В засушливые годы (1983,1984,1987,1988 гг.) первой и второй ротации 4-х польного севооборота, судя по свободному члену уравнений регрессии, урожай яровой пшеницы увеличивался с 13,8 до 16,4 ц/га в 1984 г, с повышением содержания подвижного фосфора с 5,1 мг до 9,4 мг/100 г и с 17,8 ц/га до 23,3 ц/га при повышении содержания подвижного фосфора с 2,8 мг до 8,1 мг/100 г. Прибавки зерна яровой пшеницы от повышения степени обеспеченности подвижным фосфором с 5,1 до 9,4 мг/100 г и с 2,8 до 8,1 мг/100 г составили соответственно 2,6 ц/га и 5,5 ц/га. Судя по коэффициентам при N, Р, К, NP, NK, видно, что эффективность минеральных удобрений в засушливые годы снижена по сравнению с влажными.-

В третьей ротации относительно высокий урожай - 32,4 ц/га сформировала яровая твердая пшеница сорта Безенчукская-139 во влажном 1990 г. без внесения удобрений на фоне с содержанием

Таблица 5.

Производственные функции зависимости формирования урожая яровой пшеницы по пару от доз и сочетаний минеральных удобрений на фосфатных фонах в севообороте.

Влагооб еспеч.,% Ср.суточ. темпер., "С Фон мг/100 г. Уравнения регрессии Коэфф. коррел., Я

1 2 3 . 4 5

1982 г.. Омская-9, 1 -я ротация

96,9 18,6 4,9 У=27,2+2,15Р 0,94

6,5 У=29,1 0

9,3 У=30,1 0

10,4 У=31,7 0

11,8 У=32,6-1,55Ы"3-0,96Ж 1,32 (РК)"5 0,79

1983 г., Омская-9

82,7 21,2 4,6 У=7,22+1,415Р05 +1,080К-0,558 (МС)05 0,93

6,7 У=8,38-0,280К+0,848Р"5 +1,312К"5 0,95

8,0 У=9,41+0,861Р05 +0,650К°5 0,87

8,3 У=10,29-0,575Ы+1,136К05 +.484 (ИР)"5 0,93

13,2 У = 10,69-0,90№5 +1,63 7К05 0,85

1984 г., Омская-9

76,8 19,8 5,1 У=13,8+1,13Р+1,53К"5-1,37К-0,9(КР)М + 0,89 (ЫК)05 . 0,94

7,3 У=15,6+2,67№5 -2,04Ы -1,15Р + 0,93 (ЫР)05 0,79

9,4 У=16,4 0

9,9 У=15,2+0,84Ы+0,98Р-1,62(КР)'П 0,69

10,7 У=16,3 0

1986 г., Омская-9, 2-я ротация

120,1 16,9 4,8 У=32,4+2,55№--2,40Ы+1,93Р"5+1,21 К"5 0,93

7,5 У=36,4-0,61Ы 0,64

9,3 У=35,1 -1,27Ы+1,95Р"5-1,08Р+2,17К,,?-1,11К+0,70(1ч'Р)"5 0,95

10,2 У=37,6-1,30Ы+0,77К 1 0,94

12,5 У=35,3-1,36Ы+0.82К ' 0.91

_____________1

1 1 2 1 3 1 4 1 5

1987 г.. Омская-9

79,0 20,5 2,8 У= 17,8+0,98N"5+1,62Р"5 -1,20 (NP.)05 0,70

6,1 У=19,6+0,80Р"5 +0,79 (PK)"5 0,70

8,1 У=23,3-.84(]МР) 0,68

10,8 У=23,1-3,63Р"5 +1,60Р-1,40К°5 +1,52 (PK) 0,91

13,0 У=21,4

1988 г., Омская-9

11 2,6 20,1 4,3 У= 17,9+2,31Р05 +0,72К-0,79 (PK)05 0,85

6,2 y=20,l + l,01(NP)"5 -1,09(NK)°5 0,79

8,1 У=21,5 0

9,4 y=23,0-0,93N"5 0,58 •

10,2 y=23,0-0,92NU5 0,63

1990 г., Омская-18, 3-я ротация

109;9 19,5 5,4 У=23,7+4,37Р 0,95

6,0 У=29,1+1,00(NP)05 -0,58N+0,57(PK)"S 0,95

7,3 У=28,6+0,70Р05 -,90N+0,72(NP)05 + 0,5 I(NK)°5 0,54

8,6 y=30,8-0,29N"'+0,88P°5+0,18K 0,90

10,3 y=3I,5-0,78NM -0,25 P + 0,64 (NP)05 + 0,85K 0,93

1990 г., Безеич\кская-139

109,9 19,5 4,6 У=24,8+1,15N+1,19P-1,30(NP) 0,82

7,6 y=30,6+0,44(NK)°5 0,61

8,7 У=31,2+0,66(РК)05 0,64

10,1 У=30,71+2,59Р+1,23К-3,16Р05-1,48(PK)"5 0,72

11,4 У=32,41-1,20№5 0,57

1991г., Безенчуксая139, 4-я ротация

70,0 21,1 5,2 y=5,92+2,42N05-2,38 N-0,85 К + 0,81 (NP)"5+0,92(NK)05 0,89

6,9 У=5,16+0,99К05 -0,40N+),39P 0,89

7,4 У=5,56+0,18Р 0,53

9,5 У=5,82+0,63(РК)"5 -0,54K05 0,76

10,4 y=6,94-0,36№5-0,28ÍNK)05+0,29(PK)05 0,84

1995 г., Иртышанка-10

60,1 19,7 5,5 У=10,46-1,1 4P05+ 1 ,45Kc5+ 1,02(NP)"5-1,07(NK)"5 0,87

6,9 У= 10,19+0,77(NK)05 0,62

7,9 У=11,54-0,86N05+0,92(NK)05 0,44

8,4 У=11,32+0,39Р+0,07К 0,44

9,8 ■ У=10,51 +2,67N"5-2,04N+0,74P+0,98 (NK)"5-1,01(PK)"5 0,84

1996г., Казахстанская раннеспелая

66,6 22,1 5,1 У= 16,78-0,94№5+1,47Р 0,86

1 2 3 4 5

5,9 У= 19,3 6-1,02№5+1,3 7Р 0,86

6,8 У=21,01 -2,28№5+Т ,82 (ЫР)"5 0,69

9,4 У=21,43-0,71!Ч+0,93Р 0,89

10,9 У=20,81 +2,23№5-1,53№0,50Р-1,44К05+0,9!К 0,90

1997 г.. Казахстанская раннеспелая

88,9 18,1 5,4 У=26,42+2,23Р 0,84

6,3 У=28,46+2,02Р 0,92

7,1 У=31,32+3,68Р05 0,73

9,9 У=34,63-1,12Ы+1,49(ЫР)"5 . 0,72

11,2 У=34,05+0,78(РК)°5 0,53

подвижного фосфора 11,4 мг/100 г против контроля 24,8 ц/га, прибавка составила 7,6 ц/га. Судя по свободному члену уравнения регрессии, видно, что с повышением содержания подвижного фосфора в с 4,6 до 10,6 мг/100 г урожаи увеличился с 24,8 до 30,7 ц/га или на 59 ц/га. Особенностью минерального питания твердой пшеницы сорта Безенчукская-139 по паровому предшественнику является потребность в азотных удобрениях наряду с фосфорными, на фоне с низкой обеспеченностью подвижным фосфором. В то же время, судя по коэффициентам при N. Р, К, ИР, К'К, РК, внесение односторонних азотных, фосфорных, калийных удобрений, а также их сочетаний на фосфатных фонах было малоэффективным. Мягкая пшеница сорта Омская-18 в условиях влажного 1990 г. (влагообеспеченность 109,9% ог оптимальной, среднесуточная температура - 19,5°С, что выше нормы на 0,6"С) увеличивала урожайность с 23,7 до 31,5 ц/га в соответствии с повышением степени обеспеченности подвижным фосфором с 5,4 до 10,3 мг/100 г. Судя по коэффициентам при N. Р, К, ЫР, РК, N1^, видно, что высокоэффективным было внесение фосфорных удобрений на естественном фоне с низким содержанием подвижного фосфора; на фосфатных фонах эффективность азотных, фосфорных, калийных удобрений и их сочетаний была незначительной.

В условиях засушливого 1991 г. (с влагообеспеченностыо 70,0% о/ оптимальной и среднесуточной температурой 21.1 "С при норме 18,9'С) получен

низкий урожаи твердой пшеницы сорта Безенчукская-139 на всех фонах по причине слабот*! отзывчивости на удобрения.

13 четвертой ротации 4-х польного севооборота все годы (1995,1996,1997 гг.) оказались засушливыми (влагообеспеченность колебалась от 60,1% до 88,9% ог оптимальной, среднесуточная температура вегетационного периода превышала норму на 0,8-3,2°С и только лишь в 1987 г. среднесуточная температура была ниже нормы на 0,8"С),

В условиях недостаточной влагообесиеченности (88,9% от оптимальной и пониженной среднесуточной температуре периода вегетации - 18,1°С) яровая пшеница сорта Казахстанская раннеспелая сформировала относительно высокий урожай - 34,6 ц/га при содержании подвижного фосфора - 9,9 мг/100 г, что выше контроля на 8,2 ц/га. Судя по свободному члену уравнений регрессии, урожай пшеницы сорта Казахстанская раннеспелая увеличивался до 34,6 ц/га с повышением обеспеченности подвижным фосфором до 9,9 мг/!00 г. Дальнейшее повышение подвижного фосфора до 11,2 мг/100 г привело к депрессии урожайности (34,6 и 34,1 ц/га). Судя по коэффициентам при N. Р, ЫР, РК, яровая пшеница Казахстанская раннеспелая более отзывчива на внесение фосфорных удобрений по сравнению с другими сортами. Внесение фосфорных удобрений в дозе 50 кг/га было высокоэффективным на фонах с обеспеченностью фосфором 5,4-7,1 мг/100 г. Внесение азотных и фосфорных удобрений Ы25Р,5 на фоне с обеспеченностью фосфором 9,9 мг/100 г оказало депрессирующее влияние на урожай Казахстанской раннеспелой. В более жестких погодных условиях (влагообеспеченность 66,6% от оптимального и среднесуточная температура вегетации - 22,1°С, что выше нормы на 3,2°С) пшеница Казахстанская раннеспелая сформировала урожай 21,4 ц/га на фоне с обеспеченностью подвижным фосфором 9,4 мг/100 г. Увеличение степени обеспеченности подвижным фосфором до 10,9 мг/100 г привело даже к снижению урожая (21,4 и 20,8 ц/га). Судя по коэффициентам при N. Р, К, ЫР, внесение удобрений в засушливых условиях было малоэффективным.

Пшеница сорта Пртышанка-10 в засушливом 1995 г. (влагообеспеченность

60,1% от оптимальной, среднесуточная температура 19,7"С) Лучшая урожайность сорта Иртышанка-10 на фоне с обеспеченностью фосфором 7,9 кг/100 г. составила 11,5 ц/га против контроля 10,5 ц/га, т.е. прибавка составила всего 1 ц/га. С повышением обеспеченности подвижным фосфором до 8,4-9,8 мг/100 г урожайность уменьшилась до 11,3-10,5 ц/га.

Таким образом, подводя итог, необходимо отметить, что в разные по погодным условиям годы эффективность отдельных видов удобрении проявлялась по-разному. Так, наиболее высокие прибавки урожайности яровой пшеницы 2,2-6,5 ц/га от фосфорных удобрений в дозах Р„.75 были пролучены на естественном фоне в 1982 г. при влагообеспеченности 96,9% от оптимальной, среднесуточной температуре в период вегетации 18,6°С (средняя многолетняя -18,9°С); на фосфорных фонах свежевнесенные фосфорные удобрения были неэффективны. Во влажные годы (1986, 1990 гг) на паровом предшественнике, при влагообеспеченности 120,1-109,9% от оптимальной и среднесуточной температуре 16,9-19,5"С, урожайность различных сортов яровой пшеницы без внесения удобрений с содержанием фосфора 7,5-10,4 мг/100 г составила: Омскзя-9 на фосфатных фонах - 36,4-37,6 ц/га, на естественном фоне - 32,4 ц/га, прибавка - 4,0-5,2 ц/га; Безенчукская-139 - на фосфатных фонах - 30,6-32,4 ц/га, на естественном фоне - 24,8 ц/га, т.е. прибавки составляли - 5,8-7,6 ц/га. Эффективность свежевнесенных фосфатов проявлялась только при низкой обеспеченности подвижным фосфором. Влияние азотных и калийных удобрений было неустойчивым, что обусловлено накоплением значительных количеств нитратного азота в паровом поле и достаточно высокой обеспеченностью почвы калием (Сдобникова, 1972, Бараев, Волков, 1973). Калийные удобрения эффективны были только в отдельные годы, например, в 1983 г., действие их проявилось на всех фонах. Прибавки возрастали от 0,7 до 2,8 ц/га по мере увеличения доз калия от 25 до 75 кг/га. Это связано с тем, что при высокой температуре воздуха и преобладании пасмурной погоды в период вегетации было отмечено сильное поражение пшеницы бчроп листвой ржавчиной, на которую калийные удобрения оказывхти сдерживающее влияние.

Так, в вариантах без внесения калия степень поражения растений достигала 9598%, а при внесении 75 кг/га К20 она снижалась до 67-80%. Подобное явление отмечали в своих работах Л.И. Чернявин (1971 г.) и Л.В. Петербурский (1981).

Азотные удобрения при внесении в дозе М75 в этих условиях снижали урожайность на 0,8-1,7 ц/га. В засушливые годы (1983, 1984, 1987, 1988, 1991, 1995, 1996, 1997), когда влагообеспеченность колебалась от 82,7 до 60,1% от оптимальной, среднесуточная температура вегетационного периода превышала норму на 2,3-0,9"С, внесение фосфорных удобрений (Р25.75) обеспечивало получение дополнительно 1,5-2,3 ц/га зерна на фоне с низкой обеспеченностью подвижным фосфором и 0,8-1,5 ц/га на фоне со средней обеспеченностью.

Внесение азотных и калийных удобрений оказало неустойчивое действие на урожайность яровой пшеницы. Таким образом, при возделывании яровой пшеницы на обыкновенном черноземе Северного Казахстана по паровому предшественнику, ее урожайность зависит, в первую очередь, от обеспеченности почвы подвижным фосфором. Наиболее отзывчивыми на повышение обеспеченности почвы подвижным фосфором (10,2-11,4 мг/100 г удобрения) во влажные годы были сорта яровой пшеницы Омская-9, Омская-18, Безенчукская-139; в засушливые годы - Казахстанская раннеспелая.

Внесение фосфорных удобрений на естественном фоне в дозах Р,5Л5 повысило урожай на 1,9-3,3 ц/га. Внесение азотных удобрений на паровом предшественнике оказало отрицательное влияние на урожайность яровой пшеницы сорта Казахстанская раннеспелая. На всех фонах она снизилась, в зависимости от дозы, на 0,6-4,1 ц/га.

6. Прогнозирование эффективности минеральных удобрений на урожайность ризличных сортов яровой пшеницы, возделываемой второй культурой носче пара.

Из семи лет возделывания яровой пшеницы второй культурой после пара шесть были засушливыми, когда влагообеспеченность колебалась от 88,7 до 53,8% от оптимальной, а среднесуточная температура периода вегетации

превышала среднемноголетнюю норму на. 2,8-0,9"С. И только в 1985 г. влагообеспеченность была достаточно высокой - 115,3% от оптимальной, среднесуточная температура - ниже нормы на 1,9°С.

Производственные функции, отражающие зависимость формирования урожая различных сортов яровой пшеницы от доз и сочетаний минеральных удобрений на фонах с различной обеспеченностью подвижным фосфором приведены в таблице 6. Анализ данных показывает, что основными факторами повышения урожайности пшеницы сортов Омская-9 и Казахстанская раннеспелая, было повышение фона обеспеченности почвы подвижным фосфором и внесение удобрений. Судя по коэффициентам при М, I', К, РК, МК, фосфорные удобрения были более эффективны при внесении их на естественном фоне с содержанием подвижного фосфора 5,3-4,3 мг/100 г почвы. Прибавки урожайности от внесения Р25Л5 на фоне с низким содержанием подвижного фосфора составляли 1,9-3,4 ц/га; с повышением обеспеченности подвижным фосфором до 7,8-8^6 мг/100 г.

Таблица 6.

Производственные функции зависимости формирования урожая второй пшеницы после пара от доз и сочетаний минеральных удобрений на фосфатных фонах в севообороте.

Влагооб еспеч.,% Ср.суточ. темпер., °С Фон РА, мг/100 г. Уравнения регрессии Коэфф. коррел., Я

1 ' 2 3 4 5

• 1983 г., Омская-9, 1-я ротация

72,5 ■ 21,7 5,3 У=7,95+1.941Р"5 +1,211 К1'5 0,92

7,0 У=9,36+1,349Ы"5 +1.257К 0,93

10,0 У= 10,74+0,984Р"5 +1,147К"5 0,81

11,1 У= 11,67+1,202 (РК)"5 0,81

13,1 У=12,74+0,635К 0,67

1984 г., Омская-9

53,4 19,8 5,9 У =1,3 0

6,4 У=1,5 0

7,8 У=1,3 0

8,5 У =1,0 [ОТ

зо

Г 1 ! ' 2 ' 3 4 5

-------------- 1 1 1 13,5 У= 1,4+0,24Ы-1,36К05+0,52К-0,46(№)05 +0,48(РК)":' 0,92

1985 г., Омская-9

(15,3 ¡17,0 ¡4,3 У~21,3+1,54Р 0,81

16,1 У=22,7+1,46Р 0,95

¡7,3 | У=24,2+1.19Ы"5 +0,44Р+4,49К"5 0,94

¡9,5 1 У=26,5+0,77Р+1,17К°5 0,84

¡10,8 | У=28,9+0,7(КР)"5 0,64

63,8 1987 г.. Омская-9

120,5 4,6 ¡У=15,1+0,70Ы+1,48Р"5 0,95

1 6,0 |у=! 6,9+2,21№5 0,89

7,3 У=16,9+1,02Ы 0,84

10,4 У = 16,4+1,67Ы+0,88Р+1,41 (ЫР)"5 0,94

11,9 |У=17,4+1,34^0,83(ЫК)"5 0,83

1988 г.. Омская-9

88,7 20,1 15,4 У= 14,6-3,27К"5 +1,54К+0,45(№)05 0,69

ь - Т7_4~ ~ У=16,5 0

У= 15,9-0,72( РК)"5 0,50

19,3 У= 16,6-1,12(ЫК)05+0,66(РК)°5 0,71

¡10.4 1. ... У= 14,9-0,8б№5+2,85Р05-1,37Р-0,63(РК)05 0,86

1989 г.. Омская-9, 3-я ротация

80,0 21,6 5,5 У= 11,7+2,76Ри5-1,29Р"5-0,69(\'К)"5 0,81

7,5 У= 13,1 -0,59К-0,70(ЫР)О5+0,81 (РК)05 0,76

8,3 У-13,5-0,8б№5 0,62

10,2 У=13,6-1,09№5+0,74Ко5-0,35Р 0,94

12,8 У=13,4+0.94Р-1,25(ЫР)05 0,80

1997 г.,Казахстанская раннеспелая, 4-я ротация

71,5 18,1 ^ 5,6 У=20,9-4,70К°5 +3,01К+1,70(РК)05 0,92

7,7 У=25,65-0,79№5+4,46Р°5-2,50Р+1,15 (РК)05 0,89

8,7 У=28,07-4,69№5+3,02И 0,61

10,4 У=28,22+0,91Ы"5 0,59

12,7 У=27,74 0

прибавки уменьшались до 1,0-1,7 ц/га. При обеспеченности подвижным фосфором 9,3-10,4 мг/100 г фосфорные удобрения были эффективны при совместном их внесении с калийными. Прибавки урожайности от доз К20 от 25 до 75 кг составили соответственно: 1,2; 1,7; 2,1 ц/га. Причем величина прибавок

от доз калийных удобрений 25-75 кг/га почти.не зависела от фосфатного (¡юна. Этот факт отмечался и другими исследователями (Жукова, 1968).

Изучая отзывчивость различных сортов яровой пшеницы (Омская-9 и Казахстанская раннеспелая) на минеральные удобрения следует отметить, что в засушливых условиях Казахстанская раннеспелая сформировала урожай зерна в 1,5-2 раза больше, чем Омская-9. В благоприятном по условиям влагообеспеченности и температурному режиму 1985 г. даже на контрольном варианте, на всех фосфатных фонах получены относительно высокие урожаи зерна - 22,7-28,9 ц/га пшеницы сорта Омская-9, увеличивающиеся по мере повышения обеспеченности почвы подвижным фосфором с 6,1 до 10,8 мг/100 г. Свежевнесенные фосфорные удобрения Р25.7> повышали урожай зерна на 1,5-4,6 ц/га. С повышением обеспеченности подвижным фосфором до 9,5-10,8 мг/100 г прибавки были меньше и составляли 0,4-2,3 ц/га.

Влияние азотных и калийных удобрений отмечено только на фосфатных фонах с обеспеченностью фосфором 9,5-10,8 мг/100 г. Урожай при этом достигал 30-31 ц/га.

В среднем за 3 года первой ротации урожайность яровой пшеницы сорта Омская-9 на фонах без внесения удобрений, была на 5-7 ц/га ниже чем по пару и составила от 10,4 до 14,3 ц/га. Внесение минеральных удобрений позволило сократить разрыв в урожаях, увеличив его от 14 ц/га на естественном фоне до 15,6 ц/га на фосфатных фонах. Во второй ротации севооборота все три года (1987, 1988, 1989 гг.) оказались засушливыми, с влагообеспеченностыо 63,888,7% от оптимальной и среднесуточной температурой 20,5-21,6"С, что выше нормы на 1,6-2,7°С. В этих условиях фосфорные удобрения в дозах 25, 50 и 75 кг/га на естественном фоне обеспечили прибавку урожайности соответственно: 1,5; 2,1; и 2,5 ц/га; при повышении содержания подвижного фосфата до 8,7-9,3 мг/100 г прибавки от тех же доз составили 0,9; 1,9; 2,6 ц/га. Внесение азотных удобрений также было эффективным и потому, что предыдущий (1985) год был влажным, в результате чего был получен высокий урожай зерна. Следующий (1996) год тоже был влажным, урожай по пару составил 35-39 ц/га. После такого

высокого урожая, естественно, содержание нитратного азота оказалось низким, чю и явилось причиной отзывчивости яровой пшеницы на азот. При внесении 25-75 кг/га повышало урожайность на 0,7-2,2 ц/га; на фосфатных фонах прибавки зерна заметно выше; при содержании подвижного фосфора 6,0 мг/100 г - 2,2-3,6 ц/га; при 7,3-10,4 мг/100 г прибавки несколько уменьшились - 1,7-2,8 ц/га. В третьей ротации севооборота, как и в первой и второй, урожайность яровой пшеницы сорта Омская-9 и Казахстанская раннеспелая выше на фосфорных фонах.

Действие калийных удобрений было очень неустойчивым и проявлялось чаще лишь при внесении их в сочетании с другими удобрениями. Калийные удобрения были эффективны в условиях, когда растения были поражены бурой листовой ржавчиной, а также при высокой влажности почвы при формировании урожая 30 и более ц/га. В отдельные годы, после предыдущего влажного, на второй культуре проявилось положительное действие и азотных удобрений.

Таким образом, урожай второй пшеницы после пара сортов.Омская-9 и Казахстанская раннеспелая зависел, прежде всего, от обеспеченности почвы подвижным фосфором. Свежевнесенный фосфор был эффективен как на естественном, так и на фосфорных фонах при содержании фосфора в пахотном слое почвы 7,1-9,6 мг/100 г, а в благоприятных условиях увлажнения и при более повышенном уровне подвижного фосфора - 10,8 мг/100 г.

7. Прогнозирование эффективности минеральных удобрений различных сортов яровой пшеницы, возделываемой третьей культурой после пара.

Анализ показывает, что при возделывании пшеницы третьей культурой после пара, решающее влияние на урожай оказывают погодные условия вегетации (см. монографию, табл. 40). Так, в острозасушливом 1984 г. с влагообеспеченностью 67,4% от оптимальной и среднесуточной температурой 19,8°С, урожайность яровой пшеницы сорта Омская-9 не превышала 2-3 ц/га. Во влажном 1985 г. с влагообеспеченностью 126,3% от оптимальной и

среднесуточной температурой 17"С, от внесения фосфорных удобрений получены самые высокие прибавки урожайности за все годы исследований: на естественном фоне они составили при внесении Р,,.75 - 3,8 и 8,2 ц/ra. По мере повышения фосфорного фона прибавки снижались. Так, при 7,7 мг/100 г они составили при таких дозах фосфора соответственно: 2,8 и 4,9 и/га, а па варианте 11,4 мг/100 г. Р205 - 1 и 1,9 ц/га. Полученные результаты согласуются с данными других авторов (Сдобникова, 1986; Тарасова, 1987).

Действие азотных удобрений было неустойчивым и лишь на варианте с содержанием фосфора 9,5 мг/100 г прибавки составили 2,4-4,2 ц/га. От калийных удобрений в дозе 75 кг/га получено дополнительно 1,2-4,2 ц/га.

Во влажном 1986 г. при влагообеспеченносги 120,1% от оптимальной и среднесуточной температуре 16,9"С, решающее влияние на величину урожая яровой пшеницы сорта Омская-9 при низком содержании подвижного фосфора оказали азотные и фосфорные удобрения. Это первый случай в наших исследованиях, когда внесение одного азота было высокоэффективным. Этот факт объясняется тем, что в предыдущем влажном 1985 г. был получен высокий урожай яровой пшеницы и запасы нитратного азота в почве были израсходованы на его формирование. В этих условиях внесение возрастающих доз азотных удобрений N25.7j на естественном фоне обеспечило получение прибавок зерна соответственно: 4,5; 6,4; 7,6 ц/га, а на фосфорных фонах от 4,1 до 12,3 ц/га. Возрастающие дозы фосфора повысили урожайность пшеницы сорта Омская-9 на естественном фоне на 2,5-4,3 ц/га, а при содержании подвижного фосфора 6,5 и 11,0 мг/100 г максимальные прибавки составили 2-3 ц/га. ,

В третьей ротации яровая пшеница сорта Казахстанская раннеспелая при влагообеспеченносги 61,0% от оптимальной и среднесуточной температуре 22,6°С, сформировала урожай без удобрений иа естественном фойе 15,6 ц/га, на фосфорных фонах от 19,7 до 20,6 ц/га. Этот факт подтверждает вывод, что яровая пшеница сорта Казахстанская раннеспелая более засухоустойчива и отзывчива на удобрения в засушливых условиях, чем Омская-9.

Следовательно, решающим фактором в повышении урожая яровой пшеницы, идущей третьей культурой после пара, является обеспеченность почв фосфором. Азотные удобрения эффективны во влажные годы с прохладным летом на почвах с низким содержанием нитратного азота. Эффективность калийных удобрении проявляется лишь тогда, когда влагообеспеченность и азотно-фосфорное питание позволяют сформировать урожаи 30 и более ц/га. В годы с наиболее благоприятными погодными условиями максимальные урожаи зерна яровой пшеницы сорта Омская-9 получены при внесении азотно-фосфорных или фоефорпо-калпйных удобрений и составляли от 30 до 34 ц/га.

При возделывании третьей культурой после пара ячменя и овса проявлялись те же закономерности, что и на яровой пшенице. Соответствующие производственные функции даны в монографии (табл. 57 и 60).

В исследованиях по показателям структуры урожая и расчетах их производственных функций получено подтверждение зависимости количества продуктивных стеблей, числа зерен в колосе, веса зерна с одного растения и массы 1000 зерен от доз и сочетаний минеральных удобрений примерно в том же виде, что и урожайности. По главному показателю - исходному содержанию фосфора в почве и дозам фосфорных удобрений проявляются оптимальные показатели, в большей мере определяемые погодными условиями. Внесение азотных удобрений еще в большей мере определяет густоту стеблестоя и может привести к отрицательным результатам по формированию зерна от излишнего загущения особенно при достаточном исходном количестве нитратов в почве. Конкретные данные по всем показателям структуры урожая и качества зерна приводятся в монографии (табл. 41-45 и 46-49).

Лучшие показатели натуры зерна (на уровне 769 г/л по паровому фону, 753 г/л второй пшеницы после пара и 781 г/л - третьей отмечены при содержании фосфора в почве на уровне порядка 10 мг/100 г. Минеральные удобрения оказывали незначительное влияние на этот показатель, а также и на технологические качества зерна.

Стекловидность зерна, полученного в опытах, в большинстве случаев была

выше 60%, что отвечает требованиям стандарту. Отмечена высокая зависимость этого показателя от погодных условии, в то время как минеральные удобрения особого влияния не оказывали.

Анализ производственных функций по содержанию клейковины в зерне пшеницы показывает, что максимальный уровень ее в паровом иоле при высокой обеспеченности растений азотом и с содержанием подвижного фосфора от 7,3 до 10,1 мг/100 г почвы. Действие вносимых минеральных удобрений обнаружено по существу только на третьей пшенице, где отмечается повышение содержания от 1,0 до 4,7%.

Более четкая зависимость качества зерна проявилась на сорте Безенчукская-139 (по массе 1000 зерен, натурному весу, стекловидности и содержанию белка).

Одной из задач нашей работы было изучение зависимости содержания биогенных элементов в зерне и соломе яровой пшеницы от доз и сочетаний минеральных удобрений. Анализ показывает, что на паровом предшественнике в зерне яровой пшеницы сорта Омская-9 было заметно меньше фосфора, чем на второй и третьей пшенице. Это явление связано с эффектом разбавления (Прево, Оланье, 1964). С увеличением содержания подвижного фосфора в почве с 4,2 до 11,4 мг/100 г повышалось содержание фосфора в зерне пшеницы с 0,78 до 1,15%. Полученные результаты подтверждаются и данными других авторов (Туева, 1966). Содержание калия в зерне яровой пшеницы имеет тенденцию незначительного увеличения в зависимости от обеспеченности пахотного слоя подвижным фосфором. Данные показывают, что .наибольшее содержание калия в зерне пшеницы, возделываемой по пару, - 0,55% на фоне с обеспеченностью подвижным фосфором 7,4 мг/100 г; на второй и третьей пшенице - 0,53, 0,47% при содержании подвижного фосфора соответственно 13,8 и 10,1 мг/100 г.

Более сильное влияние оказали погодные условия в засушливые годы (1983, 1984 гг.) на первой и второй пшенице содержание калия в зерне яровой пшеницы - 0,55-0,53%, во влажные (1985, 1986 гг.) на третьей пшенице после пара содержание калия снизилось до 0,47%.

Большая роль н воспроизводстве плодородия почв в Северном Казахстане отводится соломе зерновых культур.

По данным В.Л. Фомина (1977) в Северном Казахстане ежегодно производился 11 млн г соломы. Солома ценна, прежде всего, как углеродистый материал для воспроизводства ;-умуса. В 5 т соломы содержится: 4,3 т органического вещества, 20-35 кг азота, 5-7 кг фосфора, 60-90 кг калия, 10-15 кг кальция, 4-6 кг магния, 5-6 кг серы, а также микроэлементы (грамм): бор - 28, медь - 15, марганец - 150, молибден - 2, цинк - 200, кобальт - 0,5 и др.

Всех этих элементов (за исключением азота) вполне достаточно, чтобы получить урожай в 20 ц/га. Солома яровой пшеницы широко используется в Северном Казахстане в качестве удобрения (Охинько, Сычев, Рязанова, 1982; Васько, Бакаев, 1982; Васько, 1982). В этой связи представляло большой практический интерес изучить влияние различной обеспеченности почвы фосфором на содержание биогенных элементов азота, фосфора и калия в соломе. Производственные функции по содержанию азота (%) показывают, что на паровом предшественнике возделывания яровой пшеницы сорта Омская-9 внесение минеральных удобрений не оказало влияния на содержание азота в соломе яровой пшеницы, что объясняется засушливыми условиями в 1983 и 1984 гг. Увеличение содержания азота в соломе яровой пшеницы с 0,69 до 0,98% произошло при повышении обеспеченности подвижного фосфора в пахотном слое почвы с 5,8 до 13,9 мг/100 г.

На второй и третьей пшенице на фонах с низким содержанием подвижного фосфора содержание азота в соломе составило 0,86-0,88% против 0,69% на первой пшенице после пара. Увеличение подвижного фосфора до 13,8 мг/100 г почвы на второй пшенице и до 8,1 мг/100 г на третьей - повысило содержание азота в соломе яровой пшеницы соответственно до 1,12 и 0,9%.

Изучение зависимости содержания фосфора (%) в соломе яровой пшеницы выявило закономерность: с повышением обеспеченности пахотного слоя почвы подвижным фосфором, содержание фосфора в соломе увеличивалось - 0,030,13% на первой пшенице; 0,1-0,3% на второй и 0,1-0,5% на третьей пшенице

после пара. Па первом и второй пшенице послг,- пара содержание калия в соломе яровой пшеницы было заметно больше, чем на третьей пшенице. Это обстоятельство объясняется погодными условиями: на норной и второй пшенице было два засушливых года - 1983 и 1984; на третьей - только один (1984) и два влажных - 1985 и 1986. Во влажные годы был получен высокий урожай яровой пшеницы и содержание калия в соломе уменьшилось от действия эффекта разбавления.

На паровом предшественнике и на второй и третьей пшенице после пара содержание калия в соломе яровой пшеницы увеличивалось соответственно: с 1,51 до 1,74%; с 1,68 до 1,86% и с 1,39 до 1,44% в связи с повышением степени обеспеченности подвижным фосфором от низкой до средней; па фонах с повышенной обеспеченностью подвижным фосфором положительное влияние на увеличение содержания калия в соломе яровой пшеницы оказали и калийные удобрения.

Ячмень сорта "Меликум-85". Основное действие на увеличение содержания азота в зерне ячменя оказали азотные удобрения (табл.7). По данным В.М. Борисова (1980), среднее содержание азота, фосфора и калия в зерне ячменя составляет соответственно: 2,1, 0,85 и 0,55%. Внесение N4, повысило содержание азота до 2,2%.

Содержание фосфора в зерне ячменя увеличивалось с повышением обеспеченности почвы подвижным фосфором и внесения фосфорных и калийных удобрений. Так, при обеспеченности почвы подвижным фосфором 10,0 мг/100 г содержание фосфора в зерне ячменя составило 1,4% против контроля 1,2%. Теоретические показатели содержания N. 1\ К в зерне ячменя, рассчитанные по уравнениям регрессии, были близки к фактическим.

Зерно ячменя с содержанием азота 2,8% получено на варианте на

фоне с содержанием подвижного фосфора 8,8 мг/100 г.

Таблица 7.

Производственные функции зависимости содержания ЫРК, % в зерне ячменя от доз и сочетаний минеральных удобрений на фосфатных фонах (3-я ротация, 1993 г.).

Фоны Рг05, мг/100 г Уравнение регрессии Козфф. корр. Я

Азот, %

3,2 | У-1,90-0,! 5№5 + 0,12Ы+ 0,05К°5 0,51

6,0 У= 1,79+0,12Р+ 0,13(ЫК)"'-0,23(РК)05 0,72

У=1,97-0,30Ы"5 +0,25К-0,10(МР)Ш 0,57

9,7 У=1 ,64+0,48№5-0,28Ы+0,16Р-!, 14К0,+1.85К-0.20 (РК) 0,52

9,9 У---1,77+0,04Р(" -0,29К"Ч{),20К 0.52

Фосфор, %

Ъ,2 У=1,19+0.07Р+0,1ЗК"> -0,12(РК)М 0,72

6,0 У=1,32-0,07р"5+0,03р-0,05к')5 + 0,02 К + 0,02 (КР)05 +0,01(ЫКУЪ+0,01(РК)°5 0,36

8,2 У =1,3 7-0,06 Ы"'' 0,51

%1 У=1,29+0,14№5 -0.08N-0.03K 0,57

9,9 У= 1,35-0,01 К'-0,ОЗР-0,07К1Ь +0,07(РК)°5 0,50

Калий, %

3,2 У=0,66-0,08-0,05 Км +0.05(КК)°5 0,73

6,0 У^О,58+0,ОЗР-0,04(МР)"5+0,04(Ж)05-0,03(РК)1'5 0,67

8,2 У=0,60-0,02(ЫК)1>5 0,50

9,7 У=0,61 -0,05Ы-0,22К"5+0,15К 0,52

У=0,56-0,03,\-0,02Р-1-0,03(ЫР)'м+0,02(Ж)05 0,55

Овес сорта "Скакун''. Производственные функции, отражающие зависимость натурного веса зерна овса, массы 1000 зерен, содержания белка в зерне овса от доз и сочетаний минеральных удобрений на фонах с различной обеспеченностью подвижным фосфором приведены в таблице 8. Анализ показывает, что внесение азотных, фосфорных и калийных удобрений и их взаимодействие позволяют целенаправленно регулировать показатели качества зерна овса на фонах с различной обеспеченностью подвижным фосфором. Так, на фоне с низкой обеспеченностью подвижным фосфором сильное действие на натурный вес зерна овса оказали азотные и фосфорные удобрения, а калийные удобрения - ослабленное действие. На фонах с повышением обеспеченности

подвижным фосфором усиливалось положительное действие азотных, калийных удобрений и затухало действие фосфорных на натурный вес зерна. Совместное внесение азотных и калийных, фосфорных и калийных удобрений оказало положительный эффект, а внесение азотных и фосфорных удобрений имело негативное влияние на натурный вес зерна овса.

Согласно ГОСТа зерно овса по натурному весу имеет следующую градацию: высоконатурное - 510 г/л, среднеиатурное - 460-500 г/л, низконатурное - 460 г/л и ниже. Наши исследования показывают, что изменяя дозы и сочетания минеральных удобрений, можно целенаправленно формировать зерно овса от средненатурного до высоконатурного. Так, высоконатурное зерно овса сорта Скакун - 524 г/л получено на варианте полного удобрения ^0Р50К50 на фоне с обеспеченностью подвижным фосфором 12,2 мг/100 г. На фоне с низким содержанием подвижного фосфора высоконатурное зерно - 510,2 г/л сформировано на варианте Н,0К50.

Производственные функции, отражающие зависимость массы 1000 зерен (г.) овса сорта Скакун от доз и сочетаний минеральных удобрений на фонах с различной обеспеченностью подвижным фосфором позволяют прогнозировать увеличение массы 1000 зерен. Анализ производственных функций показывает, что, судя по свободному члену уравнений регрессии, масса 1000 зерен овса сорта Скакун увеличивается с повышением обеспеченности почвы подвижным фосфором.

Таблица 8.

Производственные функции зависимости показателей качества зерна овса от доз и сочетаний минеральных удобрений на фосфатных фонах (3-я ротация, 1993 г.).

Фоны Р205 мг/100 г Уравнение регрессии Коэфф коррел.

Натура, г/л

4,8 У=494,26+6,53N"5+5,55P"Í +4,75К"5 -8,10(ЫР)"5 0.53

6,6 У=492,12+11,43№5 +4,48Р05 +2.43Р +7.71К"5 -9,22(ЫР)"5 - 2,35(МС)м -2,96<РК)"5 0,50

8,6 У = 484,84+7,16Ж6,29Р"5 -(-3,94 К"5-7,92( N Р )05 0,55

8,9 У=506,70-9,09Р"5 -13,46К"5+1 0.82(РКГ 0,71 '

12,5 ; У=494,981-3 1,901Ч"5 -22,86№-5,07(ЫК)05 0,50

Масса ¡000 зерен, Л

4,8 У—31Го^^РУ'^-З^Т^^'СУ^+ЗЗЗСРКУ15 ^0,87

6,6 У-33,65-1,07Р"5 +0,77Р-1,21 К"5 + 0,97К-0,55(РК)"-' 0,50

8,6 У - 32,71 - 1\491чГ +0,65Ы+0,42Р'И-0,1ЗР-1,56К"'+0,75К 0,48

0,27(ЫК)"5

8,9 У= 33,50-1,75Ы<15-2,49Р'° +1,44Р+0,95(ЫР)"5 0,86

12,5 У-'32,75 4,16Р »-1,06К-2,04(РК)"5 0,77

Сырой протеин, %

4,8 |У-10,2H0,44N ГО,68

6,6 У-10,15+ 1,68Р"5 -1,)8Р+0,32Р 0,59

8,6 У^ 10,10-0,901"" +0,741» 0,55

8,9 У-10,14-0,091,"5+0,42К"5-0,251ч 0,52

42,5 У-1 1,55-0,94№" -0,321,ОЧ - 0,5()К+0,73(ЫЬС)"-

На фоне с низкой обеспеченностью подвижным фосфором наиболее сильное действие па увеличение массы 1000 зерен овса оказали азотные удобрения и совместное внесение фосфорных и калийных удобрений. На фосфатных фонах снижается действие фосфорных удобрений на увеличение массы 1000 зерен овса.

Содержание белка в зерне овса является важным показателем качества. Оно колеблется от 9,0 до 19,5% (Алексеев, 1978). Анализ производственных функции свидетельствует, что с повышением обеспеченности почвы подвижным фосфором с 4,8 до 8,9 мг/100 г, содержание белка в зерне овса не увеличивалось, и только при высокой обеспеченности (12,5 мг/100 г) содержание белка возрастало до 11,55%, что выше контроля на 1,34%. Судя по коэффициентам при N. Р, К, на фоне с низким содержанием подвижного фосфора, положительное влияние на увеличение содержания белка в зерне овса оказали азотные удобрения. На фосфорных фонах действие фосфорных и калийных удобрений было неустойчивым и только взаимодействие азотных и калийных удобрений оказало положительное влияние. Увеличение содержания белка до 12,3-13,7% отмечено на вариантах Ь)75Р25К,5 и МЬР,;К7<. Расчетные показатели качества зерна овса сорта Скакун (масса 1000 зерен, натурный вес, содержание белка) в сопоставлении с фактическими выявило незначительную

разницу. Эта разница колебалась по вариантам от 0,1 до 3,8 г. Масса 1000 зерен овса увеличивалась с 31,0 до 33,3 г с повышением степени обеспеченности подвижным фосфором с 3,2 до 10 мг/100 г. Содержание азота в зерне овса сорта Скакун возрастает незначительно: с 1,61-1,72% с увеличением степени обеспеченности почвы подвижным фосфором с 5,0 до 7,8 мг/100 г. Судя по коэффициентам при N. Р, К, ЫК, положительное влияние на увеличение азота в зерне овса, оказали удобрения: при низком содержании подвижного фосфора -калийные, с повышением обеспеченности подвижным фосфором (6,9-9,8 мг/100 г) - азотные и взаимодействие азотных и калийных удобрений.

Содержание фосфора в зерне овса не увеличивалось с повышением содержания подвижного фосфора в пахотном слое почвы. В наших стытах содержание фосфора в зерне овса колеблется в пределах 0,944,02%, что превышало среднее содержание на 0,09-0,17%. Наиболее высокое содержание фосфора в зерне овса - 2,0% отмечено на варианте полного удобрения М50Р50К50 на фоне с обеспеченностью подвижным фосфором 8,6 мг/100 г. Увеличение степени обеспеченности подвижным фосфором пахотного слоя почвы до средней - 9,8 мгЮО г. не повысило содержание калия в зерне овса - 0,41% против 0,40% с низкой обеспеченностью - 5,0 мг/100 г. Среднее содержание калия в зерне овса составляет 0,5%. Превысить этот показатель удалось на варианте полного удобрения МИР25К25, где содержание калия в зерне овса составило 0,6%.

Содержание азота в соломе овса увеличивается с 0,15 до 0,39%> на фонах с повышением обеспеченности подвижным фосфором с 5,0 до 12,4 мг/100 г. Положительное влияние на увеличение азота в соломе овса оказали азотные, калийные и взаимодействие азотных и фосфорных удобрений.

Тенденция увеличения содержания фосфора в соломе овса - 0,59-0,72% наблюдается на фонах с повышением степени обеспеченности фосфором с 5,0 до 12,4 мг/100 г. Внесение фосфорных и калийных удобрений и их взаимодействие оказали незначительное действие на увеличение содержания фосфора в соломе овса.

Из трех биогенных элементов (М, Р, К) содержание калия в соломе овса наиболее высокое - 1,89-2,16%. Судя по свободному члену уравнений регрессии, содержание калия в соломе овса увеличилось с 1,89 до 2,16% на фонах с повышением степени обеспеченности почвы фосфором от низкой - 5,0 до средней - 10,2 мг/100 г. Дальнейшее повышение степени обеспеченности фосфором до 12,4 мг/100 г снизило содержание калия в соломе до 2,04%. Судя по коэффициентам при N. Р, К, более сильное влияние на увеличение содержания калия в соломе овса оказали азотные удобрения, наименьшее -фосфорные и калийные.

Теоретическое содержание азота, фосфора п калия в соломе овса, рассчитанное по уравнениям регрессии, в сопоставлении с фактическим выявило незначительную разницу от 0 до 0,14%, что дает основание использовать производственные функции для программирования качества соломы овса.

Таким образом, производственные функции могут быть использованы для целенаправленного управления формированием качества зерна с помощью минеральных удобрений. Получение высококачественной продукции растениеводства - центральная проблема человечества в условиях химизации земледелия. Наши исследования свидетельствуют, что . применение минеральных удобрений па основе производственных функций экологически безопасно. Так, концентрация кадмия в зерне мягкой яровой пшеницы Иртышанка, твердой Безенчукская-139 и ячменя Медикум-85 не превышала ПДК (предельно допустимая концентрация) 0,2-0,1 мг/кг.

8. Экономическая и энергетическая эффективность применения минеральных удобрений под зерновые культуры.

Применение оптимальных доз минеральных удобрений - важнейший резерв роста урожайности зерновых культур, в том числе яровой пшеницы при интенсивной технологии возделывания. Средняя урожайность зерновых за годы исследований (1980-1997) составила 30,4 ц/га. Высокую экономическую

эффективность фосфорных удобрении пол* яровую пшеницу в условиях Северного Казахстана отмечали многие исследователи (Сдобникоиа, 1963,!906; Сычев, Казанцев, Филонов, 1979; Калугин, Лихтенберг. Хорпкон, 1979; Лнхтенберг, Филонов, 1996; Азаров, 1996).

В ходе наших исследований выявлено высокое действие и последействие фосфорных удобрений, внесенных в качестве фоновых, а также вносившихся ежегодно на естественном фоне с низкой обеспеченностью ночвы подвижным фосфором. Так, ежегодное внесение фосфора в дозах Р,<_51| повысило сбор зерна яровой пшеницы за первую ротацию на 3,6-8,6 ц/га, за вторую, третью и четвертую соответственно: 7,7-8,4; 7,9-8,7; 8,1-9,2 ц/га. Увеличение обеспеченности почвы подвижным фосфором до 7,4 мг/100 г почвы за счет внесения Р100 за год до начала опыта привело к повышению суммарного сбора зерна за четыре ротации севооборота на 35,0 ц/га или на 15,1%.

Наибольшее количество зерна без дополнительного внесения удобрений -57,1-58,1 ц/га получено при обеспеченности почвы фосфором в пределах 9-14 мг РА/ЮО г (Р200-Р4М кг/га).

Расчет экономической эффективности применения минеральных удобрений показал, что все затраты, связанные с внесением фосфорных удобрений для создания фонов, окупаются уже в первой ротации севооборота.

Максимальный условно-чистый доход получен при внесении Р2,ю н составил 119,88 руб. Самая высокая рентабельность и окупаемость удобрений зерном на фонах Р,00 и Р200 составила соответственно: 164 и 171% или 4,9 и 5,1 кг. За четыре ротации окупаемость зерном 1 кг. Р205 на фонах Рш, Р2|)0, Р,0(), Р4(К) составляла соответственно: 35,0; 22,5; 19,0 и 13,1 кг.

Ежегодное внесение фосфорных удобрений под яровую пшеницу в дозах Р25.м на естественном фоне с низким содержанием подвижного фосфора позволило получить 41,6 и 65,4 руб/га условно-чистого дохода при рентабельности 160 и 128%. Рентабельность применения азотных удобрений, внесенных под вторую и третью пшеницу в дозах N,5.5,, составила 164 и 95%.

Проведенные исследования выявили высокую отзывчивость ячменя

Мсдикум-85 и овса Скакун на последействие фосфорных удобрений. При внесении Р50 в паровое поле в сочетании с под предпосевную культивацию рентабельность увеличивалась до 155-169%.

В настоящее время сельскохозяйственное производство относится к энергоемким отраслям. Рост затрат энергии связан с усилением процессов интенсификации (Жученко, 1982; Васько, Лисенович, Янцен, 1995). Увеличение продуктивности агроценозов за счет интенсивного вложения технической энергии следует осуществлять с целью повышения плодородия почвы, стремясь к его расширенному воспроизводству. В этой связи дозы удобрения, выполняющие задачу оптимизации агрохимической системы почвы, в частности, содержания подвижного фосфора, обеспечивают повышение продуктивности пашни, позволяют более эффективно использовать вложенную совокупную энергию. Расчет энергозатрат и выход энергии с урожаем мы проводили но методике Васько, Лисеновича, Янцсна (1995 г.).

Анализ данных, приведенных в таблице 9, показывает, что за первую и вторую ротацию севооборота на естественном фоне (без внесения удобрений) коэффициент энергетического эффекта составил соответственно: 0,65 и 0,88. На фосфатных фонах в первой ротации севооборота отчетливо видна тенденция увеличения коэффициента энергетического эффекта с 0,68 (фон Р,оо) Д° 1,02 (фон Р40й). Во второй ротации ситуация аналогичная: коэффициент энергетического эффекта увеличился с 0,98 (фон Р|М) до 1,25 (фон Р400). В третьей и четвертой ротации 4-х польного севооборота в сравнении с первой и второй ротацией мы видим увеличение коэффициента энергетического эффекта на всех фонах. Однако более высокий коэффициент энергетического эффекта -2,04-2,3 был в третьей ротации севооборота, на фосфатных фонах Р300 и Р400. Эффективность энергетических затрат увеличилась в 2-3,3 раза. При этом затраты энергии на 1 ц. е. уменьшились с 247,5 Мдж. до 104,7 Мдж. Таким образом, одноразовое внесение в паровом поле Р1й0 - Рда позволяет достичь за четыре ротации 4-х польного севооборота увеличения содержания энергии, получаемой в виде урожая в 2-3 раза при сокращении затрат на его получение

более чем н 2 раза.

Таблица ').

Затраты совокупной энергии в системах удобрения и ее агроэкопомическая >ффектнвность

1982-1988 гг. *

Системы Затраты Выход Сбор Затраты Коэфф.

Удобре- совок. Валовой Зерновых на 1 га на I ц. энергетнч

ния энергии, МДж. энергии, МДж ц/га З.е. эффекта

Р„ 118988,1 77046.9 39,9 9876,0 247.5 0.65

92714,3 _8] 874,4 42,4 9086.0 214,3 0.88

РцХ1 126972.6 865088.8 44.8 10665.7 2Ж1 0,68

118104,3 116053,1 60,1 10865.6 180,8 0.98

^200 134734.1 96550.0 50,0 Г 11452.4 229,1 0.72

98749,2 121266.8 62,8 11652,4 185.6 1,23

Р.100 112092.7 105625,7 51.7 12218.1 236Л 0.94

96155,0 124356,4 64.4 12464,0 192.6 1.29

Р-Ш 117394.6 120108.2 62,2 13030,8 249,6 г 1М

101774,6 127252,9 65,9 13230,7 200,8 1 1,25

1989- 1996 гг.**

Ро 98819.1 141349.2 73.2 10376,0 141,8 1.43

97816,3 118370,3 61.3 9586,0 156.4 1,21

Рщо 86012.2 151776.6 78.6 1 1955,7 152,1 1,765

120352,5 134590,7 69.7 12155,6 174,4 1,118

Рмо 87276.7 157183.4 81.4 12742.4 156,5 М

12446,2 136521,7 70,7 12942,4 183,1 1,09

Рзоо 86037.0 175141.7 90.7 13508.1 148,9 2,04

130419,0 139804.4 72,4 13694,0 189,/1 1,07

Р400 84738.5 195803.4 101,4 14320,8 141,2 2Л

135707,5 144052.6 74,6 14520,7 194,7 1,06

* в числителе - данные по первой ротации, в эничепателе - по шпорой.

* * в числителе - данные по третьей ротации, в знаменателе - но четвертой.

ВЫВОДЫ

1. Длительная эксплуатация обыкновенных черноземов п зернопаровых севооборотах с короткой ротацией без применения удобрений приводит к падению их плодородия, фиксируемого снижением содержания гумуса на 1617% и понижению их потенциальной продуктивности более чем вдвое из-за несбалансированности питания: постоянный дефицит фосфора и снижение

обеспеченности азотом по мере удаления от парового поля.

2. Нашими исследованиями установлено, что бездефицитный баланс гумуса и нормальный режим шпиния зерновых культур можно поддерживать при минимальных затратах ежегодным внесением соломы, получаемой с урожаем зерновых культур порядка 3 тонны на гектар, в сочетании с внесением Р(Л в паровом поле и РД|| + \'3„ в последующие годы. В опытах за две ротации 4-х мольного севооборота эти меры обеспечивали прирост гумуса на 0,1-0,4%.

3. По данным многофакторных стационарных опытов установлена количественная зависимость содержания питательных элементов в почве в зависимости от возрастающих доз минеральных удобрений на фонах с различной обеспеченностью фосфором, что позволяет оптимизировать питание зерновых культур в зависимости от исходного запаса фосфора в почве и влагообеспеченности при минимальных затратах удобрений.

4. Прогнозирование содержания нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия с использованием производственных функций обеспечивает целенаправленное регулирование их содержания при возделывании зерновых культур. Теоретически рассчитанные по уравнениям регрессии показатели незначительно отличаются от фактических.

5. С помощью математико-статистического анализа данных разработаны регрессионные модели и алгоритмы оптимизации доз минеральных удобрений, которые позволяют оптимизировать дозы удобрений в зависимости от планируемого урожая и параметров почвенного плодородия, сделать этот метод широко доступным для использования в сельскохозяйственном производстве. В уравнение рецессии вводится цифра планируемой урожайности, из нее вычитается урожайность на контроле и делится на зональный коэффициент.

6. Установлено оптимальное содержание подвижного фосфора в пахотном слое обыкновенных черноземов - 9-14 мг/100 г почвы. Затраты фосфора для повышения его содержания в почве на 1 мг/100 г почвы составляют 62 кг/га

РА.

7. Определены показатели условий в системе "погода-почва-удобрение-

растение" для получения максимального урожая зерновых культур (до 30-40 ц/га): влагообсспеченность на уровне 91-120% от ошимальнои, среднееуточная температура в период вегетации 17-18,б"С, содержание гумуса - 6,3%, pl 1 - 6,9, сумма поглощенных оснований - 35 мг-экв. па 100 i почвы, содержание подвижного фосфора - 9-14 мг. обменного калия - 35 мг на 100 г почвы. При этом расход воды на тонну зерна сокращается на 3,8-4,7 мм.

8. Яровая пшеница сорта Омская-9 при оптимальных показателях условий возделывания и внесения расчетных доз удобрений в типичном для зоны 1982 г. сформировала урожайность - 32,6 ц/га, при прибавке - 5,4 ц/га, а во влажном 1986 г. - 37,6 ц/га. В засушливые годы (влагообеспеченность 63,8-88.7% и среднемесячная температура 20,5-22,1 "С) максимальная урожайность па варианте Р5П составляла 24,2 ц/га.

9. Выявлены различия в требовательности сортов на совокупные условия возделывания. Мягкая пшеница сорта Омская-18 более эффективно отзывалась на повышенную обеспеченности фосфором. Прибавка урожайности па фоне 10,3 мг Р205 на 100 г почвы составила 7,8 ц/га, против 5,2 у пшеницы copia Омская-9.

Твердая пшеница Безенчукская-139 равноценно с Омской-18 реагировала на хорошую обеспеченность фосфором в благоприятных условиях и почти не отзывалась при снижении влагообеспеченности до 70% в засушливом 1991 году.

Раннеспелый сорт Иртышанка-10 в засушливом году почти не реагировал при повышении содержания фосфора с 5,5 до 7,9 мг/100 г почвы, а при дальнейшем повышении (до 9,9 мг/100 г) даже снижал урожайность.

Меньшую зависимость от погодных условий показал местный сорт яровой пшеницы Казахстанская раннеспелая. В острозасушливом 1996 г. (при влагообеспеченности 61% и среднесуточной температуре на 3,7°С выше нормы) при высоком обеспечении Р205 (13,6 мг) урожайность составила 20,5 ц/га и прибавка в сравнении с контролем - 4,4 ц/га.

10. Ячмень Медикум-85, возделываемый третьей культурой после пара, относительно высокий урожай - 32,8 ц/га - сформировал во влажном 1990 г. (влагообеспеченность - 96,5% от оптимальной, среднесуточная температура -

19,5"С при норме 18,9"С). На фоне с содержанием подвижного фосфора 6,4 мг/100 г прибавка урожая черна составила 7,2 ц/га, а от внесения М25Р75К75 возросла до 14,2 ц/га.

11. Наибольшую отзывчивость на увлажнение показал овес Скакун, выведенный в Нечерноземье. При* повышенной влагообеспеченности в 1994 г. (114,1%) урожайность была рекордной для всех зерновых - 41,7 ц/га, при пониженной в 1995 и 1996 гг. (60,1-61%) - 9,8 и 15,7 ц/га с минимальной реакцией на фосфатный фон.

12. При повышенном содержании подвижного фосфора от нижнего уровня до среднего повышались все показатели структуры урожая (продуктивная кустистость, число зерен в колосе, вес'зерна с одного растения, масса 1000 зерен, натура зерна), а также содержание белка и клейковины в зерне. Дальнейшее повышение фосфатного уровня на качестве урожая не сказывалось.

Наибольшее влияние на качество урожая проявилось на овсе. Здесь установлено повышение показателей качества продукции от фосфатного фона и от внесения полного удобрения Ы75Р_75К_,.;.

13. Расчет энергетической эффективности систем удобрения под зерновые культуры выявил увеличение коэффициента энергетического эффекта с 0,68 в первой ротации (Р|00 в паровом поле) до 1,25 (Р40() в паровом поле). От последействия Р,оо-ио коэффициент энергетического эффекта во второй и третьей ротации 4-х польного севооборота увеличился соответственно с 0,98 до 1,25 и с 1,8 до 2,3. В четвертой ротации произошло снижение коэффициента энергетического эффекта до 1,1 ввиду снижения урожая зерновых по причине засухи.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Предлагается метод расчета оптимальных доз и сочетаний минеральных удобрений, разработанный на материалах многофакторных опытов.

2. Интенсификация земледелия на основе применения рекомендуемого метода позволяет повысить продуктивность пашни в 1,5 раза при минимальных

дополнительных вложениях. Совпадение расчетных и экспериментальных

данных гарантирует надежность его использования.

3. При планировании урожайности в конкретных условиях учитываются

возможности зоны, культуры, сорта, экономические показатели.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Канивец И.И., Уваров Г.И., Брушков Л.И. Фотоактивирование семян зерновых культур для повышения урожая и ускоренного их созревания в совхозах Целиноградской и Тургайской областей // Вестник с/х науки Казахстана.-№91 .-Алма-Ата, 1976.-С. 18-21.

2. Канивец И.И., Уваров Г.И., Брушков А.И., Кавун С.С., Селиванов М. О некоторых особенностях облучения лазером семян зерновых и кормовых культур в производствен?!ых условиях Северного Казахстана/ Проблемы биоэнергетики организма и стимуляция лазерным облучением.-Алма-Ата, 1976.-С. 142-146.

3. Канивец И.И., Куприянова Д.Т., Брушков А.И., Требушенко Е.П. О новых резервах повышения урожайности и качества зерна, ускорения созревания пшеницы в Северном Казахстане/ Тезисы докладов регионального совещания. Итоги работы географической сети опытов с удобрениями и пути повышения эффективности применения удобрений в Республиках Средней Азии и Казахстана.-Целиноград, 1977.-С.9-11.

4. Брушков А.И. Изучение действия минеральных удобрений в сочетании с лазерным облучением и обработкой семян хлорхолинхлоридом на урожай яровой пшеницы на темно-каштановых почвах Тургайской области/ Тезисы докладов регионального совещания. Итоги работы географической сети опытов с удобрениями и пути повышения эффективности применения удобрений в Республиках Средней Азии и Казахстана.-Целиноград, 1977.-С.12-14.

5. Каннвец И.И., Брушков Л.П., Селиванов М.Г., Кавун С.С. Испытание систол опорного облучения семян зерновых культур в совхозах Северного Казахстана.-Алма-Ата, I978.-C.8-10.

6. Брушков Л.П., Велещук Л.Д. Влияние предпосевного лазерного облучения семян и минеральных удобрений на урожай яровой пшеницы на темно-каштановых почвах Тургайской области/ Фотоэнергетика растений.-Алма-Ата, 1978.-С.234-236.

7. Инюшин В.М., Ильясов Г.У., Канивец И.И., Брушков А.И. Методические указания по предпосевной обработке семян сельскохозяйственных растений в резонансной стимуляции.-М.,1979.-С.25.

8. Брушков А.И. К изучению влияния удобрений и светолазерной стимуляции на урожай яровой пшеницы в Тургайской и Целиноградской областях/ Тезисы докладов шестой Всесоюзной конференции по фотоэнергетике растений.-Львов, 1980.

9. Канивец И.И., Дмитриева A.B., Шнайдер В.В., Брушков А.И., Роль светолазерного облучения семян в повышении урожайности зерновых, кормовых и овощных культур/ Плодородие почвы и эффективность удобрений.- Кайнар, 1981.-Том.1Х.-С.208.

10. Брушков А.И. Влияние минеральных удобрений на урожай и качество яровой пшеницы в зависимости от предшественников в условиях первой почвенно-климатической зоны Кустанайской области/ Тезисы докладов Всесоюзного семинара «Совершенствование систем удобрений в севооборотах в различных зонах страны.-М,1981.-Ч.И.-С.194-195.

11. Брушков А.И. Влияние фосфорных удобрений на урожай яровой пшеницы и ячменя в зависимости от способов обработки почвы в условиях Кустанайской области/ Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания географической сети опытов с удобрениями «Почвенные условия и пути повышения эффективности применения удобрений».-М., 1982.-С. 171 -172.

12. Брушков А.И. Применение минеральных удобрений в первой почвенно-

климатической зоне Кустанайской области. Сельскохозяйственная информация.-Кай нар, 1983.-декабрь.-С.4-5.

13. Кияницкая Л.И., Брушков А.И., Красникова З.Л. Влияние минеральных удобрений на урожай яровой пшеницы на обыкновенных черноземах Кустанайской области в зависимости от погодных условий/ Бюллетень Всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского института удобрений и агропочвоведения им. О.М.Прянишникова (ВИУА) jY»74/ Эффективность удобрений при разности климатических и погодных условнй.-М.,1983.-С.6-10.

14. Брушков А.И. Минеральным удобрениям- высокую оплату/ Тезисы докладов Всесоюзного совещания участников географической сети опытов с удобрениями «Задачи агрохимической науки но повышению окупаемости удобрений по зонам страны» 2-6 июля 1984 г. Горький,-М..1984.-С.211-212.

15. Красникова З.А., Брушков А.И., Кияницкая А.И. Высокоэффективное использование минеральных удобрений в зависимости от погодных условий/ Вопросы селекции, семеноводства и сортовой агротехники с/х культур.-Алма-Ата, 1985.-C.138-I45.

16. Брушков А.И. Отзывчивость на фосфорные удобрения различных сортов яровой пшеницы в зависимости от сроков посева/ Вопросы селекции, семеноводства и сортовой агротехники с/х культур.-Алма-Ата, 1985.-С.145-153.

17. Брушков А.И. Каждому сорту - дифференцированное питание// Сельское хозяйство Казахстана.-Л'!>2.-1986.-С.22.

18. Распутин В.М., Брушков А.И. Предшественники и качество зерна// Зерновое хозянство.-№10.-1986.-С.21-22.

19. Брушков А.И. Влияние удобрений на урожай и качество зерна яровой пшеницы//Зерновое хозяйство.-№12.-1986.-С.24-25.

20. Методические рекомендации по освоению интенсивных технологий возделывания яровой пшеницы, проса, гречихи в Кустанайской об.тастн.-

Кусташй, 1987.-С.30 (в сооавторстве).

21. Брушков Л.И. Оптимизация фосфорного питания яровой пшеницы <<Омская-9» на обыкновенных черноземах// Интенсивная технология возделывания зерновых культур в зоне освоения целины.-Алма-Ата, 1987,-С.203-206.

22. Брушков А.И., Попова М.В., Берг Ф.И., Крененберг J1.A. Параметры минерального питания, эффективность удобрений и урожай яровой пшеницы в условиях интенсивной технологии в Кустанайской области/ Интенсивная технология возделывания зерновых культур в зоне освоенной целины.-Алма-Ата, I987.-C.209-230.

23. Брушков А.И., Кроненберг Л.А., Берг Ф.И. Влияние длительного применения минеральных удобрений, различных видов обработки почвы и предшественников на содержание гумуса на обыкновенных черноземах Кустанайской области/ Интенсивная технология возделывания зерновых культур в зоне освоенной целины.-Алма-Ата, 1987.-С.230-240.

24. Нестеров А.И., Брушков А.И., Юненко Е.Е., Процкж В.Н. Эффективность агротехнического метода защиты зерновых колосовых от корневой гнили в Северном Казахстане/ Интенсивная технология возделывания зерновых культур в зоне освоенной целины.-Алма-Ата, 1987.-С.248-254.

25. Брушков А.И., Попова М.В. Дозы минеральных удобрений при интенсивной технологии возделывания под максимально возможный урожай яровой пшеницы в 4-х польном севообороте/ Агропромышленная информация о работе Кустанайского НИИ сельского хозяйства.-Алма-Ата, 1987.-С.9-13.

26. Брушков А.И., Попова М.В. Оптимальные параметры минерального питания и урожая яровой пшеницы в 4-х польном севообороте/ Параметры плодородия основных типов почв.-М.,1988.-С.125-135.

27. Рекомендации по применению удобрений в Кустанайской области.-Кустанай, 1989.-С.3-27 (в сооавторстве). ■

28. Брушков А.И. Изучение параметров в системе почва-погода-удобрение-

растение с целыо получения высокого урожая зерна н умеренно-засушливой степи Кустанайской области/ Проблемы производства зерна в засушливых районах Урала, Сибири и Северного Казахстана' Тезисы докладов региональной научно-практической конференции.-Челябинск, 1990.-С.74-75.

29. Брушков Л.И., Кроненберг H.A. Применение минеральных удобрений на фоне соломы - один из приемов повышения плодородия почв и увеличения урожайности зерновых на обыкновенном черноземе Кустанайской области/ Проблемы производства зерна в засушливых районах Урала, Сибири и Северного Казахстана/ Тезисы докладов региональной научно-практической конференции.-Челябинск, 1990.-С.76-77.

30. Брушков А.И. Нормативы прибавок урожая сельскохозяйственных культур от применения органических удобрений.-Владимир, 1990.-С.7-11.

31. Брушков А.И. Эффективность применения минеральных удобрений под яровую пшеницу на обыкновенном черноземе Северного Казахстана с разной обеспеченностью подвижным фосфором/ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук.-Москва, 1990.-С.З-24.

32. Попова М.В., Брушков А.И. Оптимизация минерального питания зерновых культур на черноземных почвах при разной обеспеченности фосфором/ Тезисы докладов на совещании «Применение удобрений в почвозащитном земледелии».-Целиноград, 1991.-С. 19-20.

33. Брушков А.И. Корреляционно-регрессионный анализ влияния минеральных удобрений на содержание в почве нитратного азота, подвижного фосфора, обменного калия и урожай яровой пшеницы/ Тезисы докладов республиканской научной конференции 3-5 сентября 1991 г.-Алма-Ата, 199I.-C.96-97.

34. Брушков А.И. Математические модели - один из методов прогнозирования эффективности удобрений под яровую пшеницу на

обыкновенном черноземе/ Тезисы докладов научно-практической конференции «Наука - сельскому хозяйству (юбилейный выпуск).-п.Заречнып, 1992.-С.105-М7.

35. Рекомендации по проведению весеннего сева и полевых работ в 1993 г.-Кустанай, 1993.-C.t-64 (в соавторстве).

36. Рекомендации по применению минеральных удобрений под зерновые культуры в Северном и Центральном Казахстане.-Шортанды, 1994.-46 с.

37. Рекомендации по проведению весеннего сева и полевых работ в 1994 г.-Кустанай, 1994.-С. 1-64 (в соавторстве).

38. Срушк-ов А.М. Математическое моделирование при разработке интенсивных технологий возделывания пшеницы и ячменя/ Пути повышения стабильности сельскохозяйственного производства (юбилейный выпуск).-Алма-Лта, 1994.-104 с.

39. Брушков А.И. Программирование урожаев яровой пшеницы при интенсивной технологии на обыкновенном черноземе/ Пути "повышения стабильности сельскохозяйственного производства (юбилейный выпуск).-Алма-Ата, 1994.-104 с.

40. Рекомендации по проведению весеннего сева и полевых работ в 1995 г.-Кустанай, 1995.-С. 1-46 (в соавторстве).

41. Рекомендации по проведению весеннего сева и полевых работ в 1997 г,-Кустанай, 1997.-С.1-47 (в соавторстве).

42. Брушков А.И. Системный подход к повышению урожаев зерновых культур. Монография.-Алматы, 1998.-235 с.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Брушков, Алексей Иванович, Москва

11 Ц - X

На правах рукописи БРУШКОВ Алексей Иванович

ПРИМЕНЕНИЕ УДОБРЕНИЙ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ В СЕВЕРНОМ КАЗАХСТАНЕ

Специальность 06.01.04 — агрохимия

- оидиум

// /г^ж^ 1 о

... , ^^Аё/научвогрл?

на тй&каниё1 ■^*екдй*>'<Ь-- -доктора сельскохозяйств' л наук

МОСКВА 1998

Работа выполнена на Карабалыкской сельскохозяйственной опытной станции Кустаяайского НИИСХ в 1975—1997 гг. ]

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных * наук, профессор Л. М. Державин; доктор биологических наук, .профессор, академик РАСХН В. Ф. Ладонин; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н. П. Кузнецов.

Ведущая организация — Всероссийский научно-исследовательский и ироектно-техиологический институт химизации сельского хозяйства.

Защита состоится «■ » декабря 1998 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 120.05.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте информатизации агрономии и экологии (ВНИИ «Агрозкоинформ») по адресу: 143013, п/о Немчиновка-1, Одинцовского района, Московской области, ул. Агрохимиков, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИ «Агрозкоинформ». .

Автореферат разослан » ноября

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат экономических наук

0-

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННА"

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. С распашкой 22 млн. гектаров целинных и залежных земель Северный Казахстан из зоны кочевого животноводства превратился н крупную зерновую житницу Казахстана, каковой она, с известными отступлениями, остается и на сегодняшний день. При сложных природных условиях, которые длительное время сдерживали более интенсивное сельскохозяйственное использование этих территорий, возникла необходимость научных разработок по повышению продуктивности пашни, повышению урожайности зерновых культур и стабилизации ее по годам. Наряду с разработкой новых приемов зональной агротехники в решении этих задач немалую роль должно сыграть и научно-обоснованное применение удобрений.

Характерной чертой преобладающих в зоне черноземных и каштановых почв является недостаток фосфора. Содержание калия повсеместно довольно высокое, а подвижные формы азота регулярно пополняются за счет минерализации гумуса и свежих органических остатков.

Исходя из этих условий, и было избрано направление исследований, начатых в зоне с первых лет распашки целины. Автор настоящей работы, с избранным направлением выхода на математические модели, подключился к ним с 1975 г.

На современном этапе развития агрохимической науки особую актуальность приобретают вопросы оптимизации условий питания сельскохозяйственных культур с учетом количественных связей в ¡^ногофакторнон системе: почва - погода - удобрение - растение (урожай и его Ячество) с использованием математических моделей.

Применение фосфорных удобрений обеспечивает ежегодную прибавку „¿¿кая зерновых культур от 1,5-3 до 5-6 «/га, окупаемость 1 кг действующего ;«ства Составляет 10-15 кг зерна. Несбалансированность минерального .■ ания является одной из причин снижения эффективности удобрений .и "иикновения нежелательных экологических .ситуаций.

И

Существующие рекомендации по применению удобрений сводятся к применению минеральных доз Р,05 в рядки и Рм - один раз за ротацию севооборота в паровом поле. Внесение более высоких доз, а также использование азотных удобрений зачастую не окупается.

В намеченных исследованиях планировалось применить новые методики для этих вопросов путем прогнозирования доз и сочетаний минеральных удобрений на основе математических моделей.

Цель и задачи исследования. Основной целью исследования являлось прогнозирование эффективности минеральных удобрений в почвозащитных технологиях возделывания зерновых культур на обыкновенных черноземах с использованием математических моделей.

Предусматривалось решение следующих задач:

• разработать математические модели прогнозирования действия удобрений на изменение содержания основных элементов питания в пахотном и подпахотном слоях обыкновенного чернозема при внесении возрастающих доз минеральных удобрений и их сочетаний в 4-х польном севообороте;

• определить оптимальный фосфатный уровень и затраты фосфорных удобрений для увеличения содержания Р205 на 1 мг/100 г почвы;

• разработать математические модели прогнозирования эффективности различных Доз и сочетаний минеральных удобрений на фонах с различной обеспеченностью подвижным фосфором на урожайность, структуру и качество основной и побочной продукции яровой пшеницы, овса и ячменя;

• выявить экологическую безопасность применяемых доз и сочетаний минеральных удобрений;

• определить экономическую и энергетическую эффективность применения возрастающих доз и Сочетаний N. Р, К под яровую пшеницу, ячмень й овес в зависимости от обеспеченности обыкновенных черноземов подвижным фосфором.

s

Научная новизна. Впервые в условиях Северного Казахстана в многофакторных полевых опытах разработаны производственные функции, характеризующие зависимость содержания подвижных элементов (К'РК) от доз и сочетаний минеральных удобрений на фонах с различным содержанием подвижного фосфора, установлена математическая зависимость действия азотных, фосфорных и калийных удобрений на урожайность и качество яровой пшеницы, ячменя и овса в зависимости от обеспеченности почв фосфором, определены затраты фосфорных удобрений на повышение содержания 1',05 на 1 мг/100 г почвы.

Дано экономическое и энергетическое обоснование применения азотных, фосфорных и калийных удобрений под зерновые культуры.

Практическая значимость работы и реализация результатов исследования. Проведенные исследования позволили рекомендовать производству прогнозирование эффективности удобрений с использованием математических моделей для получения урожаев 30 ц/га и более зерна высокого качества.

Результаты исследования использованы при разработке следующих рекомендаций: "Методические рекомендации по освоению интенсивных технологий возделывания яровой пшеницы, проса и гречихи в Кустанайской области" (1987 г.), "Рекомендации по применению удобрений в Кустанайской области" (1989 г.), "Рекомендации по применению минеральных удобрений под зерновые культуры в Северном и Центральном Казахстане" (1994 г.), а также отражены в рекомендациях по интенсивным технологиям возделывания зерновых культур в Кустанайской области (1993, 1994, 1995, 1997 гг.).

Апробация работы. Материалы исследований докладывались на конференциях и Всесоюзных совещаниях участников Географической сети опытов с удобрениями (г. Алматы 1976, 1978 гг.; г. Целиноград 1977, 1987 гг.; г. Львов 1980 г.; г. Пенза 1982 г.; г. Горький 1984 г.; г. Москва 1986, 1997 гг.; г. Суздаль 1989 г.; г. Челябинск 1985 г., Международная конференция г. Москва 1986 г.; Шортанды 1996, 1998 гг.) на областных и районных семинарах по вопросам повышения эффективности производства зерна.

Публикации. По материалам диссертации опубликована 41 печатная работа. Монография "Системный подход к повышению урожаев зерновых культур" Ал маты, 1998, 235 с.

Структура и объем работы. Диссертационная работа представлена в виде научного доклада, изложена на 54 страницах, включает 9 таблиц. Состоит из введения, восьми разделов экспериментальных исследований, выводов, рекомендаций производству, списка опубликованных работ.

Работа выполнена по программе ВИУА в соответствии с Государственным заданием 01.02.01. Д.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

/. Условия проведения опытов и методика исследований.

Диссертационная работа выполнена в лаборатории агрохимии Карабалыкской сельскохозяйственной опытной станции Кустанайского НИИСХ. Три стационарных и пять краткосрочных опытов (1975-1979 гг.) проводились на темно-каштановых почвах в совхозе им. О. Кошевого Тургайской области, факториальные опыты (1980-1997 гг.) проводились на обыкновенных черноземах Карабалыкской СХОС в течение 4-х ротаций 4-х польного зернопарового севооборота.

В работу вошли результаты собственных исследований автора, которые проводились в краткосрочных и длительных полевых стационарных опытах в общей сложности в течение 23 лет (1975-1997 гг.)

По общепринятым методикам проведена серия краткосрочных и стационарных полевых опытов:

• действие препарата ТУР в сочетании с фосфорными удобрениями по разным предшественникам;

• влияние различных доз и сроков предпосевного облучения семян;

• действие минеральных удобрений на урожайность яровой пшеницы,

баланс фосфора и содержание гумуса;'

• действие минеральных и органических удобрений на урожайность зерновых культур;

• зависимость урожайности различных сортов яровой пшеницы от сроков посева.

(¡|к методике многофакторного опыта по изучению доз и сочетаний КРК на фонах различной обеспеченности фосфором на урожайность и качество зерновых культур с целью повышения их продуктивности и расчета оптимальных доз удобрений остановимся подробнее.

В наших исследованиях использованы разработанные В.Н. Перегудовым и Т.И. Ивановой регрессионные модели, отражающие количественную зависимость между урожайностью культур севооборота и качеством продукции от доз и сочетаний ЫРК.

Исходные данные для составления уравнений регрессии получены в многофакторных опытах. Зависимость урожайности от доз и-сочетаний и удобрений определялась методом регрессионного анализа на ЭВМ по математической модели. Надежность уравнений оценивалась сопоставлением фактических данных урожая с вычисленными по уравнениям.

По уравнениям регрессии рассчитывались оптимальные дозы и сочетания удобрений на заданную урожайность.

При планировании урожайности в определенных условиях принимались во внимание возможности зоны, культуры, сорта, экономические показатели.

Учитывая специфику зоны, в опыте создавались искусственные фосфорные фоны путем единовременного внесения двойного суперфосфата в дозах Рш(>, Р2(10 Р300, на каждом поле, предусмотрен также естественный фон Р„. Фоны создавались за год вхождения в ротацию 4-х польного зернопарового севооборота. Большие делянки фонов расщеплялись 16-ти вариантной аналитической схемой, представляющей собой выборку одной четвертой полной факториальной схемы 4x4x4. Варианты размещались по методу блоков:

1 блок: ООО, 220, 202, 022, Ш, 331. 313, 133;

2 блок: 200, 002, 020, 222, 311, 131, 113,333 *

*первая цифра обозначает условную дозу азота, вторая - фосфора, третья - кант.

Размещение вариантов внутри блоков рендомизированное. Одинарная доза азота, фосфора и калия составляет 25, двойная - 50, тройная - 75 кг/га. Чередование культур в севообороте осуществлялось во времени и пространстве. Повторность опыта двухкратная, площадь посевной делянки 169 м2, учетной -100 м2. Технология возделывания - почвозащитная, общепринятая для зоны. Высевалась яровая пшеница мягкая районированных сортов: Омская-9, Омская-18, Иртышанка-Ю, Казахстанская раннеспелая, твердая пшеница Безенчукская-98, ячмень сорта Медикум-85, овес сорта Скакун. Сроки посева и нормы высева зерновых культур оптимальные. Закладку опытов, отбор # почвенных и растительных проб, учет урожая, лабораторные анализы выполняли стандартными методами. Гумус определяли по Тюрину, рН в солевой вытяжке по Михаэлису, сумму поглощенных оснований по Каппену-Гильковицу, гидролитическую кислотность - по Каппену, валовый азот - по Къельдалю, гидролизуемый азот - по Корнфильду, нитратный азот - по Грандваль-Ляжу. Валовый фосфор - сжиганием в серной и хлорной кислотах с последующим колориметрированием. Подвижные формы фосфора - по Чирикову, степень подвижности фосфатов в вытяжке СаС12- Азот, фосфор и калий в растительных образцах определяли в одной навеске после мокрого озоления по Пиневичу с добавлением в качестве катализатора хлорной кислоты. Азот в аппарате микро-Къельдаля, фосфор - колометрически, калий - на пламенном фонометре. Для пересчета общего азота на сырой белок в зерне яровой пшеницы, ячменя и овса применяли коэффициент 5,7. Массу 1000 зерен, натурный вес, стекловидность, клейковину зерна определяли соответственно по ГОСТам: 10842,04; 10967-64; 13586-68. * :.

Расчет энергетической эффективности минеральных удобрений выполнен согласно методики Кач11ИИ зернового хозяйства (1995 г.).

При статистическом анализе экспериментальных данных применяли дисперсионный, корреляционный и регрессионный методы.. Дисперсионный

анализ был использован для анализа данных однофакторных полевых опытов. Корреляционный анализ - для исследования направления и тесноты связи между переменными, регрессионный - для установления количественной связи между изучаемыми признаками по модели с половинными степенями переменных.

2. Почвенно-кхиматические условии.

Климат зоны характеризуется резко выраженной континентальиостью: жаркое и сухое лето сменяется холодной и малоснежной зимой. Зимой минимальная температура снижается до 35-40°С; летом - повышается до 41-43"С. Среднегодовое количество осадков составляет 324 мм, с колебаниями по годам: во влажные - 476 мм, а в засушливые - 160 мм. Характерным признаком континентальное™ климата является существенное преобладание осадков теплого периода (май-октябрь), когда выпадает 60-80% от годовой нормы. Однако осадки теплого периода распределяются крайне неравномерно. Весна и начало лета характеризуются малым количеством осадков, что в сочетании с большими скоростями ветра, наблюдающимися в это время, обуславливает быстрое иссушение почвы. Максимум осадков приходится на вторую половину лета, чаще всего на июль. Продолжительность безморозного периода колеблется от 108 до 130 дней. Сумма температур за вегетацию с температурой выше 10"С -2100° - 2200°. Среднегодовая температура воздуха 0,3 - 1,4"С. Среднегодовое количество осадков за вегетационный период составляет 161,1 мм; с колебаниями по годам от 41 до 220 мм. Гидрометрический коэффициент мая -августа равен 0,8 - 0,9. Однако в засушливые годы он снижается до 0,5, во влажныё годы - повышается до 1,5-2,0. Большой ущерб наносят засухи. За 23 года проведения исследований 12 лет характеризовались недобором осадков за вегетационный период (от 87,5 мм до 124,9 мм) со среднесуточной температурой до 22,Io против 18,9°С по норме; 10 лет были влажными, количество осадков за период вегетации превышало норму на 30,8 мм и 107.3' мм. Среднесуточная температура- вегетационного периода была ниже нормы на

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННА:

БИБЛИОТЕКА

0,5"С - 1,6"С. Весьма характерным для климата зоны можно считать тот факт, что лишь один 1982 г. по гидротермическим показателям близок к среднему, типичному для зоны. Количество осадков за период вегетации яровой пшеницы составило 159,8 мм при норме 161,1. мм; среднесуточная температура - 18,6°С против нормы 18,9"С.

Исследования проводились на обыкновенных черноземах Кустанайской области и темно-каштановых почвах Тургайской области. Различные видь) черноземных и темно-каштановых почв составляют основной фонд пашни лесостепной и степной зон Северного Казахстана, на который могут быть распространены результаты наших исследований.

Обыкновенные черноземы по содержанию органического вещества относятся к среднегумусным, с содержанием гумуса в пахотном слое 6,3%. Почвообразующая порода - тяжелый карбонатный суглинок. Почвенный поглощающий комплекс (сумма поглощенных оснований составляет 36,6 мг-экв/100 г) насыщен в основном кальцием - 86%, магний, натрий и калий содержатся в незначительных количествах: рН-водная - 6,9, подвижный фосфор - 5,8 мг/100 г (по Чирикову), подвижность фосфатов в 0,02 СаС12 - 0,036 мг/кг, нитратного азота - 21-26 мг/кг, обменного калия - 27-30 мг/100 г. почвы.

Темно-каштановые почвы опытного участка - карбонатные, среднемощные по механическому составу, тяжелосуглинистые. Характеризуются повышенным содержанием физической глины в пахотном слое (55,3-58,4%). Химические свойства пахотного слоя темно-каштановых почв характеризуют такие показатели: содержание гумуса 3,5%, рН - 7,3, общего азота - 0,17%, азота гидролизуемого - 4,76 мг/100 г., подвижный фосфор (по Мачигину) - 7,6 мг/кг, обменный калий-60,48 мг/100 г. .

3 Агрохимические свойства почвы при длительном применении удобрений.

Наиболее важными агрохимическим« показателями для получения высоких и устойчивых урожаев зерновых культур в Северном Казахстане являются

содержание органического вещества и подвижных форм фосфора, азота и калия.

Содержание гумуса. Содержание гумуса является важнейшим показателем, определяющим уровень их плодородия. Органическое вещество влияет не только на химические, физические и биологические свойства почвы, но и оказывает существенное действие на эффективность средств химизации, улучшает санитарное состояние почв, что и определяет уровень урожаев, стабильность их по годам (Тюрин, 1937; Кононова, 1963, 1984; Лыков 1982, 1985).

В природных условиях баланс гумуса поддерживается за счет ежегодного пополн�