Продуктивность кормового севооборота в зависимости от удобрений в условиях Приморского края

Суржик, Мария Михайловна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Продуктивность кормового севооборота в зависимости от удобрений в условиях Приморского края
ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Продуктивность кормового севооборота в зависимости от удобрений в условиях Приморского края"

На правах рукописи

Суржик Мария Михайловна

ПРОДУКТИВНОСТЬ КОРМОВОГО СЕВООБОРОТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ПРИМОРСКОГО КРАЯ

06.01.01 - общее земледелие 06.01.04 - агрохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 2 ЧД?

Барнаул - 2012

005012398

Работа выполнена на кафедре земледелия и растениеводства ФГБОУ ВПО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Моисеенко Алексей Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

Курсакова Валентина Сергеевна кандидат сельскохозяйственных наук Гаркуша Алексей Анатольевич

Ведущая организация - Омский научно-исследовательский институт

сельского хозяйства

Защита диссертации состоится 15.03.2012 в 14— часов на заседании диссертационного совета Д.220.002.01 при ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет» по адресу: 656049 г. Барнаул, пр-т Красноармейский,98. Факс: (385-2) 62-83-96

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

Автореферат разослан 14 февраля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Е.Г. Пивоварова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАРАБОТЫ

Актуальность темы. В Приморском крае развитие животноводства является стратегической задачей. Согласно Закону Приморского края от 15.11.2001 № 163 КЗ «О продовольственной безопасности Приморского края», реализующемуся через краевую целевую «Программу развития сельского хозяйства Приморского края на 2008-2012 годы» необходимо восстанавливать мясное и молочное животноводство, повышая продуктивность скота. За 2002-2010 гг. продуктивность скота в Приморском крае возросла на 25%. Однако этот показатель увеличился в основном за счет улучшения породного состава, а продуктивность и качество кормов остались на прежнем уровне - 21 ц/га к.е. при содержании 8-9% сырого протеина. Естественные кормовые угодья используются только на 20% и их урожайность составляет 6 ц/га. Поэтому в настоящее время самообеспечение Приморского края мясом не превышает 40%, а молоком составляет всего лишь 16% от потребности.

Успешное развитие этой отрасли будет возможно только при высоком уровне снабжения животноводческих хозяйств полноценными кормами, проблема обеспечения которыми в последнее время обострилась в связи с сокращением площадей, занятых под кормовыми культурами и по ряду причин экономического характера. Несмотря на достаточные для существующего поголовья скота объемы заготовки кормов, содержание протеина в них остается на уровне 80 г/кг при норме 110 г. Практически возможным путем увеличения производства мясной и молочной продукции является повышение продуктивности ценных кормовых культур за счет введения и освоения специализированных севооборотов и широкого использования удобрений. Это позволит также сохранить и повысить существующий уровень почвенного плодородия, а также увеличить продуктивность пашни.

Развитие животноводства в регионе должно базироваться на хорошо организованном полевом кормопроизводстве на основе севооборота с интенсивным производством кормов. Разработка кормовых севооборотов предполагает детальное изучение энергетической и протеиновой ценности культур, установление реакции на предшественники и удобрения, а также их продуктивной устойчивости по годам.

плекса агроэкономически обоснованных и доступных мероприятий по повышению их эффективности. При этом вопросы использования удобрений, агроэкономиче-ской эффективности кормового севооборота изучены недостаточно, что обусловлено отсутствием необходимого научно - практического обоснования использования удобрений в кормовых севооборотах.

Цель исследований - выявить влияние различных систем удобрений (минеральных, органоминеральных) на продуктивность кормовых культур в севообороте.

Задачи исследований:

1. Изучить баланс гумуса и питательный режим почвы в кормовом севообороте в зависимости от культуры на фоне применения удобрений.

2. Выявить влияние удобрений на урожайность и качество культур кормового севооборота.

3. Определить содержание сырого протеина в зеленой массе культур кормового севооборота при использовании удобрений.

4. Дать энергетическую оценку продуктивности культур в кормовом севообороте при использовании удобрений.

Научная новизна. Впервые в условиях Приморского края проведен анализ продуктивности кормового севооборота с использованием удобрений. В результате применения минеральных и органических удобрений в кормовом севообороте установлено достоверное повышение содержания гумуса на 1,12 т/га, подвижного фосфора на 58-118%, обменного калия на 22-43%, а также увеличение продуктивности кормовых культур до 735 ц/га. Использование минеральных и органоминеральных систем удобрений увеличило питательность кормовых культур на 106 ц/га к.е., а содержание сырого протеина на 18,9%. Проведенными опытами определены условия применения удобрений, обеспечивающие приращение валовой энергии по сравнению с контролем на 16-75ГДж и уровень энергетического коэффициента более 5,9.

Положения, выносимые на защиту.

1. Кормовой севооборот с использованием удобрений способствует повышению уровня плодородия почвы.

2. Применение минеральных и органоминеральных удобрений повышает урожайность и качество кормовых культур в севообороте.

Практическая значимость. Для хозяйств, специализирующихся на производстве продуктов животноводства предложен кормовой севооборот с системой удобрений, позволяющей при средних энергетических затратах 15,4-26,6 ГДж/га получить 7,9-10,6 т/га к. е. при сохранении почвенного плодородия. Результаты исследований будут использованы в сельскохозяйственных предприятиях Приморского края для совершенствования существующих севооборотов путем введения дополнительных высокопродуктивных культур и их совместных посевов в сочетании с предлагаемыми нормами удобрений. Данные рекомендации позволят хозяйствам увеличить питательность кормовых культур до 106 ц к.е. с га. Выявленные закономерности также могут быть полезны при составлении научно-практических рекомендаций и методических пособий по соответствующим дисциплинам в Приморской ГСХА.

Результаты исследований прошли производственную проверку в ФГУП «Учебно-опытное хозяйство» ФГБОУ ВПО Приморской ГСХА.

Работа выполнялась в составе общероссийской программы «Фундаментальные и приоритетные прикладные исследования по научному обеспечению развития Агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2001-2005 гг.».

Апробация работы. Материалы исследований были доложены на ежегодных отчетных заседаниях кафедры «Земледелие и растениеводство» Института земледелия и природообустройства ПГСХА (2002-2010 гг.), Международной научно-практической конференции «Устойчивое землепользование в экстремальных условиях» (г. Улан-Удэ, 2003), Региональной научно-практической конференции «Проблемы развития регионального АПК» (г. Благовещенск, 2003), Международной научно-методической конференции «Актуальные проблемы агрообразования в Азиатско-Тихоокеанском регионе: проблемы и перспективы» (г. Уссурийск, 2010), X межвузовской научно-практической конференции «Молодые ученые - агропромышленному комплексу Дальнего Востока» (г. Уссурийск, 2010).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 работ, в том числе 3 статьи - в ведущих изданиях ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 119 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, общих выводов, рекомендаций производству, списка литературы, включающего 228 источников, из которых 10 на иностранном языке, иллюстрирована 12 рисунками, содержит 18 таблиц.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 2002-2008 гг. на опытном поле Приморской государственной сельскохозяйственной академии, где был заложен интенсивный шестипольный кормовой севооборот на лугово-бурой оподзоленной почве.

Исследования проводились в севообороте со следующим чередованием культур:

1) многолетние травы (клевер красный, тимофеевка луговая) первого года пользования с запашкой отавы;

2) однолетние травы (викоовсяная смесь) на зеленый корм, сенаж и сено, озимая рожь;

3) озимая рожь на зеленый корм + кукуруза поукосно на зеленый корм;

4) кукуруза на силос;

5) однолетние травы (горохоовсяная смесь) на зеленый корм, сенаж и сено + соепайзовая смесь поукосно на зеленый корм;

6) ячмень на зерно с подсевом многолетних трав.

Повторность опыта - четырехкратная. Площадь делянки 240 м2, учетная 150 м2. Размещение вариантов рендомизированное. Почва опытного участка тяжелосуглинистая среднеокультуренная, с кислой реакцией среды (рН - 4,9), средним содержанием гумуса (3,62%). Содержание общего азота составило - 0,23%, подвижного фосфора 1,87-2,10 мг/100 г, а обеспеченность обменным калием 9,7711,73 мг/100 г почвы. Почвы достаточно типичны по своим свойствам для большинства почв Приморского края. Дозы удобрений рассчитывали балансовым методом на планируемую урожайность культур с учетом агрохимических показателей почвы в начале ротации севооборота [Федоров, 1998]. Определяли баланс гумуса [Лыков, 1982; Федоров, 1998].

В период вегетации растений проводили фенологические наблюдения, учет зеленной массы, учет урожая зерна ячменя. Урожай определяли поделяночно путем скашивания и обмолота растений ячменя комбайном «Сампо-500» с учетной площади. Зеленую массу кормовых культур убирали вручную с последующим взвешиванием урожая с каждой учетной делянки. Массу побочной продукции (соломы) у ячменя определяли по соотношению зерна и соломы путем разборки биометрического снопа, взятого с учетных площадок площадью 1 м2. Урожай зерна

ячменя пересчитывали на 14%-ю влажность и 100%-ю чистоту, кормовых культур - на 75%-ю влажность.

Схема внесения удобрений по вариантам приведена в таблице 1. Таблица 1 - Схема внесения минеральных и органических удобрений по вариантам шестипольного кормового севооборота кг/га д.в., навоз т/га

Вариант Культура Среднее на 1 га

Многолетние травы (клевер + тимофеевка) Викоовсяная смесь Озимая рожь на зеленый корм Кукуруза поукос-ная на зеленый корм Кукуруза на силос Горохоовсяная смесь Соя с пайзой по-укосная на зеленый корм Ячмень (зерно)

1 поле 2 поле 3 поле 4 поле 5 поле 6 поле

2 N 120 40 150 160 195 40 42 40 112

Р2О5 120 100 60 50 120 100 90 60 169

К20 240 75 130 - 145 75 70 80

3 навоз - - - - 30 - . - 5

N 45 45 45 45 150 45 45 45 78

р2о5 60 60 60 60 200 60 60 60 103

К20 45 60 60 60 165 60 45 45 88

4 навоз - - - - 90 - - - 15

N 120 40 150 160 97 40 - . 87

р2о5 120 100 60 50 80 100 83 53 158

К20 240 75 130 - - 75 . 52 53

5 N 166 124 63 42 214 124 75 162 162

р2о5 185 234 143 72 343 234 139 206 252

К20 162 103 83 46 243 103 55 110 151

Примечание. Варианты: 1 - без удобрений (контроль); 2 -М^Р^Км - расчетная доза минеральных удобрений; 3 - ^8Р|0эК88 +навоз 5 т/га - расчетная органоминеральная доза; 4 - М87Р158К!, +навоз 15 т/га - расчетная повышенная органоминеральная доза; 5 - М^РгзгКт - расчетная высокая доза минеральных удобрений.

В растительных образцах надземной массы определяли содержание азота, фосфора, калия, нитраты, основные показатели качества корма (согласно ГОСТ Р 52838-2007); в растительных остатках - содержание азота, фосфора, калия; в почвенных образцах - содержание нитратного и аммиачного азота, фосфора, калия [Федоров, 1998; Петербургский, 1968].

Определяли экономическую эффективность применяемых удобрений [Яру-шин, 2002; Посыпанов, 1992]. При статистической обработке урожайных данных использовали дисперсионный анализ по Б.А. Доспехову [1985].

Количество выпавших осадков за ротацию севооборота (2002-2007 гг.) и распределение их по месяцам вегетационного периода отличалось от средних многолетних показателей. Во все годы, кроме 2004 года, в апреле-мае отмечался не-

достаток влаги. В 2002 году создались неблагоприятные условия для всех культур севооборота. Температура воздуха за годы исследований в период вегетации культур имела несущественные различия (13,3-14,7°С) и была близка к средней многолетней (13,9°С).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Динамика изменения элементов питания в почве и растениях в зависимости от применяемых удобрений

Наиболее динамичными показателями, отражающими меру интенсивности использования средств химизации, являются агрохимические свойства почв. Согласно полученным данным возделывание кормовых культур в севообороте с одним полем многолетних трав (клевер + тимофеевка) без применения удобрений (контроль) привело к постепенному уменьшению в почве запасов органического вещества на 3,64 т/га за ротацию или около 0,6 т/га в год (табл. 2).

Таблица 2 - Баланс гумуса за ротацию кормового севооборота (2002-2007 гг.)

Вариант Удобрение Содержание гумуса, % Запасы гумуса, т/га Изменение

начало конец начало конец % т/га

1 Без удобрений (контроль) 3,37 3,24 94,36 90,72 -0,13 -3,64

2 МщРютКвО 3,47 3,36 97,16 94,08 -0,11 -3,08

3 К78Р,озК88+ЗОт навоза 3,53 3,43 98,84 96,04 -0,10 -2,80

4 М87Р,58К5з+90т навоза 3,39 3,43 94,92 96,04 +0,04 +1,12

5 Г^162Р25<>К|51 3,41 3,35 95,48 93,80 -0,06 -1,68

Систематическое применение минеральных удобрений в различных дозах приостановило процесс снижения гумуса и уменьшило его потери по сравнению с неудобренной почвой до 1,63-3,08 т/га за ротацию или 0,27-0,51 т/га в год. Очевидно, это связано с увеличением количества растительных остатков, поступающих в почву.

Накопление гумуса в почве произошло на варианте с внесением навоза в дозе 90 т/га в год на фоне минеральных удобрений. Наименьшее снижение его количества (-0,06%, или 1,68 т/га за ротацию) отмечено на варианте с внесением высоких доз минеральных удобрений. По остальным вариантам, включая вариант без удобрений, эта величина была практически одинаковой. На удобренных вариантах од-

новременно с ростом урожая увеличивалось количество растительных остатков, поступающих в почву, и несколько повышалась степень их гумификации. За счет этого увеличилось количество новообразованного гумуса в среднем на 28-37%. Анализ динамики элементов питания показал тенденцию к их снижению в процессе вегетации по всем вариантам.

В среднем за вегетацию суммарное содержание минерального азота в контроле составило 9,86 мг/100г почвы, подвижного фосфора - 3,34 мг/100 г, а обменного калия - 7,38 мг/100 г (табл. 3).

Таблица 3 - Содержание питательных элементов в почве в зависимости от удобрений, в среднем за ротацию

Показатель Вариант Содержание питательных элементов, мг/100г (среднее за вегетацию) +/- к контролю, %

N-N03 Без удобрений (контроль) 6,09 -

^12Р|69К80 9,52 +11,0

^вРюзКю+ЗОт навоза 10,46 +21,9

N87?! 58К53+90Т навоза 12,97 +51,1

^62Р259К|51 12,18 +4270

N-N114 Без удобрений (контроль) 3,77

^12Р|69К80 4,51 +26,1

^8РюзК88+30т навоза 4,81 +34,4

№7Р158К53+90т навоза 4,83 +34,9

N162Р259К151 4,93 +37,8

р2о5 Без удобрений (контроль) 3,34 -

N112Р169К80 5,18 +58,1

^8РюзК88+3 От навоза 6,01 +84,4

^87Р| 58^53+90т навоза 6,55 +100,5

^62Р259К|51 7,05 +118,5

К20 Без удобрений (контроль) 7,38 -

N112Р169К80 8,81 +22,0

Кг78Р|озК»8+ЗОт навоза 10,03 +38,9

К87Р,58К«+90т навоза 10,36 +43,5

№62Р259К15| 10,36 +43,5

При внесении удобрений содержание доступных веществ в почве увеличивалось, но неравномерно. Так, если количество азота повысилось на 11,0-51,1%, калия - на 22,0-43,5%, то фосфора - более чем в два раза (на 58,1-118,5 %). При этом в наиболее удобренных вариантах увеличение составило не менее 34,9% по сравнению с контролем.

Продуктивность культур в севообороте в зависимости от удобрений

Нами установлены различия в росте и развитии растений ячменя в зависимости от применяемых систем удобрений. Наблюдениями выявлено, что полевая всхожесть культуры в период проведения исследований достигала 92,6-97,4%. Внесение удобрений, кроме варианта с внесением К4оРбоК7о> обеспечило достоверное увеличение всходов на 7-37% по сравнению с контролем. Однако, недостаток влаги в почве в апреле-мае способствовал снижению полевой всхожести культур. Увеличение сохранности растений отмечено только при внесении минеральных удобрений совместно с навозом, а при высоких дозах минеральных удобрений сохранность снижалась на 8-12% (рис. 1).

120

Беэудобрений торбокто Ы45Р60К45 Р53К52 N162Р252К151

(контроль)

□ всхожесть О сохранность

Рис. 1 Всхожесть и сохранность растений ячменя в зависимости от удобрений, %.

Формирование урожая в значительной степени зависит от площади листьев и от продолжительности их функционирования. В наших опытах оптимальный индекс листовой поверхности сформировался в благоприятные по погодным условиям годы (2004-2007 гг.) на удобренных вариантах. Внесение минеральных удобре-

ний на фоне навоза (3 и 4 варианты) обеспечило более интенсивный рост площади листьев по сравнению с контролем. Дополнительное внесение минеральных удобрений способствовало увеличению площади листьев у кукурузы на 52%. Под действием удобрений фотосинтетический потенциал посевов ячменя и кукурузы увеличился в 2,1-2,5 раза и достиг 1179-1396 тыс. м2хдней/га. Такие посевы по продуктивности относятся к средним, что можно объяснить неблагоприятными погодными условиями в отдельные периода вегетации.

Во все годы исследований проявлялась зависимость кормовых культур от уровня минерального питания, сочетания и распределения удобрений в полях севооборота. В среднем за ротацию внесение удобрений под многолетние травы повысило выход зеленой массы по отношению к неудобренному варианту на 8,0-100,3%, озимой ржи +кукурузы поукосно - на 40,7-48,5%, кукурузы на силос - на 23,056,8%, викоовсяной смеси - на 17,5-32,8 %, горохоовсяной смеси + сои с пайзой поукосно - на 54,7-170,5%. Выход зерна ячменя увеличился на 15-35% (табл. 4).

Таблица 4 - Урожайность кормовых культур в севообороте, ц/га (в среднем за 2002-2007 гг.)

Культура Вариант

Без удобрений (контроль) N112Р169К80 К78Р,озКи + навоз 30 т/га К87Р|58К!3 + навоз 90 т/га N162^252^15]

ц/га прибавка, ц/га ц/га прибавка, ц/га ц/га прибавка, ц/га ц/га прибавка, ц/га

Многолетние травы (клевер + тимофеевка) 324,7 350,7 26,0 571,7 247,0 523,2 198,5 649,7 325,0

Викоовсяная смесь 216,2 253,9 37,7 245,7 29,5 263,9 47,7 287,0 70,8

Озимая рожь на зеленый корм + кукуруза(поукосно) на зеленый корм 519,6 732,0 212,4 735,9 216,3 771,9 252,3 734,6 215,0

Кукуруза на силос 415,6 511,7 96,1 527,9 112,3 619,6 204,0 652,3 236,7

Горохоовсяная смесь + соя с пайзой (поукосно) на зеленый корм 239,7 370,4 130,7 376,9 137,2 465,1 225,4 647,3 407,6

Ячмень (зерно) 34,8 39,9 5,1 43,2 8,4 46,3 11,5 46,7 11,9

Общий сбор зеленой массы за ротацию, ц 1716 2219 503 2458 742 2644 928 2971 1255

НСР095 49,9

Урожай зеленой массы при использовании удобрений СМпгР^Кво) и С^78РіозК88 + навоз 30 т/га) сохранялся на одном уровне у всех культур кроме многолетних трав, но по отношению к контролю он был выше на 29%. Увеличение дозы органических удобрений до 90 т/га севооборотной площади позволило, в зависимости от культуры, повысить урожай зеленой массы на 35-57%. Применение высоких доз минеральных удобрений обусловило рост урожайности культур в среднем на 73%. В то же время, урожайность зерна ячменя при таких дозах удобрений не возрастала.

Внесение минеральных и органических удобрений способствовало росту продуктивности не только отдельных культур, но и увеличению сбора кормовых единиц в целом по севообороту. Так, по сравнению с контролем повышение составило 25-61%, а выход кормовых единиц на контроле достиг 62,4 ц/га. По вариантам он увеличился на 17-42 ц к.е. (рис. 2).

106,0

Безудобрений N112Р169К80 Н78Р103К88+навоз Ы87Р158К53+навоз 1-Л62Р252К151

(кот-роль) 30 т/га 90 т/га

Рис. 2 - Сбор кормовых единиц в зависимости от удобрений в среднем за ротацию севооборота, ц/га к.е.

Следует отметить, что между удобренными вариантами прослеживались различия. По сравнению с расчетной нормой минеральных удобрений (2 вариант), внесение навоза совместно с минеральными удобрениями (3 и 4 вариант) способ-

ствовало повышению сбора кормовых единиц на 11-20%, а применение высоких норм минеральных удобрений (5 вариант) позволило увеличить этот показатель до 34%.

Изменение качества кормов в зависимости от применяемых удобрений

При заготовке кормов большое значение придается оценке качественного состава, питательности и биологической полноценности, содержанию минеральных веществ и других компонентов, которые существенно изменяются от условий произрастания культур, применяемых удобрений, метеорологических условий, фазы развития растений и срока уборки урожая. Поэтому одной из задач нашего исследования являлось выявить изменения качества выращиваемых культур в севообороте при использовании удобрений.

Важнейшими показателями при сравнительной оценке качества кормовых культур являются выход сухого вещества, обменной энергии и протеина с единицы площади, а также содержание азота, фосфора и калия в растительной массе. С увеличением урожайности кормовых культур наблюдались существенные изменения химического состава и питательной ценности продукции. Количество сухого вещества в растительной массе кормовых культур является важным показателем их питательности. Изменение содержания сухого вещества в кормах влияет на их питательность, а также продуктивность животных. Результаты наших исследований показали, что наибольший выход сухого вещества в севообороте получен на поле с озимой рожью и кукурузой поукосной на зеленый корм: на контроле он составил 118,5 ц/га, а на удобренных вариантах - 160,9-176,3 ц/га. Затем по убывающему ряду идут: кукуруза на силос, многолетние травы, викоовсяная смесь, горохоовся-ная смесь и смесь сои с пайзой поукосно, ячмень. Нами установлено, что совместное применение минеральных удобрений и навоза повысило выход сухого вещества в среднем на 28-56% по сравнению с вариантом без удобрений. В тоже время, на фоне применения высоких норм минеральных удобрений получено сухого вещества на 71% больше по сравнению с контролем.

Содержание основных элементов питания в растительной массе культур севооборота зависело от количества внесенных удобрений (рис. 3). Содержание азота в растительной массе многолетних трав при применении удобрений было выше на 0,24-0,68% по сравнению с неудобренным вариантом. У кукурузы на силос этот показатель превысил контрольный вариант на 0,38-0,48% от сухого вещества. На-

копление азота в растительной массе ячменя достоверно возросло с применением всех систем удобрений на 0,32-0,47% по сравнению с контролем, но между вариантами существенной разницы не отмечено.

о 20 40 60 80 100 120 140

ИШ62Р259К151 □ Ш7Р158К53+90т навоза И№8Р103К88+30тнавоза □ЫП2Р169К80

Рис. 3 Содержание азота, фосфора и калия в растительной массе культур севооборота в зависимости от удобрений, % к контролю

На удобренных вариантах отмечена тенденция к повышению сырого протеина у всех культур. В среднем по севообороту этот показатель увеличился на 5-12% по сравнению с контролем (табл. 5).

Наибольшее увеличение сырого протеина от применения удобрений получено в зерне ячменя (21,7-30,8%) и у кукурузы на силос (12,5-25,0%). У остальных культур отмечена меньшая прибавка: горохоовсяной смеси + сои с пайзой поукос-но (1,0 -11,6%), многолетних трав (2,1-7,1%), викоовсяной смеси (2,3-6,4%) и озимой ржи + кукурузы поукосно (до 5%). Незначительное увеличение содержания сырого протеина в сухой массе некоторых культур объясняется более ранними сроками уборки (однолетних трав и кукурузы на зеленый корм), которая проходила до периода максимального накопления питательных веществ. Наибольшее содержание сырого протеина в растениях (15,7 - 15,8% от сухого вещества) отмечено

на вариантах с применением органоминеральных (М^Р^К^ + навоз 90 т/га) и высоких минеральных (N^2521*451) доз удобрений.

Таблица 5 - Содержание сырого протеина в урожае, % от сухого вещества в среднем за ротацию

Культура Вариант

Без удобрений (контроль) N112Р169К80 ^8Р|озКв8 + навоз 30 т/га М87Р|58К5з + навоз 90 т/га

% прибавка, ц/га % прибавка, ц/га % прибавка, ц/га % прибавка, ц/га

Многолетние травы 14,2 14,5 0,3 14,8 0,6 14,5 0,3 15,2 1,0

Викоовсяная смесь 13,5 13,9 0,3 14,4 0,9 14,2 0,7 14,3 0,7

Озимая рожь + кукуруза поукосно 12,8 12,9 0,1 12,8 0,0 13,4 0,6 13,5 0,7

Кукуруза на силос 12,2 13,7 1,5 14,1 1,9 14,2 2,0 15,2 3,0

Горохоовсяная смесь + соя с пайзой 17,7 17,9 0,2 18,6 0,9 19,8 2,1 18,9 1,3

Ячмень (зерно) 12,2 14,8 2,6 14,2 2,0 14,4 2,2 15,9 3,7

Среднее, % 14,3 14,9 0,57 15,1 0,81 15,7 1,32 15,8 1,45

Энергетическая эффективность выращивания кормовых культур в севообороте с использованием удобрений

При оценке культур кормового севооборота по энергетической и протеиновой питательности важнейшими показателями эффективности являются выход обменной энергии и протеина с единицы площади, а также затраты совокупной энергии на их возделывание. Нами установлено, что суммарные затраты совокупной энергии увеличиваются при внесении минеральных удобрений в чистом виде в 2,1-2,4 раза, а органоминеральных в 1,4-1,8 раза, что указывает на снижение затрат при замене части минеральных удобрений на органические (табл. 6). Наибольшие затраты энергии отмечены в вариантах с применением минеральных удобрений (51 и 60% в структуре энергозатрат и 34,7 и 42,2 ГДж/га в среднем по севообороту). В вариантах с органоминеральной системой энергетические затраты оказались ниже (36 и 47%; 26,2и 31,9 ГДж/га). Наименьшие затраты совокупной энергии отмечены на варианте без применения удобрений - 18,1 ГДж/га.

Наибольший выход валовой энергии получен у многолетних трав (224,8300,1 ГДж/га), а наименьший - у ячменя (52,4-66,6 ГДж/га) и сои с пайзой поукос-ной (18,8-40,0 ГДж/га).

Применение удобрений обеспечило получение такого количества энергии, которое превысило затраты энергии на выращивание урожая во всех вариантах опыта. Однако с увеличением объемов применения минеральных удобрений на всех культурах снижаются энергетические коэффициенты, а с применением органоми-неральных систем - возрастают.

Таблица 6 - Энергетическая оценка кормового севооборота в зависимости от удобрений в среднем за ротацию

Показатель Вариант

Без удобрений (контроль) МмгР^Кда ^78РюзК88 +навоз 30 т/га N87?! 58^53 +навоз 90 т/га М,62Р252К 151

Сбор сухого вещества с севооборотной площади, т/га 7,0 8,8 9,9 10,9 12,0

Затраты совокупной энергии, ГДж 11,3 26,6 15,4 20,7 26,1

Выход валовой энергии с учетом побочной продукции, ГДж 125,2 156,6 177,1 195,1 215,0

Затраты энергии для получения 1 т продукции, ГДж 1,6 3,0 1,5 1,9 2,2

Обменная энергия, ГДж 74,3 91,3 101,7 109,8 120,2

Приращение валовой энергии, ГДж 114,0 130,0 161,7 174,4 188,9

Энергетический коэффициент 11,1 5,9 11,5 9,4 8,2

Выводы

1. Внесение минеральных удобрений в дозах ИцгР^Кво и М|62Р252К|5|, а также органоминеральных в дозах М78Р|0зК88 + 30 т/га навоза и М87Р|58К5з + 90 т/га навоза уменьшает потери гумуса по сравнению с неудобренной почвой до 1,633,08 т/га за ротацию или 0,27-4,76 т/га в год. При внесении удобрений содержание доступных веществ в почве увеличивалось неравномерно. Количество азота повысилось на 11,0-51,1%, калия - на 22,0-43,5%, а фосфора - более чем в два раза (на 58,1-118,5%).

2. На фоне ежегодного внесения минеральных удобрений в дозе М^РгззКш под кормовые культуры наиболее высокую прибавку обеспечил вариант озимая рожь на зеленый корм + кукуруза поукосно (734,6 ц/га), несколько ниже - вариант горохоовсяная смесь + соя с пайзой поукосно (647,3 ц/га).

4. Применение сниженной нормы минеральных удобрений (М78РюзК«8) совместно с 30 т/га навоза обеспечило прибавку не более 247,0 ц/га (многолетние травы). Повышение нормы органических удобрений до 90 т/га (по фону Ы87Р|58К5з) способствовало росту урожайности озимой ржи + кукурузы поукосно, кукурузы на силос, горохоовсяной смеси + соя с пайзой поукосно, обеспечивая прибавку урожая зеленой массы в 1,9 раза выше по сравнению с внесением минеральных удобрений В ДОЗе N112Р|69К80-

5. Питательная ценность получаемых в севообороте кормов в сравнении с контролем, возрастала до 43,6 ц/га к.е. по повышенному минеральному фону

62^252^151)' Содержание сырого протеина при применении удобрений увеличивалась в среднем на 0,6-1,5% от сухого вещества.

6. Приращение обменной энергии при использовании удобрений составило 23-62%. Наибольший выход обменной энергии получен при внесении высоких доз минеральных удобрений (Т^бгРгзгКн]) - 120,2 МДж/га. Высокий коэффициент энергетической эффективности получен по всем вариантам с внесением удобрений: у органоминеральных - 9,4-11,5, по минеральному фону - 5,9-8,2 единиц.

Предложения производству

1. В кормовом севообороте при внесении минеральных удобрений в дозе N162^252^151 целесообразно выращивать озимую рожь с кукурузой поукосно, а при использовании органоминеральных удобрений (ЫктРтК^з + 90 т/га) - многолетние травы и горохоовсяную смесь + сою с пайзой поукосно, которые обеспечивают получение кормов с содержанием сырого протеина не менее 13,4% от сухого вещества.

2. Для увеличения выхода кормовых единиц с гектара и повышения энергетической окупаемости затрат до 8,2 необходимо вносить под кормовые культуры N162^252^151 кг д.в. минеральных удобрений (при отсутствии органических удобрений).

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Демин А.А.Влияние удобрений на урожай и продуктивность кормовых культур на мелиорируемых землях в условиях муссонного климата Приморского края / A.A. Демин, М.М.Суржик // Проблемы развития регионального АПК. (Региональная научно-практическая конференция 17-18 июня 2003 г.). - Благовещенск: Даль-ГАУ. - 2003. - С. 27-29.

2. Рыжук С.Г. Эффективность производства кормовых культур в интенсивном кормовом севообороте на мелиорируемых почвах Приморья / С.Г. Рыжук, М.М. Суржик // Проблемы развития регионального АПК. (Региональная научно-практическая конференция 17-18 июня 2003 г.). - Благовещенск: ДальГАУ. - 2003. -С. 85-87.

3. Федчун A.A. Разработка системы удобрений для производства кормовых культур на мелиорируемых землях Приморского края / A.A. Федчун, A.A. Демин, М.М. Суржик // Проблемы развития регионального АПК. (Региональная научно-практическая конференция 17-18 июня 2003 г.). - Благовещенск: ДальГАУ. - 2003. -С. 93-95.

4. Федчун A.A. Эффективность многолетних трав на мелиорированной лугово-бурой оподзоленной почве в условиях муссонного климата Приморья / A.A. Федчун, М.М. Суржик, Д.М. Ефремкина // Устойчивое землепользование в экстремальных условиях. (Международная научно-практическая конференция). - Улан-Удэ.-2003.-С. 148- 150.

5.Суржик М.М.Экономическая модель оптимизации структуры посевных площадей кормовых культур / М.М.Суржик // Проблемы земельного законодательства, рационального землеустройства и природообустройства, ресурсного почвоведения в дальневосточном Федеральном округе (Труды Дальневосточного отделения До-кучаевского общества почвоведов). - Владивосток. - 2008. - Т.4. - С. 123-128.

6. Суржик М.М. Влияние различных систем удобрений на качество кормов / М.М. Суржик // Аграрные проблемы агрообразования в Азиатско-Тихоокеанском регионе: проблемы и перспективы (Международная научно-методическая конференция 6-11 сентября 2010 г.) - Уссурийск. - 2010. - С. 299-303.

7. Суржик М.М. Зависимость продуктивности кормового севооборота от различных систем удобрений в условиях Приморского края / М.М. Суржик // Вестник КрасГАУ. - Красноярск. - 2011. - Вып. 9. - С.72-76.

8. Суржик М.М. Изменение содержания гумуса в почве кормового севооборота в зависимости от удобрений и культур / М.М. Суржик // Аграрный вестник Урала. -2011.-№12.-С. 6-7.

9. Суржик М.М. Энергетическая эффективность удобрений в кормовом севообороте в условиях Приморского края / М.М. Суржик // Arpo XXI век. - 2011. -№12 . -С. 39-40.

Подписано в печать 13.02.2012 г. Тираж 100 экз. Усл. печ. л. 1,0.

Отпечатано в Филиале ООО «Баккон» г. Уссурийск, ул. Советская, 77, тел.: (4234) 34-68-12 e-mail: yun@bakkon.ru

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Суржик, Мария Михайловна, Барнаул

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Приморская государственная сельскохозяйственная академия

ПРОДУКТИВНОСТЬ КОРМОВОГО СЕВООБОРОТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ПРИМОРСКОГО КРАЯ

06.01.01 - общее земледелие 06.01.04 - агрохимия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

61 12-6/299

На правах рукописи

Суржик Мария Михайловна

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.А. Моисеенко

Барнаул-2012

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение 3

Глава 1 Теоретическое обоснование повышения эффективности 7

кормовых севооборотов

1.1. Видовой состав культур, принципы их чередования в кор- 7 мовых севооборотах

1.2. Эффективность различных удобрений в кормовом севообо- 16 роте

1.3. Изменение качества продукции выращиваемых в севооборо- 23 те культур с использованием удобрений

Глава 2 Методика и условия проведения исследований 29

2.1. Объекты и методика исследований 29

2.2. Метеорологические условия в годы исследований 34 Глава 3 Эффективность возделывания различных кормовых культур 36

в севообороте

3.1. Динамика изменения содержания элементов питания в поч- 36 ве и растениях в зависимости от выращиваемой культуры и удобрений

3.2. Урожайность культур в севообороте в зависимости от уд об- 58 рений

3.3. Изменение качества кормов в зависимости от удобрений 74 Глава 4 Экономическая эффективность выращивания кормовых 81

культур в севообороте на фоне применения удобрений

4.1. Энергетическая эффективность применения удобрений в 82 кормовом севообороте

4.2. Сравнительная энергопротеиновая оценка растительного 85 сырья и эффективность возделывания культур в севообороте Выводы 93 Предложения производству 94 Список использованной литературы 95 Приложение 120

ВВЕДЕНИЕ

лагает детальное изучение энергетической и протеиновой ценности культур, установление реакции на предшественники и удобрения, а также их продуктивной устойчивости по годам.

В последние годы урожайность многолетних и однолетних трав, кукурузы на силос сократилась на 15-23% [Ващенко, Чайка, 2003]. Основная причина низкой урожайности кормовых культур в Приморском крае кроется в нарушении севооборотов, критическом снижении количества вносимых удобрений и отсутствии комплекса агроэкономически обоснованных и доступных мероприятий по повышению их эффективности. При этом вопросы использования удобрений, агроэкономической эффективности кормового севооборота изучены недостаточно, что обусловлено отсутствием необходимого научно - практического обоснования использования удобрений в кормовых севооборотах.

Задачи исследований:

2. Выявить влияние удобрений на урожайность и качество культур кормового севооборота.

4. Дать энергетическую оценку продуктивности культур в кормовом севообороте при использовании удобрений.

также увеличение продуктивности кормовых культур до 735 ц/га. Использование минеральных и органоминеральных систем удобрений увеличило питательность кормовых культур на 106 ц/га к.е., а содержание сырого протеина на 18,9%. Проведенными опытами определены условия применения удобрений, обеспечивающие приращение валовой энергии по сравнению с контролем на 16-75 ГДж и уровень энергетического коэффициента более 5,9.

Положения, выносимые на защиту.

1. Кормовой севооборот с использованием удобрений способствует повышению уровня плодородия почвы.

Практическая значимость. Для хозяйств, специализирующихся на производстве продуктов животноводства предложен кормовой севооборот с системой удобрений, позволяющей при средних энергетических затратах! 5,4-26,6 ГДж/га получить 7,9-10,6 т/га к. е. при сохранении почвенного плодородия. Результаты исследований будут использованы в сельскохозяйственных предприятиях Приморского края для совершенствования существующих севооборотов путем введения дополнительных высокопродуктивных культур и их совместных посевов в сочетании с предлагаемыми нормами удобрений. Данные рекомендации позволят хозяйствам увеличить питательность кормовых культур до 106 ц к.е. с га. Выявленные закономерности также могут быть полезны при составлении научно-практических рекомендаций и методических пособий по соответствующим дисциплинам в Приморской ГСХА.

Глава 1 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОВЫШЕНИЯ

ЭФФЕКТИВНОСТИ КОРМОВЫХ СЕВООБОРОТОВ

1.1. Видовой состав культур, принципы их чередования

в кормовых севооборотах

Стабильное производство кормов нужного качества возможно в кормовых севооборотах, включающих требовательные и высокопродуктивные кормовые культуры, которые хорошо отзываются на удобрения. В современных условиях нет более доступного средства для получения необходимого количества и видов кормов, поддержания плодородия почвы, снижения засоренности, чем научно обоснованные севообороты [Листопадов, 2008; Северов, 2000].

Выявлено, что кормовые севообороты позволяют при выполнении разработанных технологий возделывания кормовых культур получать высокую урожайность, и с меньшей площади получать большее количество кормов [Мухин и др., 1999; Шо^с, 1994].

В 1929 году академик В.Р. Вильяме [1949] теоретически обосновал аспекты создания травопольных кормовых севооборотов с обязательным посевом в них многолетних злаковых и бобовых трав, с преобладанием злаковых. В отличие от него академик Д.Н.Прянишников [1955] утверждал, что у нас в стране должны вводиться севообороты с преобладанием многолетних бобовых трав. Исследования многих ученых подтверждают, что видовой состав культур, принципы их чередования и соотношение в структуре посевных площадей являются основными факторами, определяющими хозяйственную и экологическую ценность севооборотов [Орсик и др., 2007; Шпаков, 2004; 1996].

Большое значение имеет использование бобовых трав, обладающих уникальным качеством - азотфиксацией. Поэтому положительным фактором

возделывания бобовых трав является накопление в почве биологического азота, который может значительно устранить азотный дефицит в почве и снизить уровень использования азота с минеральными удобрениями. Немаловажное значение для симбиотической активности бобовых растений придается достаточной обеспеченности почв элементами питания. Одной из перспективных бобовых культур практически во всех регионах Российской Федерации является клевер. Продуктивность азотфиксации клевером составила 287 кг/га в год [Спиридонов, 2007; Грицун, 1964]. Так, в условиях Камчатской области клевер ежегодно накапливает 60-70 кг/га азота за счет фиксации его из воздуха. В почве под клевером накапливается также и подвижный фосфор [Ряховская, Шалагина, 2008].

Д.Н. Прянишников [1955] утверждал, что между системой удобрения и севооборотом существует тесная связь. Поэтому соблюдение правильно выбранного чередования культур по эффективности не уступает применяемым удобрениям, гербицидам и ряду агротехнических приемов [Моисеенко, 1999; Лошаков, 1987], а при разработке систем применения удобрений в севооборотах очень важно учитывать биологические особенности возделываемых культур и, прежде всего, их отношение к уровню питания. Известно, что многолетние бобовые травы накапливают большое количество азота и обогащают им почву, и поэтому вносить азот под эти культуры в больших количествах не следует. К числу культур, усваивающих азот из воздуха, относится соя. Однако на почвах с низким естественным плодородием под сою необходимо вносить азот, так как она потребляет в процессе своей вегетации большое количество этого элемента.

Необходимое условие для получения высоких урожаев кормовых культур - это обеспечение растений питательными элементами, важнейшими из которых являются азот, фосфор и калий. Потребность в элементах питания зависит от вида выращиваемых растений и уровня урожайности. В севооборотах коэффициенты использования элементов питания из почвы и удобрений выше, что обеспечивает большие прибавки урожая [Слабко,1979]. Дли-

тельное возделывание сельскохозяйственных культур без применения удобрений приводит к снижению содержания гумуса. В условиях почв степного Зауралья Башкортостана без применения удобрений по истечении ротации севооборота произошло снижение гумусированности почвы на 0,11% , а при применении только фосфорного удобрения - на 0,21%. Применение азотно-калийного удобрения (ТЧодКзо) и полного минерального удобрения^оРэдКзо) способствовало повышению содержания гумуса в почве на 0,22-0,25%, что является результатом большего образования органического вещества из растительных остатков в связи с увеличивающейся урожайностью культур севооборота [Лукьянов, 2009]. В Приморском крае бездефицитный баланс гумуса обеспечивают многолетние травы только при достаточно высоком уровне продуктивности [Емельянов, 2005].

Известно, что севооборот является регулятором поступления в почву растительных остатков, их разложения и образования гумусовых веществ. В опытах Курского научно-исследовательского института выявлено, что с растительными остатками поступало в почву 17,1-22,5% азота от общего количества поступления его в севообороте, фосфора 15,2-16,2%, калия 8,4-9,2% [Шумаков, 2006]. В условиях Приморского края выявлено, что количество и химический состав растительных остатков, поступающих в почву, можно регулировать подбором культур в севооборотах. По данным Приморского научно-исследовательского института сельского хозяйства, по количеству поступающего в почву органического вещества сельскохозяйственные культуры делятся в следующем порядке: многолетние травы, озимые зерновые культуры, кукуруза, однолетние травы, яровые зерновые [Емельянов, 2005]. Наибольшее количество органического вещества оставляет после себя клевер (8-12 т/га) [Моисеенко и др., 1997].

По данным полевого стационарного опыта Приморского НИИСХа, вынос питательных веществ культурами севооборота составил: азота 16,3 кг/га, фосфора - 3,6 кг/га, калия- 13,2 кг/га, что обусловлено в первую очередь общей продуктивностью культур и дозами внесенного удобрения. С увеличени-

ем норм внесения удобрений повышается и средний вынос элементов питания с гектара, при этом общая продуктивность практически не изменяется. [Панкова и др., 1985].

Ежегодное чередование культур с разными биологическими свойствами повышает роль севооборота в предупреждении накопления вредных факторов, а вместе с другими мероприятиями возрастает значение севооборота в поддержании и повышении эффективного плодородия. Известно, что бессменные посевы культур, расходующие элементы питания в больших количествах, могут быстро привести к истощению почвы, вследствие чего урожайность культур сильно снижается. При внесении оптимальных доз удобрений отрицательное воздействие монокультуры снижается, но не устраняется [Сафин, Япаров, 2007]. Бессменная культура зерновых, кукурузы и сои ухудшает качественный состав гумуса, а в севооборотах происходит улучшение этого показателя [Моисеенко, 1997].

Результаты длительных стационарных опытов в нашей стране показали, что основные кормовые культуры по-разному отзываются на бессменные посевы и севооборот. Установлено, что наиболее чувствительны к бессменным посевам, особенно без удобрений, зерновые культуры. В опытах, проводимых в Донском зональном научно-исследовательском институте сельского хозяйства, установлено, что за счет рационального чередования культур продуктивность севооборота может повыситься на 7-8 ц зерн. ед./га [Листопадов, 2008]. Прибавка урожайности от севооборота составляет от 50до 73%. Удобрения несколько нивелируют различия между бессменными посевами и севооборотом и снижают эту разницу до 30-34%.В степной зоне Западной Сибири в опыте с внесением удобрений под кукурузу ^оРшКво в севообороте и в бессменном посеве была получена продуктивность соответственно 74 и 52,7 ц к.е./га зеленой массы [Силантьев, 1988], что говорит об эффективности севооборота. В опытах, проводимых в агрохимическом стационаре Приморского научно-исследовательского института сельского хозяйства, установлено, что урожайность кукурузы и сои в севообороте без удобренийсни-

жалась на протяжении всех ротаций. Это указывает на то, что возделывание пропашных культур без применения удобрений в условиях Приморского края недопустимо, потому что при длительном выращивании без применения удобрений, они потребляют большое количество питательных веществ из природны

Информация о работе

Суржик, Мария Михайловна
кандидата сельскохозяйственных наук
Барнаул, 2012
ВАК 06.01.01

Диссертация

Продуктивность кормового севооборота в зависимости от удобрений в условиях Приморского края - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы