Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПРОДУКТИВНОСТЬ 8-ПОЛЬНОГО ПОЛЕВОГО СЕВООБОРОТА ВО ВТОРОЙ РОТАЦИИ ПРИ РАЗНЫХ СИСТЕМАХ УДОБРЕНИЯ НА ТЕМНО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЕ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ПРОДУКТИВНОСТЬ 8-ПОЛЬНОГО ПОЛЕВОГО СЕВООБОРОТА ВО ВТОРОЙ РОТАЦИИ ПРИ РАЗНЫХ СИСТЕМАХ УДОБРЕНИЯ НА ТЕМНО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЕ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ"

Л-ЗАДСХ

На правах рукописи ВАРФА Ахмед Елми

ПРОДУКТИВНОСТЬ 8-ПОЛЬНОГО ПОЛЕВОГО СЕВООБОРОТА ВО ВТОРОЙ РОТАЦИИ ПРИ РАЗНЫХ СИСТЕМАХ УДОБРЕНИЯ НА ТЕМНО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЕ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ

• Специальность 06.01.04 — агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1999

«

Диссертационная работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской сельскохозяйственной академии имени К А Тимирязева

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. А. Демин.

Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н. К. Болдырев; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент А: А. Кондратьев.

Ведущая организация — Центральный научно-исследовательский институт агрохимического обслуживания сельского хозяйства (ЦИНАО)

Защита диссертации состоится «^у » • 19&9г

в «часов на заседании диссертационного совета Д 120 35 02 в Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева

Адрес 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул , 49 Ученый совет МСХА

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ МСХА

Автореферат разослан . 'О . . 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета — кандидат биологических наук

В. В. Говорина.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Центральным местом в деле повышения продуктивности земледелия является разработка научно обоснованных способов рационального использования удобрений, позволяющих получать различные уровни урожаев с возможностями регулирования плодородия почв.;

Один из возможных путей решения данной проблемы - разработка моделей Систем удобрения в севооборотах с использованием для расчета доз питательных веществ метода дифференцированного нормативного баланса. В предложенной методике учитывается различная величина прибавки урожая ог удобрений и степень окультуренности почвы.

На темно-серых лесных почвах Центрального района Нечерноземной зоны, обладающих большими потенциальными возможностями для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур, проведено мало длительных опытов по рациональному использованию удобрений (оптимальные дозы, соотношения и их связь с продуктивностью севооборотов при различной обеспеченности ими 1 га), а также влиянию удобрении на основные шрохимические показатели почвы. Недостаточно разработаны нормативы баланса питательных веществ в севооборотах. Именно' по этой причине проведенные исследования являются актуальными как в теоретическом, так и в практическом плане.

Цель и задачи исследований. Цель проведения исследований в полевом опыте состояла в комплексном обосновании рациональных доз элементов питания для хозяйств Центрального района Нечерноземной зоны, которые имеют на сегодня различный уровень обеспеченности минеральными и органическими удобрениями. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: 1) установить влияние разных уровней насыщенности севооборота удобрениями на урожайность сельскохозяйственных культур; установить возможность получения разных уровней планируемых урожаев; 2) изучить изменение основных показателей качества получаемой продукции в зависимости от возрастающих доз удобрений; 3) определить величину выноса питательных веществ единицей урожая и коэффициенты их использовании из удобрений и почвы; 4) определить баланс питательных веществ при разных системах удобрения и их влияние на основные агрохимические показатели почвы; 5) дать экономическую оценку эффективности изучаемых систем удобрения.

Объект исследований. 8-польный полевой севооборот, расположенный на опытном поле учхоза ТСХА "Дружба" Ярославской области на темно-ссрой лесной среднесуглинистой слабооподзоленной почве. Системы удобрения: минеральная - 61 кг д.в./га и навозно-минерапьные - 69 и 131 кг д в. минеральных удобрений на фоне 10 т навоза в среднем на 1 га севооборота.

Научная новизна работы состоит в использовании метода дифференцированного нормативного баланса для расчета доз удобрений на рашые уровни планируемой урожайности на темно-серой лесной почве Центральною

' нл:

Мо

'•Л'"~'-'ля

}ТЕКА . садэмии

района Нечерно н:мной »оны Показана возможность позучения в данной зоне тостлочно высоких и стабильных по годам урожаев сельскохозяйственных к\ льгур с хорошими показателями качества Данные ■эксперимента свидсте 1ьствуюг о гам, что некоторое повышение почвенного плодородия (сотержание гум>сл подвижных форм фосфора и сохранение близкой к неифалыши реакции) с одной стороны и разумное использование запасов калия ночлм с другой, позволило поддерживать высокий уровень урожайности сь1ьекохо)яиственны\ культур и существенно сэкономить затраты на удобрения Оиредеюны для устовии темно-серых лесных почв Центрального района конкретные параметры (вынос питательных веществ, нормативы баланса пита1е1ьных элементов и коэффициенты их использования из почвы и удобрении) необходимые для расчета доз удобрении на планируемую урожлиность сельскохозяйственных культур В работе приведены данные о интенсивности изменения основных агрохимических показателей почвы при длите |ыюм применении разных систем удобрения Покаина экономическая ■эффективность изучаемых систем удобрения

Пр жгичцекая значимость работы Результаты исследований рекомендуются специалистам сетьского хозяйства для разработки научно обоснованных систем удобрения пол танируечый урожаи культур полевого севооборои в ииисимоети от сгспени обеспеченности хозяйств удобрег мми Магсриып нее ¡едовании важны гакже для установления периодичности агрохимическою обследования на темно-серых лесных почвах Центрального района Нечерноземной юны

Апробация работы Материалы исследований ежегодно докладывались на заседаниях кафедры биологической и агрономической химии ТСХА в 19961998 N

Прошводственная проверка результатов исследований проведена в условиях Ярославской области

Обт ем работы Диссертация состоит из введения, 5 разделов обзора титературы, 6 разделов экспериментальной части, выводов, предложений производству, списка литературы (329 наименований, в том числе 36 иностранных), приложений (31 таблица) Основная часть изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц и 11 рисунков

Место, условия проведения опыта и методика иссзедований Исследования прово (или в полевом стационарном опыте (1994-1998 гг) в учхозе "Дружба 11ерсславского района Ярославской области Перед закладкой опыта в 1986 1 оду гемно-серая лесная почва имела следующие агрохимические показате ш (в слое 0-20 см) 1умус (по Тюрину) - 4,2%, рН.и - 6,0, 1идроштическая кислотность - 2 12, сумма поглощенных оснований - 20,6 мг-жв 100 | почвы, степень насыщенности почвы основаниями - 91%, среднее е.>тсржание тлвижных форм (по Кирсанову) фосфора - 9,2 мг и высокое калия - 21 * чг 100 г почвы Опыт развернут в пространстве и во времени, имеет 4 партита в 4-х кратной повторноети 1) контроль (без удобрений), 2) минеральные чюбрения всего 61 кг дв на 1 га) на первый

уровень урожайности, 3) минеральные удобрения и навоз (22Ы39Р8К ^ 10 т навоза в среднем на.1 га, всего 179 кг д.в.) на второй уровень урожайности, 4) минеральные удобрения и навоз (53Н64Р14К + 10 т навоза в среднем на 1 га, всего 241 кг д.в.) на 3-й уровень урожайности. Общая площадь делянки - 378 м: (10,8x35 м),учетная- 100-180м*. .

Дозы удобрений на планируемую, урожайность рассчитаны методом дифференцированного нормативного баланса с учетом планируемой прибавки урожая. При проведении расчетов учитывались: хозяйственный вынос питательных веществ основной и побочной , продукцией, действие и последействие минеральных, органических удобрений и азота пожнивно-корневых остатков бобовых , культур с использованием коэффициентов распределения элементов питания не более чем за 3 года.

Планируемые уровни урожайности кулыур без удобрений были откорректированы в 1989 году, исходя из полученных в 1986-1988 годах результатов, а применяемые ранее дозы удобрений - в 1992 году после проявления полного последействия от удобрений и бобовых предшественников (табл. 1). ; ■ .

. . . - : .. . Таблица I

Чередование культур Вариант 2 Вариант 3 Вариант 4

N р2о. к,о N р,о< к,о N кл

Ячмень' -,.. 35 75 65 20 130 - 20 155 40

Ми. травы 1 г.п. (сено) -- . - 10 - 30, - -

Мн, травы 2 г.п. (сено) 25 ■ - 60 - - 90 -

Озимая пшеница 60 25 ■ 30 130 60 60 180 70

Картофель - 20 35 - 50 - -

Овес : - - - - - 25 65 -

Однолетние травы (з/м) 35 45 40 20 50 55 55 -

Озимая рожь < . 25 ' - - 25 - - 95 55 -

В среднем по севообороту 15 25 21 . 22 39 8 53 6-1 14

Всего ЫРК 61 69 Ш

Севооборот включает следующее чередование культур: ячмень (Москов-ский-3) с подсевом многолетних трав (клевер - Мурино, тимофеевка -Московская-5), многолетние травы I т.п.; многолетние травы 2 т.п., озимая пшеница (Заря), картофель (Невский), овес (Геркулес), однолетние травы (горох - Неосыпающийся и овес - Геркулес), озимая рожь (Чулпан).

Из минеральных удобрений в опыте применяли аммиачную селигру, двойной гранулированный суперфосфат и хлористый калии. Мавоз вносили под картофель (50 т/га) и озимую рожь (30 т/га), что в среднем составило 10 т на 1 га севооборота Среднее содержание в навозе N - 0,4% (0,37-0,41), Р;СХ - 0,2% (0,19-0,22) и К20 - 0,5% (0,48-0,51) на сырую массу. Фосфорные, калийные удобрения и навоз вносили под культуры ярового клина под молевую вспашку.

а акпные у юбрения - весной иод культивацию Под озимые »ерновые кулылры ЬЗ часть азота ог общей дозы в мое ил и осенью под плуг, а 2/3 давали в раннсчессннюю подкормку

При воиелывании кульгур исиодыог.ади технологии, применяемые в дайной юис В процессе Beieraunn к\дьт\р применялись рекомендованные средства «ашиты ранений от сорняков вреаителей и болезней

Учет урожая проводили сплошным методом Урожай зерна приводили к стандартной влажности - 14% Урожай соломы зерновых культур и ботанический состав смесей много ici них и однолетних трав определяли по пробному снопу и пересчитывали на 16%-влажность Соотношение клубней и ботвы картофеля определяли по смешзнному обрату, отобранному из 10

KVCTOB

Отбор подготовку, химические и техно югические анализы раститечьных и почвенных образцов проводили общепринятыми методами, в соответствии с ГОСТом

Математическую достоверность полученных результатов определяли методом дисперсионно!о анализа на IBM PC с помощью программы STRAZ

1 оды проведения опыта (1994-1998 п ) с>щественно различались между собой по метеорологическим условиям В 1994 году за май-июнь осадков выпало на ЗХ мм больше нормы В связи с этим и сроки посева были сдв!.,1уты TeMiicpaivpa вощуча была ниже в среднем на Io С Вторая половина вегетационного периода характеризовалась более умеренным выпадением осадков и температурой, близкои к среднемноголетней Урожайность картофеля была очень низкой В 1995 году температура воздуха в мае, июне, ав1Усте и сентябре была на 1,6-4,8 °С выше среднсмноюлетней Количество осадков в нюне было на уровне среднемноголетних, а в другие месяцы вегетации в 1,2-1,7 раза ниже Жаркая, засушливая погода в мае не позволила семенам многолетних трав нормально прорасти В результате мноюлетние травы пришлось заменить однолетними В 1996 году температурные показатели находились на 0,6-2,0 °С выше средних значений Достаточное, на уровне среднемноголетних показателей, обеспечение влагой в мае-июле позвопило заложить хорошие основы будущего урожая Выпадение двойной нормы осадков в двух первых декадах сентября затянуло сроки уборки картофеля, но положительно сказалось на посевах озимых культур 1997 год окалтея менее благоприятным выпадение 22 мм осадков в июле (26% от среднемноттстних), 34 мм в августе (46% от среднемноголетних), 4Q мм в сентябре (66% от среднемноголетних) отрицательно повлияло на урожайность картофеля и зерновых Из-¡а плохих условий перезимовки пришлось забраковать урожаи грав 1 года пользования 1998 год, наоборот, отличался ño ice равномерным распределением осадков и тем самым оказал по мжшетьное действие на урожайность всех культур севооборота Сротнсчссячные 1емпсратуры находи шсь на уровне многолетних Из-за сильной ифежснносж посевы озимой пшеницы посте шмы пришлось имснить ячменем

И

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Урожайность культур н продуктивность севооборота во второй ротации при разных системах удобрения. По мере насыщения севооборота удобрениями с 61 кг д.в./га - 15Ш5Р21К (вар. 2) до 241 кг д.в./га - 53Ы64Р14К + 10 т/га навоза (вар. 4) прибавка к контролю составила: по ячменю 0,5-1,1 т/га, многолетним травам 1 г.п. (сено) 0,9-2,7 т/га, многолетним травам 2 т.п. (сено) 0,8-3,1, озимой пшенице 0,5-1,8, картофелю 6,0-18,4, овсу 0,5-1,9, однолетним травам (зеленая масса) 6,4-14,9, озимой ржи 0,6-2,0 т/га, достигнув максимальной величины на 4-м варианте опыта (табл. 2).

' ,' , . Таблица 2

Урожайность культур севооборота (т/га) в среднем за 1994-1998 гг.

Культура : Вариант опыта НСР05

1 2 3 4

Ячмень 2.0(2.0)* 1,8-2,3 2.5(3,0) 2,1-3,3 2.9(3.5) 2,3-3,6 3.1(3.5) 2.5-3,7 0,2

Мн. травы 1 г.п. (сено) 5.4(5.0) 4,8-6,1 6,3(5.5) 5.9-6,9 7.4(7.0) 7,1-7.6 8.1(8.0) 7,4-8,5 0.4

Мн. травы 2 г.п. (сено) 5.4(4.5) 4,8-6,6 6.2(5.5) 5,5-7,7 7.7(7.0) 6,7-9,0 8.5(8.0) 8,1-9.3 0,4

Озимая пшеница 2.0(2.5) 1,8-2,7 2,5(3,5) 1,5-3,1 3,2(4.5) 2,0-4.1 3.8(5.0) 2,4-4,7 0,2

Картофель 14.5(16.0) 12,7-18,2 20.5(22.0) 17,0-23,2 27.9(30.0) 26,0-29,3 32.9(35.0) 30,0-37.4 1.4

Овес 2,3(2,5) 1,7-3,0 2.8(3.0) 2,0-3,3 3.7(4,5) 2,6-4,4 4.2(5.0) 2.9-5,1 0,2

Однолетние травы (з/м) 18.9(17.0) 16,3-22,0 25.3(25.0) 23,7-26,3 30.0(30.0) 27,0-31.5 33.8(35.0) 28,7-36.3 1.7

Озимая рожь 2.0(2,5) »,2-2,7 2.6(3.0) 2,3-3,3 3,4(4,0) 2,4-4,4 4.0(5.0) 2,7-5.2 0,1

Примечание: * - над чертой - средняя урожайность за годы исследований, в скобках - планируемая урожайность; под чертой - колебания урожайности по годам.

В варианте без удобрений применяемый уровень агротехники позволил нам не только избавиться в значительной степени от сорнякое, но и получить на этом варианте опыта за .5, лет второй ротации севооборота относительно хорошие дня данного региона урожаи культур: озимых зерновых до 2,6-2,7 т/га, яровых зерновых до 2,3-3,0 т/га, клубней картофеля до 18,2 т/га, сена многолетних трав до 6,1-6,6 т/га, зеленой массы однолетних трав до 20,7-22,0 т/га. Это свидетельствует : о том, что на темно-серых лесных почвах Центрального района при .хорошей организации труда и правильной агротехнике хозяйства могут повысить продуктивность севооборота даже без

особых затрат на внесение удобрений.

Применяемые системы удобрения почожительно отразились на фракционном составе клубней картофеля, \ величие содержание крупных фракции в урожае С увеличением доз удобрений доля клубней массой более I вофосп с 71 до 87°о Даже в зкетремальный для картофеля 1994 год при очень низкой урожайности было получено почти двукратное (с 33% до 61%) увезиченис до ш таких клубней в общем урожае В благоприятные юды темпы прирост клубней массой более 50 г по вариантам снизились, но обсалютныс показатели резко возросли и достигни в 3-м и 4-м вариантах 44-96%

В среднем за 1994-1998 гг при применении одних минеральных удобрений (вар 2) урожайность картофеля, овса и однолетних трав была на уровне планируемой, многолетних трав 1 и 2 I п на 13 и 15% выше пзанируемои а ячменя, отмой пшеницы и озимой ржи на 17, 29 и 13% ниже плана При взором уровне навозно-минеральной системы (вар 3) урожайность многолетних трав 1 г п , картофеля и однолетних трав находилась на уровне плана, многолетних трав 2 г п на 10% больше планируемой, а озимых зерновых на 15-29, яровых зерновых - 17-18% ниже планируемою уровня Дальнейшее увезичение уровня удобренности (вар 4) позволило получить планируемые урожаи только многолетних трав 1 и 2 г п , картофеля и однолетних трав

Возрасгиоише дозы удобрений под зерновые культуры практически не влияли на густоту их стояния увеличивали продуктивную кустистость, число зерен в колосе (метелки) (прирост к контролю 25-33 и 21-34% соответственно), а также их длину Масса 1000 зерен практически не изменялась За счет увеличения-длины стебля и общей кустистости увеличивался урожай соломы, достигая наибольшей величины в 4-м варианте (прирост к контролю - 16-26% у озимых зерновых и 20-32% у яровых зерновых)

В среднем за 13 лет опыта применяемые системы удобрения не изменяли состав однолетних и многолетних трав 1 г п и снижали долю клевера в урожае трав 2 г п , особенно в 3-м и 4-м вариантах (табл 3)

Таблица 3

Культура Вариант опыта Вариант опыта

1 1 2 |1 | 4 1 1 2 | 3 | 4

Бобовые Злаковые

Многозегнис гравы 1 г п 75 74 76 78 25 26 24 22

Многозетние гравы 2 г п 43 37 34 28 57 63 66 72

Олночетинс травы Ч 53 52 52 49 47 48 48

Продуктивность неудобренного варианта в среднем за 5 лет второй ротации составила 3,0 т корм ед Внесение 61 кг дв/га (вар 2) обеспечило прибавк\ на 0 8т корм ед Допочнитечьное применение 118 кг д в (вар 3) дало прибзвку на 1,0 т корм ед /га Дальнейшее увеличение доз вносимых \ зобрении на 62 кг д в (вар 4) повысило продуктивность севооборота еше на 0 7т что обеспечило в итоге выход 5 5 г корм ед./га (табл 4)

Таблица 4

Показатель Вариант опыта

Периоды 1 2 г 4

Продуктивность, т корм, ед. на 1 га 1994-1998 3,0 3,8 4,8 5,5

1986-1993 3,2 4.3 5,2

1986-1998 3,1 4.1 5,0 5,7

Прибавка продуктивности от удобрений, т корм. ед. на 1 га 1994-1998 - 0,8 1,8 2.5

1986-1993 - 1,1 2,0 2.6

1986-1998 1.0 1,9 2.6

Внесено кгд в. удобрений на 1 га 1994-1998 - 61 179 241

¡986-1993 -- 99 230 306

19X6-IV'« - . 84 210 281

Окупаемость 1 кгд.в. удобрении, корм. ед. 1994-1998 13,1 10,1 10,4

1986-1993 11,1 8,7 8.5

1986-1998 11,9 9,0 9,2

, При заметном снижении количества вносимых удобрений во второй ротации севооборота (1994-1998 гг.) по сравнению с первой (1986-1993 гг.), в среднем на 27%, продуктивность уменьшилась всего лишь на 8% В результате окупаемость 1 кг д.в. удобрений кормовыми единицами ¡а вторую ротацию возросла на 19% и получилась наивысшей (13,1 корм, ед.) при • применении минеральной системы удобрения ^51кг д.в. на га). На навозно-минеральных вариантах окупаемость закономерно снижалась, оставаясь на высоком уровне (10,1-10,4 корм, ед.). , ".""'.*"."■*' Качество урожая культур севооборота при разных системах удобрения.

С ростом насыщения севооборота удобрениями относительное содержание азота, фосфора и калия в основной продукции за 1994-1998 гг. увеличилось на 8-26%, 14-19 и 7-21% соответственно, а в побочной - на 1929%, 9-23 и ¡0-26%. ■ При этом возрастала белковость .зерна яровых культур на 0,9-1,7%. В зерне озимых культур достоверный прирост сырого белка имел место во всех вариантах опыта. При этом наиболее высокий относительный прирост (на 14-15% выше, чем в контроле) отмечался в 4-м варианте опыта (табл. 5). • , . '

. , ' . Таблица 5

Содержание сырого белка в зерне в среднем за 1994-1998 гг., % на в с м

Культура Вариант . НСР„5

1 г 3 4

Ячмень 8,9 9.3 10,0 10.6 0,5

Озимая пшеница 10,9 11,4 . 12,0 12,4 0.4

Овес 10,9 11,2 11.8 11.9 0,4

Озимая рожь 9.2 9.6 10.1 10.6 0.4

Примечание: в этой таблице и далее в с.м. - воздушно сухая масса.

Возрастающие дозы удобрений поя озимую пшеницу приводили к достоверному увеличению количества сырой клейковины - с 16,7 до 24,4%, при сохранении первой группы качества Удобрения позволили получить зерно второго класса

Таблица 6

Покамтечи качества клубней картофеля в среднем за 1994-1998 гг

Показатель Вариант НС Рол

1 2 3 4

Сухое вещество, % 25 0 24.4 24 0 23.2 0.8

Сырой белок. % на -в с м 8.9 9.4 10,3 11.2 0.5

Крахмал % на сырую массу 19,1 18.5 17,5 16,4 1.0

Витамин С. мг% на сырую массу 14,1 14.5 14.8 15.2 0,6

В среднем за 5 лет исследований наблюдалось снижение содержания крахмала в клубнях картофеля по сравнению с контролем на 1,6 (вар 3) и 2,7% (вар 4), сухого вещества на 1,8% (вар 4), но увеличивалось количество сырого белка на 0,5 (вар 2) и 2,3% (вар 4) и практически не изменялось содержание витамина С (табл 6) Самая низкая крахмалистость отмечалась в мелкой фракции клубней, а самая большая - в крупной (табл 7)

Таблица 7

Содержание крахмала в клубнях картофеля по фракциям, % на сырую массу (1994 - 98 гг)

Вариант Мелкая фракция (Менее 50 г) Средняя фракция (50-80 г) Крупная фракция (более 80 г)

1 18.3 20.1 21.2

2 180 19,0 20.5

3 16 8 17,5 18.5

4 15.7 16.9 18,1

__'МСР« 0.8 1,0 1.1

Увеличение доз удобрений в севообороте способствовало повышению > Удержания сырого белка в сене многолетних трав I гп (на 0,3-1,4%), сене 'Многолетних грав 2 г п (на 0,5-1,2%) и в зеленой массе однолетних трав {«а 1,02,4%) по сравнению с контролем (табл 8) Содержание каротина в, травах увеличивалось относительно контроля на 3,3-6,0 мг/кг, сырой клетчатки практически не изменялось

Содержание нитратов в травах и картофеле не превышало предельно допустимых концентраций Самая высокая их концентрация наблюдалась в молодых растениях (в период бутонизации картофеля, фазе кущения овса и розетки чистьев клевера) По мере восстановления нитратов в процессе меюбо ш!ма. а также за счет их биологического разбавления, к уборке урожая и\ содержание в растениях сильно снижалось в картофеле - в 3-7 раза, а в травах - примерно в 2 раза

Тлоница 8

Показатели качества трав в среднем за 1994-1998 1 г на в с м_

Показатель Вариант 11( Р ,

1 1 2 | 3 14

Сено многолетних трав (1 гп / 2гп)

Сырой бечок % 13 9/13 5 14 2/13 4 15 0/14 0 15 3/14 7 1.1/1 0

Клетчатка, "о 30 7/29 8 30 7/30 0 31.1/30 0 30 9ЛО 1 1 4/1 8

Каротин мг/кг 39 5/36 6 41,1/37 9 42 8/43 9 44 2/17 6 6^38

Зеленая масса однолетних трав

Сухое вещество, % 20 4 19 7 138 18 2 0.7

Сырой оеток, % 12,0 13 0 13.7 144 06

Клетчатка, % 26 9 26 6 26 6 27 7 2 2

Каротин мг/кг 21.1 24 4 27,0 28 7 28

Содержание тяжелых металлов в урожае не опредепялось, но исследования, проведенные в другом аналогичном длитетьном опыте в учхо5е "Михайловское", показали, что за 14 лет исследований существенных (математически достоверных) изменений в этом плане не наблюдалось Поэтому и нам нет оснований предполагать, что в данном опыге за 13 лет применения более низких доз удобрений могло произойти существенное увеличение в продукции и в почве концентрации тяжелых металлов

Следовательно, минеральные и навозно-минеральные системы удобрения, обеспечивая высокую продуктивность севооборота способствовали получению сельскохозяйственной продукции надлежащего качества

Вынос питательных веществ на единицу продукции, их баланс в севообороте и коэффициенты использования из почвы и удобрений В среднем за 5 лет второй ротации севооборота применение минеральной системы удобрения (вар 2) практически не увеличило вынос всех элементов на I т основной продукции с учетом побочной Применение первого уровня навозно-минеральной системы удобрения (вар 3) повысило вынос азота в среднем на 10%, фосфора - на 10% , калия - на 14% по сравнению с контролем Максимальный вынос элементов питания приходится на 2-ю навозно-минеральную систему удобрения (вар 4) Прирост к контролю при этом составил* по азоту - 18%, фосфору - 16%, калию - 18% В целом за 19941998 гт вынос элементов питания культурами севооборота по сравнению с первой ротацией (1986-1993 гг ) получился несколько завышенным, в основном из-за неблагоприятных погодных условий 1994, 1995 и 1997 гг Исключение составляют многолетние травы, у которых вынос находился на уровне 19861993 гг

По мере увеличения доз вносимых удобрений и возрастания доли побочной продукции в урожае коэффициент продуктивной »ффекгивносги ЫРК (КПЭнрк - соотношение выноса на 1 г основной продукции к общему выносу) чаше всего оставался неизменным, а иногда (ячмень и картофель) возрастал

Таблица 9

Вынос N. Р205. КгО на 1 т основной продукции с учетом побочной и его структура • __в среднем за 1994-1998 гг. ■ - - .

. Кульчура Вариант Вынос на 1 т основной продукции с учетом побочной, кг Коэфф. продуктивной эффективности ЫРК

- . N • . ? О К,0 N Р^О. К: О

1 23.6 12.4 18.3 • 0,64 0,63 0,33

Ячмень 25,0 12.9 20,3 0,65 0,62 0.33

• 27,1 ; 14.1 • 22.4 0,64 • 0,61 = 0,31

4 ■ 27,9 14,5 22,5 0,66 0,63 0,33

Многолетние граны 1 г. п. (сено) 1 I од» а 1,9 4.8 24.9 - - . -

2г II,6*'22,3 5,0 24,2

„V 12,3 */23.7 5,1 26,1 - ■ - - .

4 12,4*723,8 5,3 27,6 - - ■

Многолетние травы 2 г.п. (сено) 1 15,4*/21.2 6,3 26,3 -

2 15.0*/21,0 6,0 27,3 ■ - - -

3 16,2 »/21,9 6,4 27.1 - - -

4 17.7!«23.0 6,3 • 27,9 . - - -

, " 26,7 ' 12.2 25,4 0,70 0,60 0,19

Озимая пшеница 2 27,6 12,2 24.4 0,71 0,60 0,19

3 29.0 13,2 25 2 0.71 0,61 0,19

4 30.7 14,1 27,3 0,69 0,61 0,19

1 6.2 2,4 10,5 0.65 0.71 0,68

Картофель ■у 6,3 ' 2.4 10,4 0.66 0,71 0,70

6,5 2,5 10,6 0,69 0,75 0,71

4 6.5 2,5 " Ю.З 0.72 0.77 0,74

I 29,9 ' 14,7 . 25,0 0,63 0.54 0,17

Овес " 2 31,2 15,1 25,6 0.62 0,54 0,17

3 32,4 15.4 26,8 0.62 0.54 0.18

4 ' 34.7 16.3 29.5 0.59 0,52 0,17

Однолетние травы (зеленая масса) 1 3,2*/4,2 1.6 5.4 - - ' -

• 2 3,1*/4,4 1.6 5.3 -' • - ' -

3 3,2*/4.5 1,6 5.2 - • ■ - - ■

4 3,1*/4,5 1.6 - 5.2 - -

I 21,8 12.1 • 24,0 0.73 0,65 0,25

Озимая рожь • 7 23,0 12,8 . 25,0 0.72 0,66 0,25

3 • 24,5 ■ = 13,5 26,8 0.71 0.64 0,26

4 27 1 14,5 29,8 0.68 0,63 0,25

Примечание." *- вынос без учета азотфиксацин. , ...

При этом доля выноса побочной продукцией, несмотря на увеличение доли побочной продукции в урожае, не изменялась, что свидетельствует о научной обоснованности испытуемых систем удобрения. В противном случае при несбалансированном питании растений могло быть увеличение доли выноса питательных вешеств побочной продукцией (табл. 9). . • .

В среднем за годы второй ротации (1994-1998 гг.) хозяйственный баланс азота, фосфора и калия при использовании минеральной системы удобрения был отрицательным: 42, 80 и 26% к выносу соответственно. По мере

повышения продуктивности севооборота при воipatтающих wiax удобрении складывался наиболее ингенсивныи баланс питательных, всшсств Н 3-м и 4-м вариантах его значение составило по азоту - 84 и 1<>3% соответственно, а по фосфору - 140 и 169% Резко отричате тьныЛ баланс калия (26, 40 10° о соответственнио 2, 3, 4 вар) согдавался намеренно с целью выяснения возможностей почвы п удовлетворении питания растении при большом дефиците калийных удобрений

За 1986-1948 гг относительным блине а юга составил 54, 105 и 125"« к выносу (соответственно 2, 3, 4 нар ) фосфора - 89, 1 17, 173% и калия - 26, 49, 49%

В среднем ia годы первой и второй ротации севооборота, а так-ке ta 19861998 гг , наиболее рационально сложился б спнс питательных веществ на 1,2,3 и 8 полях севооборота Нд >гих полях та 1994-19% ir по варианпм опыта относительный баланс ajota составил 40-94"«, фосфора 77- J60"« и калия 2143%, а за 1986-1998 гг соответственно - 50-110°0, 8S-166°„ 25-46% к выносу (табл 10)

Габиина U>

Хозяйственный батане азота фосфора и калия в <-ре тем на 1, 2, 3 и 8 полях севооОорота

Элемент Вариант Внесено в почву Вынесено с урож Ьаланс t Ьаланс ° о к выносу

кгд в na 1 га

1994-19^8 19861993 19861998 19941998 19861993 19861994 19941998 19861993 19S6-1998 19941998 19861993 19SO-1998

N 1 8 Ю |8 293 341 641 -285 -341 -626 . .

2 150 309 458 379 429 908 -229 -220 -450 40 48 106 40 94

3 413 718 ИЗО •513 674 1188 -100 -43 -48 81

4 567 1001 1569 613 810 1422 -46 + 191 + 147 94 123 ПО

р2о. 1 4 5 9 132 225 346 -128 -220 -348 . . .

2 128 298 425 167 44 482 -39 -16 .47 77 94 88

3 301 585 886 222 397 619 +79 + 188 (-267 П8 147 144

4 411 805 1216 262 476 7^7 +149 +329 1-479 160 169 166

К,О 1 19 24 44 4"*2 604 1036 -4П -479 -942 .

2 113 241 354 554 8^8 1411 -441 -617 -1057 21 28 24

3 304 526 830 715 1079 1794 -411 -453 -964 44 49 46

4 334 624 958 840 1258 2098 -506 -634 -1140 41 49 45

С ростом положительности баланса падали коэффициенты исполыования питательных веществ из удобрений В среднем за годы исследований (19941998 гг) при минеральной системе удобрения (вар 2) КИ а юга оказался на уровне 75% (46-89), а на навозно-минеральных системах 66% (49-84) и 63% (45-88Хсоответственно вар 3 и 4) КИ фосфора практически не изменился по вариантам и составил 30-31% Довольно высоким оказался КИ калия Во 2-м и 4-м вариантах опыта его значение превысило 100% (116 и 118%), что связано с неточностью разностного метода при учете количества калия, использованного

растениями из почвенных запасов. Подобная ситуация складывалась по коэффициентам использования удобрений за 1986-1993 гг. и 1986-1998 гг. <

Коэффициенты использования культурами из почвы составили: по азоту -20% (15-28), фосфору - 10% (8-12) и калию - 15% (7-25). При этом колебания по* культурам были более существенными по азоту и калию, чем по фосфору. На этом же уровне находились КИ из почвы в первой ротации севооборота (19861993 гг.) и за период 1986-1998 гг.

Влияние систем удобрения на основные агрохимические показатели почвы- . Перед закладкой опыта в 1986 году темно-серая лесная почва содержала 4,2% гумуса, имела нейтральную реакцию среды, среднюю обеспеченность по фосфору и высокую по калию. За 13 лет эксперимента на контрольном варианте (вар. 1) и'при применении одних минеральных удобрений (вар. 2) содержание гумуса в пахотном слое оставалось на прежнем уровне. Применение 1-го (вар. 3) и 2-го (вар. 4) уровней навозно-минеральных систем удобрения привело к достоверному росту содержания гумуса. Причем увеличение доз минеральных удобрений со 100 (вар. 3) до 171 кг д.в./га (вар. 4) снижало темп накопления гумуса (табл. И).

Таблица 11

Агрохимические показатели почвы в слое 0-20 см .

Вариант опыта Гумус, % рНм Нг | 8 Р205 I КзО

мг-экв/100 г почвы мг/100 г почвы

Перед закладкой опыта в 1986 г.'

| 4,2 6,0 | 2,1. | 20,6 | 91 9,2 21,5

' 1998 г. - ■

1 4,2 5,9 2,1 24,0 -92 9,4 19,7

2 4,2 5,8 2,3 24,2 91 9,7 21,3

3 ■ 4,5 6,0 2,2 24,4 92 11.2. 21,5

4 4,3 6,0 2,2 24,3 92 12,5 21,4

НСРР5 0,1 0,2 0,2 1,0 ■ ■ 0,6 1,1

Некоторое достоверное подкисление почвы за 13 лет опыта отмечено на минеральном варианте (вар. 2). Однако внесение навоза в количестве 10 т/га (вар. 3 и 4) совместно с минеральными удобрениями (100 и 171 кг д.в./га соответственно) приостановило эту тенденцию. Применяемые системы • удобрения не оказали существенное влияние на сумму поглощенных оснований и степень насыщенности основаниями почвы.

Содержание фосфора . в ' почве тесно; связано с. его балансом. Положительный рост баланса фосфора в 3-м и 4-м вариантах опыта привел к ; увеличению его содержания на 2,0-3,3 мг в 100 г почвы. На этих вариантах в среднем за 1986-1998 гг. (1, 3 и 8 поля) потребовалось внести на 138-144

кг дв/га сверх выноса с урожаем, чтобы повысить еодерл'нис

подвижного фосфора на 1 мг в 100 г почвы в слое 0-20 см

Содержание калия в почве перед закладном опыта было высокое - 21,5 мг/100 г почвы Мы посчитали возможным в будущем уменьшить эту ве шчину до 17 18 мг путем поддержания отрицательного баланса калия в почве, а »атем стабилизировать За 13 лет эксперимента при отрицательном бтлчнес к шил, 2545% к выносу (в среднем по 1, 3 и 8 полям) достоверного снижения сто содержания в удобренных вариантах опыта не обнаружено и всего лишь на 1,8 мг/100 г почвы уменьшилось в контро !е ">го происхочит из-за перераспределения в почве форм калия В среднем за 13 лет на 1, 3 и 8 полях из контроля потребовалось ежегодно отчуждать по 41 кг дв/га К;(), чтобы снизить его содержание на 1 мг в 100 г почвы в сдое 0-20 см

Нами были потучены результаты по содержшию нитратного азота в слое 0-60 см под посевами отмой пшеницы в конце осенней вегетации растений (октябрь 1997 г) и в начале их активной вегетации в апреле 1998 года (таит 12) Данные свидетельствуют о том, что в результате вымывания нитратов осенними осадками к на алу весны в контрольном (вар 1) и удобренных (вар 2, 4) вариантах опыта оставалось 76-78% N-N01 от его содержания в конце осени

Таблица 12

Содержание нитратного азота в почве (слой 0-60 см) под озимои пшетшен за 1997-1998 п кг/га

Слой почвы, см Вариант опыта

11 2 | 4

Октябпь 1997 г.

0-20 15 24 34

20-40 14 2^ 14

40-60 11 25 44

Всего 42 74 102

Аппеть 1998 г

0-20 13 21 28

20-40 10 19 2 ;

40-60 9 17 2S

Всего 32 80

Экономическая эффективность испытуемых систем удобрения В среднем за 5 лет исследований (1994-1998 гг) все применяемые системы удобрения были экономически эффективными (табл 13) Максимальный выход продукции С I га (7861 руб) и наибольший чистый доход (2174 р\б ) получены при применении 2-го уровня навозно-минералыюй системы >добрения (вар 4) С увеличением доз вносимых удобрений и связанных с ним затрат происходило снижение окупаемости (с 2.37 до 2,14) и >ровня рентабельности (с 137 до

114® о)

Необходимо отметить, что экономическая эффективность приведенных систем удобрения в севообороте обеспечивалась в основном благодаря карто-

1 '.*'*'. Таблица 13

Экономическая эффективность систем удобрения в севообороте (1994-1998 гг.)

Показатель Вариант ■ опыта '

11 "2 Г 3 | 4

Выход продукции на 1 га: вт корм. ел. ' в руб.1 - ' ■ .3,0 3,8 4,8 . . 5,5 3784 5108 6738 7861

Всего татра г на ! (а, руб. • • 2290 2847 3610 4194

Себестоимость ! т корм, ед., руб. 768 750 754 762

Чистый доходе 1 га: • . . е • от применения удобрений, руб.' производства продукции, руб. . - ,'. .760 1634 2174 1494 2259 3128 3667

Окупаемость дополнительных затрат, руб. - | 2,37 ( 2,24 ( 2,14

Рентабельность: . производства продукции, % применения удобрений, % 65 79 ' 87 87 137 124 114

фелю. Но другим культурам эффект отсутствует'или слишком маленький. В. 8-польном севообороте картофель занимает 12,5% от общей площади. Хозяйствам же, как правило, иметь такую площадь в структуре посевов не по силам. \

V". выводы -;;-: /

1. Среднеежегодное применение на 1 га 69,. 179 и 241 кг д.в. в виде минеральной и двух навозно-минеральных.систем удобрения на нейтральной темно-серой лесной среднесуглинистой почве {3-й класс фосфора и 5-й калия) обеспечивало в среднем за 1994-1998 годы второй ротации продуктивность севооборота 3,8 т, 4,8 т и 5,5 т корм, ед./га соответственно при высокой . окупаемости 1 кг д.в. (10,1-13,1 корм. ед). ■"",

2. При снижении количества вносимых удобрений во 2-й ротаиии (19941998 гг.) в среднем на 27% по сравнению с первой (1986-1993 гг.) продуктивность севооборота уменьшилась всего лишь на 8%, а окупаемость 1 кг д в. кормовыми единицами возросла на 19%.

3. В среднем за 5 лет 2-й ротации были получены достаточно стабильные урожаи большинства культур, составите 91-95% от планируемого уровня. Наибольший интервал колебаний по годам отмечался при проектировании высокой урожайности. , .

4. С ростом насыщения севооборота удобрениями относительное содержание азота, фосфора и калия в основной продукции за вторую ротацию увеличилось на 8-26%, 14-19 и 7-21% соответственно, а в побочной - на 19-29%, 9-23 и 1026%.. . • , ' '.." :

5. С возрастанием доз удобрений достоверно увеличилось абсолютное содержание сырого белка в зерне яровых и зерновых культур (на 0,9-1,7%), в сене мпоголещшх и зеленой массе однолетних трав (на 0,3-1,4% и 1,0-2,4%

соответственно) в клубнях картофепя (на 0 5-2 3%) каротина в Ч' О" 6,0 мпьг), но снижалось содержание сухого вещества (на 1,8%) и крахм ыа (на 1,6-2,7%) в клубнях картофетя при практически постоянном котиче'Стве витамина С Содержание сырой клейковины в зерне отмой пшеницы во>роем с 16,7 до 24 4% при сохранении первой группы качее1ва Содер ыние сирой клетчатки в гранах почти не изменялось Самая нщыя крах \плис гость отмечена в мелкой фракции клубней, а наибольшая - в крупной

6 Содержание нитратов в продукции даже при в юром уровне н.тошо-минеральнои системы удобрения было шачигельно ниже ПДК К уборке урожая (по сравнению с ранними фазами рати гни растении) концентр шия нитратов резко снижалась в картофеле - в 3-7 раз а в травге - примерно в 2 раза

7 Хозяйственный баланс питательных веществ в севооборот и 5 тет 2-й ротации в зависимости от продуктивности, удобренное ги и ноля «.оставил (в % к выносу с урожаем) азота - 42-103, фосфора - 80-164 и калия - 26-44, а та ве^ь период опыта (1986-1998 гг ) - 54-125, 89-173 и 26-49 соответственно

8 Из почвы во 2-ю рота' но культурами иепо 1Мовалоеь легкоги тролтуечого азота - 15-28%, подвижных форм фосфора - 8-12° о и калия - 7-25% а из удобрений 63-75% азота, 30-31% фосфора и 96-118% калия За весь период опыта (за 13 лет) указанные показатети практически были такими -ко

9 За 13 лет эксперимента на контрольном варианте и минеральном системе удобрения содержание гумуса в пахотном слое от исходного не отличалось Увеличение содержания гумуса на 0,1-0,3% было \арак1ерно только для навозно-минеральных систем удобрения, где. среднеежег о шо применялось на 1 га (0 т подстилочного навоза Под воздействием удобрении некоторое повышение кислотности почвы за эти годы произошло от минеральной системы удобрения, сумма поглощенных оснований в почве и степень их насыщенности существенно не изменились, содержание подвижных форм фосфора максимально возросло на 2,0-3,3 мг в 100 г почвы, а калия осталось на исходном уровне

10 Для увеличения содержания подвижного фосфора на I мг в 100 г изучаемой почвы в слое 0-20 см требуется внести сверх выноса с урожаем 140 кг/ га Р«05, а для снижение на 1 мг калия - отчуждать 538 кг/га КгО (те по 41 кг ежегодно в течение 13 лет)

11 Наилучшие экономические показатели (главным образом и счет картофеля) были получены при втором уровне навозно-минеральнои системы удобрения чистый доход от удобрений 2174 руб , а уровень рентабельности 114%

12 При комплексной оценке изучаемых систем удобрения предпочтение (по сохранению в почве гумуса и экономике удобрений) на стороне навозно-минеральной, хотя все системы были высоко )ффекггинными по продуктивности

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На темно-серой лесной почве Центрального района Нечерноземной зоны для получения продуктивности полевого севооборота в 3,8 т корм. ед. с 1 га рекомендуется вносить 15Ы25Р21К или всего 61 кг д.в. Внесение 22Ы39Р8К минеральных удобрений на фоне 10 т навоза в среднем на 1 га (всего 179 кг д.в.) позволяет повысить продуктивность до 4,8 т корм, ед., а при увеличении доз минеральных удобрений до 53Ы64Р14К на том же фоне навоза (всего 241 кг д.в.) до 5,5 т корм. ед.

2. При составлении научно обоснованных систем удобрения в севооборотах предлагается использовать метод дифференцированного нормативного баланса. ;

На серой лесной почве со средним содержанием подвижных форм фосфора и высоким калия, в зависимости от уровня планируемой продуктивности севооборота, необходимо придерживаться следующих показателей баланса питательных веществ: азота - 50-110%, фосфора - 88-166% и калия - 25-46% к выносу с урожаем.

3. При. расчете доз удобрений на планируемый урожай предлагается использовать следующие величины выноса азота, фосфора и калия (в кг) на 1 т основной продукции с учетом побочной:

Культура N Р;05 К:0 Культура N р2о5 к3о

Ячмень 22-27 12-14 18-23 Картофель 5-6 2 9-10

Мн. травы 1 г. п. (сено) 12-13* 5-6 25-27 Овес . 27-32 13-15 24-29

Мн. травы 2 г.п.(сено) 14-18* 6-7 23-25 Одн. травы(з/м) 2-3* 1 4-5

Озимая пшеница 25-30 11-14 23-26 Озимая рожь 21-26 13-15 23-28

Примечание: * - без учета азотфиксации.

По материалам диссертации опубликована работа:

Демин В.А., Варфа Ахмед, Траоре Брахима. Продуктивность 8-польного полевого севооборота во второй ротации на темно-серой лесной почве при разных системах удобрения //Изв. ТСХА,- 1999.- Вып. 1 .-С. 108-114.

Объем 1,0 п л.

Заказ 290.

Тираж 100

Типография Издательства МСХА 127550, Москва И 550, Тимирязевская ул, 44