Пути повышения плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур в Центральной Черноземной зоне

Коновалов, Николай Дмитриевич

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Пути повышения плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур в Центральной Черноземной зоне
ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Пути повышения плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур в Центральной Черноземной зоне"

РГО

1 О Св шо?

На правах рукописи

КОНОВАЛОВ Николай Дмитриевич

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ почвы И УРОЖАЙНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЕ

(на прниере Тамбовской области)

060104 - агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1996

Работа выполнена в Тамбовском научно-исследовательском институте сельского хозяйства.

Официальные оппоненты:

1. Доктор сельскохозяйственных наук ШИЛЬНИКОВ И. А.

2. Доктор биолопг'сскчх наук ЩЕРБАКОВ А. П.

3. Доктор сельскохозяйственных наук КОЧЕТОВ И. С.

Ведущая организация (предприятие) - Мичуринская сельскохозяйственная академия . . . .

Зашита состоится «/О » октября 1996 г. в / часов на заседании диссертационного совета Д 020.09.01 при Всероссийском ордена Красного Знамени научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведе-ния имени Д. Н. Прянишникова по адресу: 127550, Москва, улица Прянишникова, 31, ВИУА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИУА.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета

Л. 11. Воллейдт

Актуальность проблемы. По данным многих исследователей почвы 43 снизили плодородие из-за потери за последние 100 лет более гумуса. Но интенсификация земледелия должна основываться

1 принципах расширенного воспроизводства плодородия почвы, »торое возможно при достаточном внесении на поля органических обрений. Однако в Тамбовской области до 1975 года вносили по

2 тонны навоза в год на гектар пашни, тогда как для восполнения шерализующегося в почве гумуса требуется вносить 6-8 тонн. Еще в 1784 году А. Т. Болотов писал о недостатке навоза для удоб-ний, относя его к несоответствию поголовья скота и площади паш-г. Однако количество навоза зависит не только от наличия скота, > и от организации его производства. И. П. Мамченков (1940) счи-л, что можно производить за год от одной головы крупного рогато-скота 15-18 тонн навоза без снижения его качества.

При недостаточном внимании к организации производства, хранено и применению навоза потери одного из наиболее ценных его мпонентов - азота - могут достигать очень больших величин. По {ению Д. Н. Прянишникова, потери азота из навоза за 6-7 месяцев анения достигают 30% и нужны особые меры, чтобы снизить их до -15%. Уменьшить потерю азота из навоза можно применением статочного количества подстилочного материала животным. При эм уменьшится и загрязнение окружающей среды. В настоящее емя только в Тамбовской области из 4-5 млн. тонн ежегодно вы-стающей в составе урожая соломы в животноводстве используется нее одного миллиона. Но и полное использование побочной про-кции урожая сельскохозяйственных культур на производство на-за и в качестве удобрений вынос питательных веществ из почвы ожаем полностью не восполнит. Бездефицитный баланс питатель-[х веществ в почве и эффективное применение удобрений может :ть только при оптимальном сочетании органических и минераль-IX удобрений.

3 последние годы все большее распространение находит внесение кусственных туков в запас на несколько лет. Это относилось боль: к фосфорным, фосфорно-калийным удобрениям и мало было следований по внесению в запас азота. Только внесение всех трех тательных элементов может дать максимальный экономический фект. Такое внесение удобрений допустимо при обычных и ин-1сивных технологиях возделывания культур.

1нтенсивные технологии позволяют полнее использовать приро-ые факторы урожайности, такие, как фотосинтетическая активная щация и влага. Следовательно, необходимо найти пути наиболее тонального их применения. Поскольку эти вопросы в Тамбовс-\ области и Центрально-Черноземной зоне изучены недостаточ-

но, мы считали крайне необходимым провести соответствующие исследования.

Цель и задачи исследований. Разработать меры по повышению плодородия почвы и урожайности культур на основе эффективного использования органического вещества, являющегося отходом сельскохозяйственного производства, в сочетании с оптимальными дозами минеральных удобрений. Для этого требовалось:

1. Определить динамику плодородия почвы и применения органических удобрений.

2. Уточнить влияние отдельных культур севооборота на содержание и качество гумуса типичного чернозема.

3. Выявить ресурсы органического вещества и определить способы их эффективного использования на повышение плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур.

4. Определить прямое влияние различных видов навоза и при их взаимодействии с искусственными туками на урожайность полевых культур.

5. Определить роль программирования урожайности в использовании продуктивной влаги сельскохозяйственными культурами.

6. Дать оценку методам определения доз минеральных удобрений и их применения при обычных и интенсивных технологиях возделывания различных культур.

Научная новизна. Изучены причины снижения почвенного плодородия, урожайности сельскохозяйственных культур, пути и возможности их повышения в ЦЧР. Для этого проведен анализ антропогенного воздействия на плодородие типичного чернозема, определено влияние культур севооборота на накопление органического вещества в почве типичного чернозема, показаны ресурсы побочной продукции урожая сельскохозяйственных культур и их наиболее эффективное использование на производство навоза, восполнение органических и питательных веществ в почве; установлено влияние навоза различной степени перегнивания, минеральных удобрений на величину и качество урожая полевых культур; определены оптимальные дозы минеральных удобрений под сахарную свеклу и ячмень на фоне внесения органических и минеральных удобрений под предшествующую культуру; проведено сравнение эффективности внесения в почву доз ^К ежегодно и в запас на три культуры; оценена эффективность доз ^К, определяемых различными методами, при их применении под сельскохозяйственные культуры, возделываемые по обычной и интенсивной технологии, получены дополнительные данные о роли удобрений в повышении качества получаемой продукции и почвенного плодородия; выявлена взаимосвязь

влияния применения удобрений и погодных факторов в период вегетации на величину урожая полевых культур.

Практическая ценность работы и реализация результатов исследований. На основе анализа многолетних данных просчитан баланс питательных веществ и его взаимосвязь с уровнем урожайности и количеством вносимых удобрений в почву. Определены ресурсы органического вещества для его восполнения и питательных веществ в почве. Разработана система удобрения в севооборотах, обеспечивающая повышение урожайности, почвенного плодородия и снижение затрат минеральных удобрений на единицу продукции.

Полученные в опытах данные по производству и применению навоза легли в основу разработки программы «Плодородие» для сельхозпредприятий Тамбовской области на 1990-2000 годы. Материалы проведенных исследований частично использовались в проекте «Концепция перехода Российской Федерации на модель устойчивого развития». По вопросам производства и хранения навоза проведены семинары с руководителями опытно-производственных хозяйств научных учреждений ВРО ВАСХНИЛ, руководителями н специалистами сельхозпредприятий Тамбовской области.

Результаты исследований используются в хозяйствах Тамбовской области и получен положительный эффект. За 1985-1990 годы возросла урожайность всех сельскохозяйственных культур и уровень почвенного плодородия, уменьшилась зависимость урожайности от погодных условий. Так, в 1979, 1984, 1986, 1992 и 1993 годах за май-июнь выпадало 41-45 мм осадков. Урожайность зерновых культур в Тамбовской области соответственно в эти годы составила: 8,8 ц/га, 9,2, 15, 21,8 и 21,4 ц/га, сократился расход продуктивной влаги на образование единицы продукции урожая.

Апробация работы. Материалы исследований докладывались и получали положительную оценку при годичных отчетах Всероссийскому отделению ВАСХНИЛ о работе Тамбовского НИИСХ (1984, 1985, 1986, 1987 годы), на Всероссийском совещании по программированию урожайности сельскохозяйственных культур (Волгоград, 1988), на зональных научно-практических конференциях Центрально-Черноземной зоны (НИИСХ им. В. В. Докучаева, 1987, 1996, Тамбов, 1989, Липецк, 1990), на областных научно-практических конференциях, агрономических совещаниях и семинарах, Международной конференции Географической сети опйтов (Москва, 1996).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 30 работ.

Исследования по диссертации проведены на полях и фермах Тамбовского НИИСХ в течение 1974-1992 годов. Схемы восьми длительных опытов, повторяющихся во времени, и программы исследований рассматривались на научно-техническом совете областного

управления сельского хозяйства, методической комиссии и ученом совете института.

Автор разрабатывал тематику, программу исследований, определял методику их проведения. Непосредственно участвовал в проведении полевых и лабораторных опытов. В проведении исследований и подготовке диссертации принимали участие Федоров В. А., Чернопятов П. С., Бодров В. П., Барышков С. П., Барышков М. И., Архипова В. В., Воронцова В. В., Гаврилова Л. И., Дубинкина Н. А. и коллектив агробиохимической лаборатории Тамбовского НИИСХ. Постоянную помощь и консультации в работе оказывал доктор сельскохозяйственных наук, академик РАСХН Шатилов Иван Семенович. Выражаю им всем искреннюю благодарность.

Структура диссертационной работы. Состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству. Изложена на 329 страницах машинописного текста. Содержит 97 таблиц и 10 рисунков, список литературы - 344 наименования отечественных и иностранных авторов.

1. Почва, климат и погодные условия.

Почвы представлены типичным черноземом. В пахотном слое сумма обменных оснований составляет 35-45 мг-экв на 100 г почвы, рН солевой вытяжки 6,0 - 6,5, гидролитическая кислотность 3,5-5,0 мг-экв на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями 86-92,5%, содержание доступного Р205 (по Чирикову) 11-18 мг/100 г, К20 (по Масловой) 14-26 мг/100 г почвы. За последние 70 лет количество осадков выпадает за год 403-520 мм, в мае-июне - 82-103, а в засушливые годы - 20-40 мм. Среднегодовая температура в Тамбовской области составляет 4-5° С, в мае она составляет 15°, июне -19° С, сумма положительных температур выше 5° - 2350-2600° С. Засуха разной степени повторяется через 3-4 года.

Объекты исследований. Подстилочный навоз, различной степени разложения, типичные мощные глинистые и тяжелосуглинистые черноземы, полевые культуры: однолетние кормовые культуры, их смеси, зерновые культуры - озимая пшеница, рбжь, амфидиплоиды, яровой ячмень; картофель, сахарная свекла.

Программа и методы исследований. Было предусмотрено осуществить анализ динамики плодородия пашни северной части ЦЧР, определить ресурсы органической массы побочной продукции урожая и ее роль в повышении почвенного плодородия. На основе полученных в опытах данных сравнить влияние отдельных культур севооборота на изменение плодородия почвы. Исследовать вопросы увеличения производства навоза, уменьшение потерь питательных веществ и органической массы в процессе хранения, дать оценку эффективности применения различной степени разложения навоза и его взаимодействию с минеральными удоб-

рениями. Сравнить эффективность ежегодного и запасного внесения доз минеральных удобрений, определенных различными способами, при обычных и интенсивных технологиях возделывания культур, определить взаимную зависимость влияния удобрений и погодных факторов на величину урожая и расход продуктивной влаги на образование единицы продукции (схемы опытов см. ниже). Чередование культур - чистый или занятый пар, озимые, картофель, сахарная свекла, ячмень.

Органические и минеральные удобрения вносили под вспашку черного пара ,или его перепашку, под яровые культуры при вспашке зяби. В опытах возделывали районированные сорта сельскохозяйственных культур по рекомендованной для области технологии. Учет урожая сплошной поделяночный. Площадь опытной делянки в опытах составляла от 2500 до 100 м2, учетной - 736-58,9 м2. В почвенных образцах определяли гумус - по Тюрину, нитратный и аммиачный азот - калориметрическим методом с дисульфофеноловой кислотой и реактивом Неслера, легкогидролизуемый - методом Тюрина-Кононовой и Кронфилда, подвижный фосфор - по Чирикову, обменный калий - по Масловой, сумму поглощенных оснований и гидролитическую кислотность - по Каппену, рН - потенциометрическим методом. В растительных образцах азот определяли по Къельдалю, фосфор - калориметрически, калий - на пламенном фотометре, белок - по содержанию азота с пересчетом через коэффициент 5,7, сахаристость корнеплода сахарной свеклы - на поляриметре, хлебопекарные свойства муки из пшеницы - в лабораториях качества, аминокислотный состав - на анализаторе «Д-500».

2. Динамика плодородия почв северо-восточной части ЦЧЗ (Тамбовская область)

Одним из обобщающих показателей почвенного плодородия можно считать содержание гумуса. В представленном отчете императорскому вольному экономическому обществу В. В. Докучаевым (1883 г.) сказано, что почвы на северо-западе Тамбовской области в пахотном слое содержали 9% органического вещества, а на востоке области в слое почвы 0-30 см от 11,5 до 13,1, в слое 60 см - 6,2-7,7, а на глубине одного метра - 3,1-3,3%. Следующее обследование пахотных земель проводилось в 1970 году. К этому времени черноземы Тамбовской области в слое 0-30 см содержали гумуса от 8,4 до 2,7%, а в слое 4050 см от 6,4 до 1,6%. Содержание оснований (Са + Мг) в слое 0-30 см составляло 46,5-18,3 мг-экв на 100 г почвы и в слое 40-50 см - 45,615,6 мг-экв на 100 г почвы. Степень насыщенности основаниями сохранялась на уровне 84,5-92%. В верхнем слое почвы содержание подвижных форм Р205 на отдельных полях достигало 18,0 мг/100 г

почвы, а в своем большинстве не превышало 9 мг/100 г почвы. В слое почвы 40-50 см содержалось Р205 13-8 мг/100 г почвы. Содержание К20 составляло 18-20 мг/100 г почвы, гидролитическая кислотность 3-7 мг-экв на 100 г почвы и рН солевой вытяжки 5,36,0.

За 80 лет, прошедших между двумя широкомасштабными обследованиями почвы, больше всего уменьшилось в ней содержание гумуса.

Применение удобрений. За 1971-1975 годы в земледелии Тамбовской области выносилось из почвы, урожаем 476 тыс. т N. а вносили его в почву с удобрениями на 216 тыс. т меньше, на 116 тыс. т меньше вносили К20 и Р205 - на 7,9 тыс. т. В последующие пятилетия применение удобрений возросло и превышало вынос питательных веществ из почвы урожаем. Так, за 1981-1985 годы положительный баланс азота достиг 151,7 тыс. тонн, Р205 - 224 и К20 - 75,9 тыс. тонн. Все большая часть выноса питательных веществ из почвы растениями восполнялась за счет внесения органических удобрений (табл. 1).

Таблица 1

Внесено 1ЧРК за счет минеральных и органических удобрений в % к вынесенным урожаем (в среднем из 5 лет)

Годы Азота (И) Фосфора (Р205) Калия (К20)

1 2 3 1 2 3 1 2 3

1971-1975 40,4 14,2 54,6 74,4 20,7 95,1 36,0 20,3 56,3

1976-1980 59,0 24,9 83,9 129 34,7 164 62,5 33,5 96,0

1981-1985 90,2 44,6 135 185 65,1 250 73,3 52,3 126

1986-1990 92,4 29,5 122 205 43,1 248 76,9 37,9 115

1. За счет минеральных удобрений. 2. Органических. 3. Всего

К этому'времени повысилось содержание фосфора в почве, уменьшились площади очень бедных и бедных по содержанию фосфора и увеличилась площадь пашни с высоким содержанием Р205. На многих полях заметно повысилось содержание легкогидролизуемого и других форм азота.

Научно обоснованной системой земледелия предусмотрено повышение почвенного плодородия. Поэтому все большее значение приобретает увеличение производства и внесение на поля органических удобрений. В связи с этим в первую очередь рассматривали пути

повышения почвенного плодородия за счет использования нетоварной части урожая.

3. Пути повышения плодородия типичного чернозема

Влияние культур на содержание гумуса типичного чернозема. Анализ многолетних данных показал, что после зерновых культур за счет стерни и корней остается много больше органической массы, чем отчуждается с поля с урожаем зерна. На удобренном фоне увеличивается количество органической массы стерни и корней, но на единицу полученного урожая зерна ее приходится меньше. Следовательно, удобрения в большей части используются растениями на формирование репродуктивной части урожая. Исключение составляет подсолнечник.

Насыщение севооборота пропашными культурами способствует более быстрому уменьшению в почве органических веществ. Это справедливо для кукурузы и сахарной свеклы, которые за- счет пожнивных остатков и корней компенсируют 66-83% разрушенной в течение года органической массы почвы. В то же время подсолнечник обогащает почву органической массой, так как он, среди других однолетних культур, оставляет на поле самое большое количество органического вещества,, но уступает в этом многолетним травам (табл. 2).

Таблица 2

Соотношение отчуждаемой н остающейся органической массы урожая

Урожайность абсолютно сухого Остается на поле орга-

Культуры вещества, ц/га нической массы на

отчуждаемого с ос- неотчужда- единицу основной

новной продукцией емого продукции

I 2 1 2 1 2

Озимая рожь 21,4 28,1 38,7 43,8 1,81 1,56

Озимая пшеница 25,7 30,2 35,9 37,3 1,40 1,24

Ячмень 29,8 - 35,9 - 1,20 -

Горох i 9,0 21,1 21,8 21,9 1,15 1,04

Подсолнечник 12,3 13,6 52,1 69,8 4,24 5,13

Сахарная свекла 61,4 75,6 45,6 55,8 0,74 0,74

Кукуруза 42,9 48,4 28,3 30,4 0,66 0,63

Вико-овес на сено 39,7 - 37,0 - 0,93 -

Люцерна+клсвер+

овсяница 22,5 - 79,0 - 3,51 -

1. Без удобрений 2. Удобренный фон

Основная масса корней полевых культур располагается в метровом слое почвы и распределяется по слоям следующим образом (табл. 3).

Таблица 3

Распределение сухого вещества корней по слоям почвы, в % от общего веса в метровом слое

Слой Озимая Озимая Яровой Горох Подсол- Сахарная Куку- Много

почвы, рожь пшеница ячмень нечник свекла руза летние

см травы

0-30 70,4 62,0 48,9 54,8 79,0 44,0 64,0 75,8

30-50 13,8 13,8 16,4 18,6 28,1 22,2 16,0 10,1

50-75 9,8 13,5 21,9 17,4 7,4 20,2 11,8 8,6

75-100 6,0 10,5 12,8 9,1 5,5 13,4 8,0 5,5

В 0-30 см слое почвы подсолнечник оставляет самую большую часть органического вещества.

На основе данных, полученных в стационарном опыте, установлено влияние бессменного возделывания сахарной свеклы без удобрений и при внесении под нее 10 т/га навоза и М30Р60К45 минеральных удобрений, а также в севообороте с внесением 7,5 т/га навоза и ^27 8 37^23 5 на содержание гумуса в почве (табл. 4).

Таблица 4

Изменение содержания гумуса (%) в пахотном слое почвы (0-30 см) при возделывании сахарной свеклы

Без удобрений

Удобренный фон

бессменно бессменно в севообороте

1963 г. 1977 г. ± к 1963 г. 1963 г. 1977 г. ± к 1963 г. 1963 г. 1967 г. ± к 1963 г.

7,08 6,70 -0,38 7,45 7,76 +0,31 6,90 7,32 +0,42 80=0,32%

Из данных табл. 4 можно вычленить роль удобрений и.севооборота по накоплению гумуса в почве. Расчеты показали, что на каждую тонну навоза, вносимую ежегодно из расчета на гектар, за время опыта приходится прироста гумуса 0,069%. За счет неотчуждаемой с поля органической массы других культур севооборота за годы опыта содержание гумуса увеличилось на 0,28%.

Эффективное плодородие зависит не только от количества накопленного гумуса в почве, но и от его состава, главным образом от содержания в нем гуминовых и фульвокислот. Через 11 лет после начала опыта анализ образцов почвы показал, что фракционный состав гуминовых и фульвокислот зависит от способа использования поля.

В паровом поле, на котором предварительно возделывались культуры, в слое почвы 0-20 см 4,37% углерода от его содержания в почве находилось в соединениях первой фракции гуминовых кислот. На поле бессменного чистого пара такого углерода было в 3 раза меньше. В слое почвы 20-40 см содержание углерода в первой фракции гуминовых кислот составило 2,39%, что несколько больше, чем на поле бессменного пара. Под кукурузой в севообороте углерода первой фракции гуминовых кислот в слое почвы 0-20 см содержалось в 3,6, а в слое 20-40 см в 2,8 раза больше, чем под кукурузой, возделываемой бессменно. Содержание углерода второй фракции мало зависело от способа использования поля. В то же время содержание углерода третьей фракции под бессменной кукурузой, как и постоянным паром, было больше в верхнем слое почвы в 2,7 раза и в нижнем - в 2 раза.

При бессменном посеве ячменя первой фракции гуминовых кислот содержалось несколько больше, чем при его посеве в севообороте. На долю фульвокислот в слое почвы 0-20 см приходится 17,923,2% и в слое 20-40 - 17,2-21,0% углерода почвы. В составе этих кислот в среднем содержится 2% азота, тогда как в гуминовых кислотах - 4%. На паровом поле в севообороте за счет минерализации пожнивных остатков накапливалось больше фракций фульвокислот, которые способны быстрее минерализоваться и пополнять доступные для культурных растений питательные вещества.

Химический анализ гумуса показывает, что образование первых фракций гуминовых и фульвокислот идет более активно в случае поступления в почву свежей органической массы. Это предположение основывается на том, что при практически равном содержании общей суммы фракций гуминовых и фульвокислот на различных вариантах содержание первых фракций больше там, где в почву поступало свежее органическое вещество и где интенсивнее проходила аэрация почвы.

Применение органических удобрений. В 1981-1985 годах вынос питательных веществ из почвы урожаем восполнялся органическими удобрениями на 50,7%, а за 1986-1990 годы - на 34,5%. Главной причиной уменьшения внесения на поля органических удобрений было то, что за 10 предшествующих лет (1976-1985) были использованы запасы навоза, а его производство в эти годы не увеличилось.

Состояние почв ЦЧЗ вызывает необходимость искать пути увеличения производства и внесения на поля органических удобрений в таком объеме, который позволит остановить деградацию чернозема и восполнить минерализованный за долгие годы в нем гумус.

Опыт по производству навоза. В справочной литературе определен выход навоза от условной головы скота 8-10 тонн в год. Для достижения восполнения гумуса за счет навоза необходимо иметь одну условную голову скота на гектар пашни. Такая плотность содержания скота на территории ЦЧЗ практически невозможна. В то же время для нужд животноводства используется не более 20% соломы. Следовательно, есть возможность за счет большего применения скоту подстилки из соломы увеличить производство навоза. В связи с этим были поставлены опыты по достижению максимального выхода навоза от условной головы крупного рогатого скота.

Опыт в течение 4 лет проводился на племенной ферме Тамбовского НИИСХ, где имелось 400 голов дойного стада. В стойловый период скот содержали на привязи с постоянно сменяемой подстилкой из соломы. Навоз удаляли скребковым транспортером через каждые 2-3 часа, загружали в транспортную тележку, отвозили к месту хранения и укладывали в штабель.

Опыт показал, что выход экскрементов от одной коровы составил 55 кг в сутки с влажностью 88%. Частичное попадание технологической воды повышало влажность до 90%, а массу навоза, вместе с подстилкой (10-13 кг в сутки на одну голову), до 60-70 кг. За год от условной головы скота выход навоза достигал 20 тонн.

Для определения потерь азота в зависимости от соотношения экскрементов и подстилочной соломы в марте-апреле проводили микроопыты. Для этого на металлические лотки, площадью 1 кв. м г глубиной 10 см, укладывали специально подготовленный навоз и: подстилки (измельченная солома, торф), твердых и жидких экскрементов в соотношении по весу, указанному в табл. 5. Первые 6 часо1 образцы навоза находились в коровнике, все последующее врем* опыта - в местах его складирования. В зависимости от соотношенш экскрементов и измельченной соломы потери общего азота из наво за при его нахождении в неуложенном в штабель состоянии за врем) опыта составили 32,5-41,3% от первоначального содержания, амми ачного - 86,0-93,0.

Для большего сохранения азота в навозе нужно не только опреде ленное количество подстилки животным, но и соответствующие ус ловия его хранения. Торфяная подстилка способствовала лучшем сохранению азота в навозе. При ее добавлении в экскременты в 1, раза меньше, чем сухого вещества соломы, потери азота из навоз

Содержание и потери азота в навозе в зависимости от состава и времени нахождения до укладки в штабель

Варианты опыта: соотношение соломы, твердых и жидких экскрементов по весу Начальная влажность навоза, % Содержалось N в начале опыта, % на с. в. Потери азота через (в % от начального содержания)

6 часов 1 сутки 4 суток 8 суток 16 суток 32 суток 49 суток

1. 1:2:1

2 . 0,5:2:1

3. 0,25:2:1

4. 0,1:2:1

5. 0:2:1

6. 0:1}1

71,7

78,9

81.3

84.4

88,6 90,/

1 1,90 16,9 - 32,1 24,2 37,4 25,3 34,7

2 0,50 6,0 16,0 56,0 66,0 80,0 76,0 93,0

1 2,12 - 23,6 26,0 15,6 25,5 28,8 32,5

2 0,60 16,7 б; 10,0 30,0 69,7 83,3 88,3

1 2,36 - 24,2 25,4 25,0 31,4 28,0 33,1

2 0,86 23,3 11,6 25,6 58,1 77,9 83,7 90,7

1 2,44 - 19,7 20,9 3,3 29,5 32,8 35,6

2 0,93 6,5 - 19,4 29,0 24,7 80,6 86,0

1 2,60 - 20,8 16,9 10,8 28,5 33,5 41,5

2 1,08 - - - - 18,5 2П,0 88,0

1 2,86 10,1 25,9 32,2 19,6 32,2 34,6 41,3

2 0,94 10,6 5,3 - 20,2 23,4 78,7 87,2

1. Общего азота 2. Аммиачного азота

со

были по вариантам опыта равными или несколько меньше (табл. 6).

Таблица 6

Потери общего азота из навоза в зависимости от количества и вида подстилки

' № вариан- Соотношение подстилки, Содержание су- Соломенная Торфяная

твердых и жидких хого вещества подстилки в 1 т 1 2 1 2

тов экскрементов навоза, кг

1 1:2:1 200 6,6 100 6,6 100

2 0,5:2:1 100 6,9 105 7,4 112

3 0,25:2:1 50 7,8 118 6,0 91,0

4 0,1:2:1 20 8,2 124 5,1 77,0

5 0£:1 0 11,8 179 11,8 179

1. Потери общего азота на 1 т сухого вещества навоза, кг

2. В % к 1 варианту.

При содержании в каждойтоине намза около 200 кг сухого вещее тва соломы на каждую тоину^иа^оза за 49 дней потерялось 6,6 к азота. При уменьшении подстилки в 2 раза потери азота возросли и; 5%, при уменьшении в 4 раза - на 18, а при десятикратном уменьше нии - на 24%. За это же время потери азота только из экскрел1енто животных достигли 79%. Следовательно, при недостатке подстилю целесообразно добавлять ее в меньшей доле, но во всю производи мую массу навоза.

При хранении навоза в штабеле для определения потерь азот отбирали образцы весом 5 кг и помещали в капроновые сетки с ячей кой 2x2 мм. Для каждого срока определения потерь азота закладыва ли 4 образца. Перед началом опыта определяли содержание сухог вещества, общего азота, фосфора и калия rio принятой для этих аш лизов методике. Образцы навоза укладывали в среднюю часть штг беля по высоте, а по ширине - на некотором расстоянии друг с друга к середине штабеля, что позволяло более объективно опред( лить потери. Их величина показана в табл. 7.

Потери сухого вещества и азота навоза при его хранении в штабеле

Время хра- Содержа- Содержание азота Темпера-

нения навоза ние сухого вещества в образцах навоза, г в образце навоза, 96 в сухом веществе, % в образце навоза, г тура навоза в

1 2 1 2 1 2 штабеле, "С

Вначале 838 0,37 0,16 2,23 1,0 18,7 8,38

10 дней 785 0,39 0,13 2,23 0,77 17,5 6,04 -0,2

20 дней 738 0,36 0,13 2,11 0,75 15,6 5,53 0,2

1 месяц 784 0,34 0,13 2,03 0,74 15,8 5,80 1,5

2 месяца 794 0,39 0,17 . 1,88 0,83 14,9 6,59 6,3

4 месяца 751 0,38 0,16 1,82 0,82 13,7 6,16 " 21,1

Сохранилось к концу опыта, % 89,6 103 100 81,6 82,0 75,1 73,7

1. Общий азот 2. Аммиачный азот

При наступлении срока, указанного в табл. 7, образцы навоза извлекали из штабеля, взвешивали и определяли потери. Процентное содержание азота в образцах навоза за 4 месяца хранения практически не изменилось, в пересчете на сухое вещество общего и аммиачного азота потеряно по 18%, а при учете начального веса азота и после опыта потери его составили соответственно 25 и 24%. Такую разницу оценки потерь можно объяснить снижением влажности навоза и более быстрым разрушением органической массы навоза в сравнении с потерей азота, то есть более точно потерю азота из навоза можно установить определением его веса в образце.

При хранении навоза в небольших кучах (0,8-3,3 т) потери компонентов навоза определяли таким же методом, как и при определении потерь в штабеле. Установлено, что в таких кучах навоза потери общего азота достигли 35%, а аммиачного - больше половины. По сравнению с хранением навоза в штабеле потери сухой массы навоза при хранении в кучах возрастали в 2,26 раза.

В штабеле потери азота увеличивались плавно, тогда как в кучах первое время терялось столько же азота, сколько и в штабеле, а к концу опыта потери в кучах резко возросли. Такая же закономер-

ность отмечена по изменению содержания сухого вещества. Видимо этому способствовала более высокая температура навоза в куча: (табл. 8).

Таблица 1

Поглощение аммиака из разных по массе куч навоза раствором серной кислоты

Время хранения наво- Масса куч (тонн) Средняя тем-

3,3 1,6 0,8 пература окружаю ше го

за, дни 1 2 1 2 1 2 воздуха

2 158 16 97 27 170 23 -0.6

5 82 18 82 31 77 31 -0.5

14 6,0 16 4,0 22 4,0 24 2,0

42 6,0 22 5,6 20 6,4 19 11.2

49 следы 21 слсды 20 следы 17 6,8

1. Поглощалось N за 5 часов, мг

2. Температура навоза, "С.

При меньшей массе навоза (3,3; 1,6; 0,8 т) температура в середин! кучи была выше. Поэтому при их укрытии прозрачной полиэтилено вой пленкой, под которую устанавливался сосуд с раствором серно! кислоты, им поглощались из разных по массе куч близкие по вес; дозы аммиачного азота. Больше всего аммиака выделялось из навоз ных куч в первые 5 дней, через 49 дней выделение ЫН3 из навоз практически прекращалось. Следовательно, потери азота из навоз можно уменьшить за счет оптимального добавления подстилки жи вотным и укладки в штабель в след за удалением из мест содержани: скота. Такая организация хранения навоза только в Тамбовской об ласти уменьшит потери азота на 6 тыс. тонн в год. Потери фосфор и калия при хранении навоза в наших опытах не установлены.

Считают, что семена сорняков теряют всхожесть в навозе от воз действия высоких температур. При плотном хранении навоз остает ся «холодным». Нами определялось влияние среды навоза на всхо жесть семян сорных растений. Для этого в штабель закладывали об разцы семян сорняков. Результаты опыта показаны в табл. 9.

Всхожесть семян сорняков (%) после различного срока пребывания в штабеле навоза

(в среднем из 2 опытов)

Семена сорняков Время хранения семян, месяцев

1 2 4 8 12

а б » 1 б а 1 б а 1 б ^ 1 б

Гречишка

развесистая 52 60 54 43 53 22 49 0 51 0

Круглец 71 26 55 14 60 12 86 0 46 0

Марь белая 72 59 56 35 66 14 46 1,2 32 0

Овсюг 61 25 75 26 82 87 0 90 0

Осот розовый 8,0 6,0 12 2,2 8,0 1,3 2,0 0 13 0

Щирица 48 60 53 47 52 40 45 0 62 0

а) при оптимальных условиях хранения

б) при помещении в штабель навоза

При нахождении в навозе семена сорных растений теряли всхожесть полностью через 8 месяцев, а марь белая - через 12. За это время температура навоза выше 30° не поднималась.

Повышение почвенного плодородия типичных черноземов. В Тамбовской области до 1975 года за счет минеральных и органических удобрений питательных веществ вносили значительно меньше, чем их выносилось урожаем. За 1976-1980 годы был достигнут положительный баланс по фосфору, а в следующее пятилетие по 14, Р и К. Внесение питательных веществ в почву с удобрениями превышало их вынос урожаем из почвы по азоту на 5%, фосфору - 149, калию -15%. Большая часть выноса питательных веществ урожаем из почвы восполнялась за счет минеральных удобрений.

Для получения дополнительных сведений о роли минеральных удоб- , рений в повышении почвенного плодородия типичного чернозема нами был проведен опыт по схеме: 1. Контроль без удобрений. 2. Оптимальные дозы ^К, вносимые под каждую культуру. 3. То же, вносимые одновременно для трех культур. 4. Расчетные дозы КРК на планируемую урожайность, вносимые под каждую культуру, 5. То же, вносимые одновременно на три культуры. На 2 и 3 варианты за ротацию было внесено М160Р140К|60, на 4 и 5 - Н,61Р440К|67. В опытах использовалась аммиачная селитра, двойной гранулированный суперфосфат и хлористый калий.

Опыты проводили на типичном черноземе ОПХ «Ярославка» Тамбовского НИИСХ в двух полях трехпольного севооборота с чередо-

ванием культур: занятый пар, озимые, картофель. Состав почвы сред-несуглинистый с содержанием гумуса 7-8%, легкогидролизуемого N 5-6 мг, подвижных форм Р,05 7-11 мг, обменного К20 - 30 и более мг на 100 г почвы, размер делянки 2500 и 630 кв. м, повторность - четырехкратная. Почвенные образцы отбирали после первой ротации.

Анализ почвенных образцов показал, что на всех удабриваемых вариантах опыта повышалось содержание доступного для растений Р205 в почве. Из внесенного за годы опыта P2Os не использовано на прибавку урожая варианта 2 - 125 кг, 3 - 127, А - 430 и 5 - 432 кг, или 90-98% от внесенного с удобрениями. Только в слое почвы 0-30 см от внесения удобрений увеличилось содержание Р205 I-1I групп (по Чирикову) 2 варианта на 59 кг/га, 3 - на 41, 4 - на 154 и 5 - на 201 кг/га или соответственно 47,2, 32,3, 35,8 и 46,5% внесенного в почву фосфора находилось в 0-30 см слое почвы в виде I и II группы.

В связи с различным мнением о перемещении фосфора удобрений ниже глубины его заделки в почву, по завершении опыта с двух пов-торностей каждого поля были отобраны образцы почвы через каждые 10 см по профилю до глубины 1 м, в них определено содержание Р205. На всех делянках и для каждой глубины образцы отбирали из 5 мест и составляли средний образец для химического анализа.

Из данных анализа видно, что с увеличением доз минеральных удобрений возрастает содержание Р205 в метровом слое почвы не только I и II групп, но и третьей, растворимой в 0,5 n HCl. Вниз по профилю почвы содержание подвижного фосфора в почве уменьшалось, но оно было выше, чем на неудобренном варианте. С глубиной зависимость содержания подвижного фосфора в почве от количества внесенных удобрений нарушается. Содержание Р205Ш группы до глубины 40-60 см зависело от дозы Р205. С глубины 60 см содержание в почве фосфатов III группы на всех вариантах резко возрастало. Содержание фосфора III группы, видимо, обуславливалось не только внесением фосфорных удобрений, но и азотных. При внесении их в почву они могли влиять на переход менее подвижных форм фосфатов почвы в более подвижные.

Распределение фосфора по слоям почвы в % от его содержания в метровом слое показано в табл. 10. Из приведенных в таблице 10 данных следует, что в неудобренных и удобренных умеренными дозами фосфора типичных черноземах устанавливается определенное химическое или физико-химическое равновесие и независимо от абсолютного содержания подвижного Р205 в почве, он распределяется по отдельным ее слоям практически равными долями от его весового содержания в метровом слое.

При внесении больших доз Р205 (4 и 5 вар.) их проникновение в нижние слои и повышение содержания Р205 в почве, по отношению

Распределение Р205 по слоям почвы, % от содержания в метровом слое

№ ва- Содержание ± к 1 ва- Глубина слоя почвы, см

риантов Рг05 в метровом слое

рианту, 0-20 20-40 40-60 60-80 80-100

почвы, кг/га кг/га

I + 11 группы

1 573 - 25,5 21,4 18,7 18,8 15,5

2 736 163 25,8 20,5 16,2 17,5 20,0

3 669 96 26,2 21,7 18,0 18,2 15,9

4 726 153 37,5 22,2 14,8 15,7 9,8

5 932 359 32,3 21,5 15,9 17,9 12,4

III группа

1 1272 - 21,5 , 17,0 16,2 19,3 26,0

2 1532 260 20,8 18,0 18,0 20,9 22,3

3 1670 398 19,0 16,4 16,1 21,9 26,6

4 1767 495 23.3 15,6 17,3 20,0 23,8

2075 803 20,5 17,9 16,4 19,3 26,0

к умеренно удобренным вариантам, возрастало незначительно, а на глубине 80-100 см не имело преимуществ, то есть типичные черноземы при внесении высоких доз Р205 способны большую его часть удерживать в верхнем слое почвы и в доступном для растений состоянии, чем обеспечивать длительное последействие фосфора и возможность его разового внесения на несколько лет. Для повышения содержания Р205 в слое почвы 0-30 см на 1 мг/100 г затрачивалось фосфора удобрений на вариантах: 2-63 кг/га, 3 - 92,7, 4 - 87,8, 5 -67,5 кг/га. Фосфатов III группы в метровом слое почвы обнаружено больше, чем первых двух, особенно на глубине 60-100 см.

В этом опыте определяли и содержание азота в почве на различной глубине. Азот, как и фосфор, при внесении минеральных удобрений способен накапливаться в почве, проникать на большую глубину и находиться во всей толще почвы в доступном для растений состоянии. В метровом слое почвы на всех вариантах опыта с удобрениями увеличилось содержание N03 и не возросло содержание NH3. Около половины N03, от содержащегося в метровом слое, находилось в слое 0-20 см, а в слое 0-40 см на неудобренном варианте его содержалось 85%, на вариантах с ежегодным внесением (2 и 4) около 70 % и на вариантах с внесением удобрений в запас (3 и 5) 79 и 75%. Аммиачного азота в метровом слое почвы содержалось несколько больше. Но в слое почвы 0-20 см той и другой формы азота содержа-

лось поровну. Ниже этого слоя содержание NH3 преобладало.

В последующих опытах, в звене севооборота: озимая пшеница, сахарная свекла, ячмень изучалась роль органических и минеральных удобрений и их сочетания в повышении почвенного плодородия по схеме для озимой пшеницы: 1. Контроль без удобрений. 2. Свежий навоз 40 т/га. 3. Полуперепревший навоз 40 т/га. 4. NPK минеральных удобрений в дозах, равных содержанию этих элементов в дозе полуперепревшего навоза. В этих опытах под посев сахарной свеклы каждую делянку разделяли на 5 частей площадью 200 кв. м и вносили NPK по схеме: 1. Контроль без удобрений. 2. N60P60K60, 3. N^P^K,,,, 4. N120PI20K120. 5. N^jP^K,^. Под ячмень каждую делянку делили на две части по 100 кв. м. На одну часть вносили N40P40K40, а другая часть оставалась неудобренной. Под озимую пшеницу удобрения вносили под перепашку черного пара, под сахарную свеклу и ячмень - при вспашке зяби. Почвенные образцы отбирали после уборки ячменя со всех 4 фонов и с вариантов каждого фона, где под сахарную свеклу и ячмень вносили N60P60K60, N40P40K40 и N135P135K13S, ,N40P40K40.

Накопление NPK удобрений в почве. Внесение органических и минеральных удобрений способствовало накоплению N03 и NH3 в почве (табл. 11). Так от внесения свежего навоза в метровом слое почвы повысилось содержание нитратной и аммиачной формы азота на 36,9 kr/га, что соответствует 30% от первоначального содержания азота в дозе свежего навоза. На варианте с полуперепревшим навозом эта прибавка соответствовала 35%, а на вар. 10 -50% от первоначально внесенного азота удобрений. Видимо, азот органических удобрений к этому времени не полностью минерализовался и находился в менее подвижной форме. На вариантах 1, 4 и 7 половина минерального азота, обнаруженного в метровом слое почвы, находилась в слое 0-30 см, тогда как на 10 варианте - 29%. От последующего внесения NPK под сахарную свеклу и ячмень содержание N03+NH3 в метровом слое почвы увеличилось, но его доля от содержащегося в этом спое почвы снижалась, особенно при внесении под сахарную свеклу и ячмень N175. Значительная доля N03+NH3 обнаружена в слоях почвы 50-70 и 70-100 см. Азот в этой форме накапливался в вышеназванных слоях от внесения органических и минеральных удобрений. При этом навоз способен удерживать от вымывания в нижние слои почвы в большей степени азот, содержащийся в нем, и в меньшей, который вносится с минеральными удобрениями в последующее время. Следует отметить влияние органических удобрений на экологическую ситуацию. При их внесении содержащийся в почве азот проникает на небольшую глубину и в меньшем количестве, тогда как от многократного внесения минеральных удобрений резко возрастает содержание азота в более глубоких горизонтах почвы (вар.

Таблица 11

Накопление азота ( N03 + NH3) в слоях почвы

№ вари- Внесено удобрений под озимую пшеницу Внесено NPK, кг/га каждого элемента под Внесено N с удобрениями, кг/га Обнаружено N в 1 м слое Увеличилось содержание в 1 м слое почвы Содержание в слоях почвы лт его наличия в 0-100 см слое почвы, %

ан-тов сахарную св?клу ячмень почвы, кг/га кг/га % от внесенного 0-30 30-50 50-70 70-100

1. Без удобрений 0 0 87,4 • 49,4 17,8 20,8 12,0

2. СО 40 100 107,6 20,2 20,2 69,0 11,0 8,7 11,3

3. '35 40 175 159,8 72,4 41,4 60,6 12,8 15,6 11,0

4. Свежий навоз 0 0 123 124,3 36,9 30,0 49,2 15,8 14,6 20,3

5. 40 т/га 60 40 223 342,4 255 114,4 • 41,4 24,0 13,5 21,1

6. » 135 40 298 246,2 158,8 53,3 25,3 13,2 9,3 52,2

7. Полуперепревший • 0 0 181 . 151,4 64,0 35,4 49,0 17,8 11,1 22,1

8. Навоз 40 т/га 60 40 281 164,0 76,6 27,3 39,3 16,0 20,6 24,1

9. » 135 40 356 281,1 193,6 64,4 25,4 24,3 20,2 30,1

10. минеральных

удобрений ' 0 0 181 178,7 91,3 • 50,4 29,0 26,9 17,7 26,4

11. = их содержанию 60 40 281 212,7 125,3 44,6 • 49,1 23,0 16,0 11,9

12. В полуперепревшем

навозе 135 40 356 522,2 434,8 122,1 27,3 26,2 22,2 24,3

12). По этой причине возникает опасность повышения содержания N03 в грунтовых водах.

Содержание Р205 в слое почвы 0-30 см, по четырехлетним данным анализа, практически не изменилось. В то же время фосфор удобрений только частично использовался на прибавку урожайности. Большая часть Р205 удобрений оставалась в почве. В связи с этим в последние два года опыта образцы почвы после уборки ячменя отбирали до глубины 1 м. Их анализ показал, что в слое почвы 30-50 см свежий навоз способствовал накоплению фосфатов всех трех групп (по Чирикову). На этой глубине от внесения полуперепревшего навоза накопление фосфатов было больше, чем от внесения минеральных удобрений. На глубине 50-70 и 70-100 см больше всего накапливалось фосфатов всех групп и их суммы на варианте с внесением свежего навоза. Нами не отмечено существенного различия в накоплении фосфатов в слое 50-70 и 70-100 см как отдельных групп, а также их суммы, на вариантах с внесением полуперепревшего навоза и такого же количества NPK минеральных удобрений.

Полученные в опытах данные подтверждают то, что от внесения навоза в подпахотном слое почвы накапливается больше Р205, чем от внесения минеральных удобрений. При разложении свежего навоза образуется наиболее мобильные фракции гумуса, чем от разложения полуперепревшего навоза. В силу этого на варианте, где вносили свежий навоз, было несколько больше фосфора, чем на варианте с полуперепревшим навозом, и он проникал глубже по профилю почвы.

Внесение минеральных удобрений под сахарную свеклу и ячмень на фоне свежего навоза способствовало большему накоплению в почве Р205 и его проникновению в нижние слои почвы.

Содержание фосфатов I и II групп на всех вариантах опыта было примерно одинаковым и с глубиной изменялось несущественно. И только на 5 и 6 вариантах оно уменьшалось с одновременным увеличением содержания фосфатов III группы. Увеличение содержания фосфатов III группы могло происходить не за счет фосфора удобрений, а перехода труднорастворимых фосфатов почвы в более растворимые формы.

Черноземные почвы содержат значительные запасы валового и обменного калия. По нашим данным, за годы опыта, на варианте без внесения удобрений в сравнении с вариантами, на которые вносили удобрения под озимую пшеницу (вар. 4, 7 и 10), содержание подвижного калия в почве не изменилось. При последующем внесении К20 в дозе 100 и 175 кг/га по отношению к содержанию К20 в почве на предварительно удобренных фонах увеличилось содержание fc^O в слое почвы 0-30 см. В более глубоких слоях почвы на фоне примене-

ния органических удобрений последующее внесение К20 содержание его в почве не повысило, а при внесении свежего навоза даже снизилось. На фоне минеральных удобрений последующее внесение К10П и К175 во всех слоях почвы до глубины 1 м повышало содержание

к2о.

По данным наших опытов можно полагать, что свежий навоз каким-то образом способствовал перемещению обменного калия из нижних горизонтов почвы в верхние, так как при внесении К175 на вар. 6 возросло содержание К20 в слое почвы 0-30 см на 7 мг/100 г почвы, в то же время на такую же величину содержалось К20 меньше в слое 70-100 см по отношению к вар. 4, где после внесения свежего навоза удобрения не вносили.

4. Влияние подстилочного навоза различной степени разложения на урожайность культур

Как пишет академик С. Г. Скоропанов (1989), в последние годы неизмеримо возросла роль органических удобрений. Это связано не только с поддержанием баланса гумуса в почве, но и с необходимостью повторного использования ЫРК, которые около половины остаются в экскрементах.

Обобщая исследования немецких ученых, С. Л. Франкфурт (1900) сформулировал вывод, что выбор степени перегнивания навоза до его внесения в почву должен зависеть от предполагаемой величины денитрификации в почве. По его мнению тяжелые суглинистые почвы, не подверженные переувлажнению, целесообразно удабривать свежим навозом. Д. Н. Прянишников (1908) считал, что навоз можно вносить не только под вспашку, но и зимой. Однако это требовало дополнительных исследований.

В связи с этим на типичном черноземе с вышеописанной агрохимической характеристикой в звене севооборота - черный пар, озима« ншспица, епларпйл свскЛсц ;;.гч.^I;ь был заложен опыг по схеме: 1. Контроль без удобрений. 2. Свежий навоз, вывезенный зимой. 3. Свежий навоз, вывезенный весной. 4. Перегной, вывезенный зимой. 5. Перегной, вывезенный весной. 6. Полуперепревший навоз, вывезенный зимой. 7. Полуперепревший навоз, вывезенный весной.

8. Полуперепревший навоз, разбросанный зимой по вспаханному пару.

9. Полуперепревший навоз, внесенный осенью под вспашку черного пара. 10. ^РК в дозе, равной содержанию этих элементов в полуперепревшем навозе, вносимом весной. Площадь делянки 1000 кв. м, повторность четырехкратная.

Под посев сахарной свеклы делянки 1, 3, 7 и 10 вариантов использовались в качестве фона для внесения на каждую из* них следующих

доз ^К: 1. Без удобрений. 2. Т^60Р60К60. 3. 1^90Р

90^)0' ^ 120^120^120'

5. N135P|35K|35, то есть общая схема становилась двадцативариантной. Для опытов с ячменем, после уборки сахарной свеклы, делянки делили пополам. На одну вносили М40Р40К40, вторая оставалась неудобренной. Навоз вносили в дозе 40 т/га. Первоначально с навозом вносили:

Внесено, Варианты опыта

кг/га 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

N 0 123 123 298 298 181 181 171 168 181

Р205 0 68 69 282 280 118 100 112 123 100 К20 0 102 108 206 204 154 124 128 163 124

За время нахождения навоза на поле в кучках, вывезенных зимой, в свежем навозе в среднем за 4 года содержание азота с 0,31% повысилось до 0,51, в полуперепревшем - с 0,46 до 0,64 и перегное - с 0,75 до 0,82%. Возрастало содержание азота и в расчете на сухое вещество навоза. Это происходило по причине потери влаги и минерализации сухого вещества навоза, а солома навоза поглощала аммиак. Во все годы опыта, ко времени запашки навоза весной, под местом его нахождения мерзлой почвы не обнаружено. За время нахождения куч навоза на поле содержание азота в почве под кучей возрастало несущественно и на местах их нахождения полегание пшеницы не наблюдалось. Содержание ЫН3 в воздухе, выделенном из почвы, было больше всего от запашки навоза зимней вывозки и на делянках, где запахивали перегной. Меньше содержалось >Ш3 в воздухе из почвы, удобренной свежим навозом. При внесении всех видов навоза не увеличивалось количество сорняков в посевах по сравнению с контролем. Влияние различных видов удобрений на урожайность культур показано в табл. 12.

Таблица 12

Действие и последействие различных удобрений и сроков их внесения на урожайность культур, ц/га

(среднее за годы опыта)

Культуры Варианты опыта

1 2 3 4 | 5 6 7 8 9 10

Пшеница 27,0 29,1 29,8 28,7 28,5 30,0 29,2 28,6 28,1 29,0

Сахарная

свекла 301 301 325 304 309 307 333 300 307 337

Ячмень 37,7 37,8 38,2 38,9 38,4 37,7 38,8 37,5 38,6 42,2

Р, % для пшеницы = 1,8, сахарной свеклы - 3,0, ячменя - 2,9 Соответственно ЗЕ ц/га = 1,4, 28,0 и 3,3.

От действия всех видов удобрений получена достоверная прибавка урожайности зерна. Достоверного различия влияния видов удобрений на урожайность припой культуры не получено. Математически обоснованная прибавка корнеплодов сахарной свеклы получена только от последействия полуперепревшего навоза и минеральных удобрений. Величина урожайности этих культур не зависела и от сроков внесения удобрений.

Эффективность различных доз ОТК под сахарную свеклу изучалась на предварительно неудобренном фоне, удобренном свежим, полуперепревшим навозом и минеральными удобрениями, внесенными под озимую пшеницу. В среднем из трех лет получена следующая урожайность корнеплодов (табл. 13).

Внесенные под озимую пшеницу удобрения проявили последействия на сахарной свекле. По отношению к контролю увеличилась урожайность корнеплодов. По выход сахара с гектара возрос только от последействия органических удобрений, а от последействия минеральных удобрений - уменьшился по причине снижения сахаристости корнеплодов. Минеральные удобрения, внесенные под сахарную свеклу, повышали урожайность. Но она были самой высокой от внесения М90Р90К90. Более высокие дозы ИРК снижали урожайность корнеплодов, а урожай листьев на большей части вариантов возрастал. Самая высокая оплата единицы ЫРК, внесенных под сахарную свеклу, получена на неудобренном фоне и на всех фонах от применения 1^90Р90К90. Вынос 1МРК из почвы урожаем с увеличением доз ^К возрастал за счет некоторого повышения их содержания в сухом веществе и особенно листьев.

За счет внесения удобрений под сахарную свеклу вынос азота всем урожаем компенсировался на 34-66%, К20 - на 26-60 и только Р205 вносилось значительно больше, чем выносил урожай. Если с поля отчуждать только корнеплоды, то внесение М90Р90К90 восполняло полностью вынос N и К и значительно превышало вынос Р2Оу

Многие исследователи считают (Барбер, 1988), что за счет побочной продукции культур можно существенно восполнить вынос питательных веществ урожаем из почвы.

Ячмень, посеянный после сахарной свеклы, от последействия удобрений, внесенных под озимую пшеницу, достоверную прибавку дат только на варианте с применением минеральных удобрений. Для лучшей иллюстрации последействия NPK, внесенных под сахарную свеклу и непосредственно под ячмень, схема опыта разбита на 8 групп по 5 вариантов, которые в табл. 14 размещены попарно на определенном фоне удобрений, внесенных под сахарную свеклу.

От последействия М^Р^К^, внесенных под сахарную свеклу, математически достоверной прибавки урожайности ячменя не получено,

Эффективность доз ОТК на различных фонах предварительной удобренности

Вынос ОТК из почвы. кг/га Восполнено внесением удобрений выноса ОТК, °о

корнеплодами листьями пссм урожаем ко •шеплодами

N Р К N Р К

о.

са

и. с.

Урожайность, ц/га

Выход сахара, ц/га

Оплата 1 кг NPK прибавкой сахара, кг

На фоне без удобрений

1 0 301 61,6 0 158 218 0 0 0 0 0 0

2 60 329 66,3 2,6 182 231 37 157 28 77 267 73

3 90 349 69,3 2,9 106 301 46 195 37 111 395 109

4 120 335 67,2 1,6 179 283 64 251 53 149 519 159

5 135 322 62,6 0,25 190 279 62 268 60 157 484 178

На фоне свежего навоза

1 0 325 65,5 0 168 219 0 0 0 0 0 0

2 60 339 67,1 0,9 173 268 34 127 28 82 251 78

3 90 351 67,3 0,7 206 275 45 187 38 97 342 104

4 120 344 68,1 0,7 146 318 55 220 50 133 460 150

5 135 341 65,7 0,05 199 306 66 300 53 155 573 153

На фоне полуперепревшего навоза

1 0 333 65,6- 0 174 259 0 0 0 0 0 0

2 60 342 67,4 1,0 177 248 37 136 28 77 251 79

3 90 361 71,3 1,7 204 289 48 182 36 103 350 99

4 120 341 68,6 0,8 189 303 59 237 50 148 482 150

5 135 338 65,0 - 197 297 66 274 56 155 570 156

На фоне минеральных удобрений

1 0 337 " • 59,9 0 163 300 0 0 0 0 0 0

2 60 318 60,3 0,2 186 304 29 127 26 78 276 74

3 90 345 67,0 2,6 212 283 43 197 37 94 383 97

4 120 327 62,9 0,8 187 327 54 243 50 130 577 163

5 135 334 62',3 0,6 204 309 61 268 56 143 565 155

Урожайность зерна ячменя в зависимости от удобренности, ц/га (средняя из 3-х лет)

Внесено под сахарную Внесено удобрений в чистом пару

Без удобрений 40 т/га свежего навоза 40 т/га полуперепревшего навоза NPK=иx содержанию в полуперепревшем навозе

свеклу Внесено под ячмень

ЫРК, кг/га без удобрений N Р К 1 40 401 40 без удобрений ^40^40^40 без удобрений N Р К 1 401 40 40 без удобрений N Р К 40 40 40

1 2 1 1 ! 2 1 3 1 ! 2 1 3 1 2 1 3

1 0 37,9 0 45,2 7,3 37,2 0 44,0 6,8 38,8 0 47,0 8,2 41,9 0 .48,9 7,0

2 60 40,0 2,1 47,0 7,0 40,8 3,6 45,1 4,3 42,9 4,1 47,9 5,0 47,1 5,2 49,7 2,6

3 90 43,6 5,7 49,2 5,6 43,6 6,4 46,0 2,4 44,4 7,4 49,2 4,8 48,8 6,9 51,1 2,3

4 120 45,6 7,7 48,8 3,8 44,1 6,9 48,3 4,3 45,6 7,0 51,2 5,2 49,8 7,9 51,8 2,0

5 135 45,8 7,7 49,4 45,6 8,4 48,0 2,4 47,6 9,1 49,5 1,9 50,3 • 8,5 51,6 1,3

Примечания: 1. Урожайность, ц/га

2. Прибавка урожайности к 1-му варианту

3. Прнбаг ка урожайности от внесения под ячмень ¡^40Р40К40 к аналогичному варианту без внесения ОТК под ячмень

Для 40 вариантов опыта в среднем из трех лет Р=3,4%, ЗЕ=4,7 ц/га

но она повышалась в 1,7-2,5 раза при взаимодействии с удобрениями, внесенными под озимую пшеницу. На других вариантах от последействия ^К получена достоверная прибавка урожая. И 1,ем выше доза ЫРК, внесенная под сахарную свеклу, тем больше прибавка урожайности. При дозе М120Р120К|20 и М|35Р135К133, внесенные под сахарную свеклу, эффект предшествующей удобренности проявлялся меньше. Наибольшая прибавка урожайности зерна ячменя от внесения под него Г^40Р4НК40 получена на неудобренных под свеклу вариантах. По'мере возрастания доз ^К под сахарную свеклу прибавка урожайности зерна ячменя от внесения удобрений под него уменьшалась в два раза на неудобренных вариантах под озимую пшеницу, до 5,4 раза в случае внесения под нее минеральных удобрений. Следовательно, при размещении ячменя после удобренной сахарной свеклы удобрений под него можно не вносить. В наших опытах этому способствовала запашка ботвы сахарной свеклы.

Последействие удобрений, внесенных под озимую пшеницу, сахарную свеклу и ячмень, на качество зерна существенного влияния не оказало. Накопление азота в зерне больше зависело от погодных условий и, в частности, количества выпадающих осадков. Содержание ЫРК в соломе ячменя от последействия доз NPK, внесенных под сахарную свеклу, и прямого действия, увеличивалось, особенно на фоне минеральных удобрений, внесенных под озимую пшеницу.

5. Программирование урожаев сельскохозяйственных культур

Возможность программирования урожаев изучалась еще в 1930-1940 годах. При программировании мбжно использовать многочисленные факторы, влияющие на величину урожайности, но уровень урожайности определяется фактором, находящимся в минимуме.

Для ЦЧЗ пока им остается влага. Расход влаги на единицу урожая зависит от уровня плодородия почвы. Еще Дегереном (1900) было установлено, что при увеличении веса сухого вещества на 1 г мятлик, удобренный искусственными туками, выделял через устьица листьев 233 г воды, тогда как на тощей и неудобренной почве это растение выделяло 682 г влаги. Мы считали, что программирование урожайности позволяет найти пути оптимизации факторов урожайности и более эффективно использовать фактор, находящийся в минимуме. Для обоснования программирования урожайности был сделан анализ погодных условий за последние 70 лет и за 40 лет рассчитан гидротермический коэффициент (ГТК) для мая, июня, июля и августа (табл. 15). Погодные условия в эти месяцы определяют величину урожайности культур, возделываемых в ЦЧЗ.

Осадки и другие факторы, влияющие на величину урожайности полевых культу р

Месяцы Количество дней в месяц с осадками Количество осадков п месяц, мм В среднем за 40 лет (1951-1990)

среднее из 70 лет минимальное максимальное среднее из 70 лет минимальное максимальное ГТК температура "С

Май 5,6 1 9 39,9 0,9 108,2 0,93 14,2

Июнь 9,8 1 16 54,9 0,5 134,5 0,98 18,1

Июль 9,0 4 13 65,0 7,9 161,3 1,05 19,5

Август 7,5 0 12 45,5 0,0 117,7 0,79 18,5

Величина урожайности ранних зерновых культур зависит от количества осадков в мае и июне. Нами сделан анализ потребления почвенной влаги на образование 1 ц/га зерна озимой пшеницы (табл. 16).

Таблица 16

Расход почвенной влаги, полученной за счет осадков мая - июня, мм на 1 ц/га зерна озимой пшеницы в зависимости от величины урожайности

Количес- Десятилетия (1952-1991) В среднем из 40 лет

тво осад- первое второе третье четвертое

ков, мм 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

до 50 16,8 2,9 33,4 1,2 26,9 1,2 28,1 1,5 26,7 1,7

50-75 19,4 3,4 29.3 2,3 - - 39,1 1,6 27.9 2,4

75-100 18,5 4,6 26,6 3.3 34,2 2,7 30,1 3,2 27,2 3,3

100-125 12,6 9,5 - - 46,6 2,5 40,0 3,0 31,6 3,7

125-150 18,1 7,1 27,9 5,1 36,6 3,9 37,4 4,0 29,4 4,7

1. Урожайность, ц/га 2. Расход влаги, мм

Опыт по программированию урожаев проводили на типичном чер ноземе, с вышеописанной характеристикой, в двух полях трехпольного севооборота с чередованием культур: кормовые культуры на зеленый корм, озимые, картофель. Варианты опыта: 1. Контроль без удобрений. 2. Оптимальные дозы МРК, определенные эксперимен-

тально. 3. Расчетные дозы NPK под каждую культуру. 4. Расчетные дозы в запас на выращивание трех культур. Повторность в опыте четырехкратная, площадь делянки в первом поле 2500 м2, во втором - 630 м2.

Расчет доз проводили балансовым методом, предложенным Каю-мовым, на урожайность зеленой массы кормовых культур 250 ц/га, зерна озимых культур 50, картофеля 250 ц/га. Коэффициент использования питательных веществ из почвы принимали для N - 20%, Р,05 - 10, К20 - 20%, из минеральных удобрений соответственно 70, 20 и 60%. В качестве оптимальных доз вносили N40P40K40, Né0P40K,0 и ngopcok6o> расчетных - N155P75K0, N196P220K0n N

110^145^167' Использова-

.лись Naa, Рсдг, Кх, вносили под основную обработку почвы. В первом поле высевали три смеси: подсолнечник с горохом и чиной, вико-овес, два сорта озимой пшеницы, три амфидиплоида, картофель сорта Огонек. Во втором поле, по годам опыта, культуры чередовали так: картофель, подсолнечник с кукурузой на зеленый корм, озимая пшеница. В табл. 17 показана сумма урожайности в зерновых единицах смеси подсолнечника с горохом и кукурузой, озимой пшеницы Мироновская 808, картофеля.

В первом опыте, в сумме по трем культурам, от внесения NPK получены достоверная прибавка урожайности и явное преимущество вариантов с ее программированием, особенно при внесении NPK в запас. Однако во втором опыте на этом варианте прибавка урожайности была ниже, чем на других. В первом опыте NPK в запас вносили под кормовые культуры, а во втором - под картофель. Следовательно, эффективность программирования урожайности, особенно при внесении NPK в запас, зависит от особенностей культуры, под которую NPK вносят первоначально. При внесении расчетных доз NPK единица питательных веществ оплачивалась прибавкой урожайности ниже, чем при внесении оптимальных доз.

Высокие дозы NPK уменьшали содержание сухого вещества в зеленой массе кормовых культур, но увеличивали содержание сырого протеина и каротина, несколько изменяли аминокислотный состав. От внесения расчетных доз повышалось содержание NPK в сухом веществе озимых культур и не изменились товарные качества зерна.

После завершения опыта в слое почвы 0-30 см всех вариантов содержалось равное количество минерального N и увеличилось содержание Р205. На удобренных вариантах 42,5-55,6% Р205 от внесенного с удобрениями было обнаружено в слое почвы 0-30 см.

Наши опыты показали, что примененный нами метод расчета доз NPK на планируемую урожайность требует уточнения. Так, вынос азота урожаем картофеля, по отношению к содержанию N-N03+N-NH, в слое почвы 0-30 см на момент внесения удобрений, был равен 127%, озимой пшеницы 90,3, кормовых культур 26,4%. По отноше-

Таблица 17 Урожайность и оплата ОТК минеральных удобрений суммой прибавок урожайности трех культур

Варианты опыта н количество NPK, внесенные под три культуры, кг/га (схема опыта на стр. 29-3.0) 1. Сбор зерновых единиц, ц/га в сумме за три года 2. Прибавка к 1 вар., ц/га №К под три культуры, кг/га Оплата 1 кг ЫРК в кг з. с.

первый опыт второй опыт среднее из 2 опытов 1-й опыт 2-й опыт среднее из двух

1 2 1 2

1. Без удобрений 107 0 149 0 0

132 25 173 24 24,5 440

135 28 180 31 29,5 1068

143 36 165 16 26,0 1068

У N Р К

'мбо1 140 140

"I М р I/

461 440 167

4 N Р К

4611 440""167

ЗЕ ц/га (сумма трех

культур) 10,4 13,1

Р„ 2,2 2,9

5,7 5,5 5,6 2,6 2,9 2.8 3,4 1,5 2,5

нию к содержанию этих форм азота в метровом слое почвы выносилось соответственно 68,8, 58,0 и 13,2%. Низкая эффективность ^К удобрений в наших опытах могла быть связана с их большим наличием в почве и более высоким, чем расчетный, коэффициентом потребления растениями.

В связи с этим нами проведены опыты по сравнению различных способов расчета доз ИРК при возделывании озимой пшеницы по интенсивной технологии - опыт проводили в аналогичных условиях по следующей схеме: 1. Контроль без удобрений. 2. Дозы ЫРК, установленные экспериментально. 3. Расчет доз ^К по нормативу затрат на программируемую урожайность. 4. Расчет доз ЫРК по коэффициентам использования эффективной?' плодородия почв и удобрений (метод И. С. Шатилова). Опыт проводили в 1985-1987 годах, повторность - трехкратная.

Дозы ОТК, рассчитанные согласно методикам на урожайность зерна озимой пшеницы 50 ц/га, показаны в табл. 18. Лучшая урожайность получена от расчетных доз 1ЧРК по нормативу затрат на программируемую урожайность. При расчете доз ЫРК по коэффициентам использования эффективного плодородия почв и удобрений получена урожайность зерна несколько ниже, чем на третьем варианте.

Урожайность и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от метода определения доз №К (результаты средние из трех лет)

| Варианты | Внесено ЫРК, кг/га (схема опыта на стр. 31) Урожайность, ц/га Прибавка урожайное ти, и/га Оплата 1 кг ^К прибавкой урожайности, кг Качество зерна

Содержание, % натура, г/л масса 1000 зерен, г

клейковины сырого протеина

1 _ 36,5 _ _ 25,9 13,8 767 40,9

2 N Р К 1 ЫГ 4(1 у40 39,5 3,0 2,1 26,9 14,0 778 40,9

3 Ч5Р6Я5 42,3 5,8 2,7 27,5 14,2 780 40,7

4 М47Р.К. 41,0 4,5 9,6 28,2 14,6 780 40,5

НСР„. 2,9

Но оплата питательных веществ на 4-м варианте оказалась в 3,5-4 раза выше, чем на других вариантах. В зерне этого варианта содержалось больше клейковины и сырого протеина.

Высокие дозы ^К и обильные осадки вызывают полегание растений. Нами проведены опыты по применению хлорхолинхлорида (ТУР) на посевах озимой пшеницы по схеме: 1. Без обработки ТУРом. 2. Однократная обработка ТУРом. 3. Двукратная обработка ТУРом. Первая обработка проводилась в конце фазы кушения, вторая - через 10-12 дней после первой. Применялась доза по препарату 4 кг/га, в каждую обработку. Опыты проводили в течение трех лет, размер делянки 100 м2, повторность - четрыхкратная. Высоту стебля, длину междоузлий, диаметр и толщину стенок соломины определяли посредством замера 50 стеблей.

От однократной обработки высота стебля в среднем за три года снизилась на 11,Г см, при двухкратной - на 17 см. Устойчивость озимой пшеницы к полеганию больше связана с длиной 1-3 междоузлий. От одной обработки длина первого междоузлия уменьшилась на 1,8 см, второго на 2,9 и третьего - на 2,3 см. От второй обработки первое и второе междоузлия дополнительно не укоротились, третье -становится короче. Диаметр и толщина стенок стебля увеличивается только от первой обработки ТУРом. Урожайность зерна озимой пшеницы на 2 и 3-м вариантах повышалась соответственно на 1,3 и 2,6 ц/га, его качество существенно не изменялось. Проводились опыты по дробному внесению азота под озимую пшеницу (основное М60, подкормки Ы25 и N30). Достоверной разницы в урожайности зерна озимой пшеницы не получено.

выводы

1. Анализ многолетних данных показал, что длительное использование черноземов северо-восточной части ЦЧЗ без восполнения минерализованного гумуса и выноса НРК урожаями привело к снижению эффективного плодородия почвы и урожайности культур. При достижении положительного баланса по ИРК повышались урожайность культур и Плодородие почвы.

За 1981-1990 годы вТамбовской области азота и калия вносили на 20-30%, а фосфора в 2 раза больше, чем выносилось урожаем. За счет органических удобрений восполнялся вынос азота на 44%, фосфора - на 65,1, калия - на 52,3%. В результате площадь пашни с низким содержанием подвижных фосфатов уменьшилась в 2 раза, со средним и повышенным увеличилась в 1,2 раза, с высоким - больше чем в 2 раза.

2. Восполнение части минерализованного гумуса почвы происходит за счет органической массы корней и пожнивных остатков культур севооборота. От зерновых культур остается на поле сухого органического вещества 2,2-3,9 т/га, подсолнечника с учетом корзинок и стеблей - 5,2 т/га, сахарной свеклы с учетом ботвы - 4,7 т/га. На одну тонну сухого вещества урожая основной продукции больше других зерновых культур оставляет на поле сухого органического вещества корней и пожнивных остатков озимая рожь - 1,81 т, меньше других горох - 1,15 т, подсолнечник - 4,24, сахарная свекла - 0,74 т, многолетние травы - 3,5-3,9 т.

Внесение в почву удобрений способствует увеличению массы корней и пожнивных остатков, но их весовое отношение к массе основной продукции уменьшается. Полевые культуры 44-79% массы корней, от их массы в метровом слое, располагают в слое почвы 0-30 см.

В течение 15 лет в слое почвы 0-30 см за счет корней и пожнивных остатков образовалось дополнительно 0,28% гумуса к весу почвы. Внесение за это время в среднем за год 10 т/га полуперепревшего навоза увеличило содержание гумуса к весу почвы на 0,069% на одну среднегодовую тонну навоза.

В составе гуминовых и фульвокислот типичного чернозема содержится 60 и более процентов углерода данного слоя почвы. На поле чистого пара большая доля углерода ГК и ФК содержится в слое почвы 0-20 см, на поле, занятом кукурузой и ячменем, в слое почвы 20-40 см. От бессменного пребывания поля под чистым паром или посевами кукурузы и ячменя доля углерода ГК и ФК несколько воз-рсстала. Фракционный состав ГК и ФК зависит от структуры севооборота.

3. В Тамбовской области за 1986-1990 годы животноводство пот-

ребляло около 20% валового урожая соломы, в составе которого, из расчета на гектар пашни, в среднем за год содержалось: ИРК -33,9 кг, абсолютно сухого вещества - 1378, или в пересчете на гумус - 621 кг.

При соответствующем количестве подстилки от одной условной головы скота можно получить навоза 15-18 тонн в год. Лучший способ производства - удаление навоза из помещений не реже четырех раз в сутки с плотной укладкой в штабель. Объективность определения потерь азота при хранении навоза зависит от способа их определения. За 4 месяца процентное содержание азота к сырому весу навоза не уменьшилось, содержание в сухом веществе изменялось с 2,23% до 1,84%. При определении веса компонентов навоза в начале н конце опыта потери азота составили 23,6% , органического вещества - 10,4% от начального веса.

Максимальная температура навоза при хранении в штабеле в течение года достигала 21°С. В этих условиях семена сорных растений теряли всхожесть полностью через 8 месяцев, а мари белой - через 12 месяцев.

При полном использовании ресурсов органических веществ земледелие ЦЧЗ может быть бездефицитным по содержанию гумуса в почве.

4. При внесении в почву оптимальных доз Р205, установленных экспериментально, расходовалось на прибавку урожая 9,1-10,6% от внесенного количества, от расчетных, по принятой в данном опыте методике, доз - 1,8-2,3%. При ежегодном и периодическом внесении минеральных удобрений в слое почвы 0-30 см увеличивалось содержание Р205 1-П группы по Чирикову в количестве, эквивалентном 32,3-47,2% от внесенного с удобрениями. Доля этих групп для каждого слоя, почвы от их содержания в метровом слое была такой же, как и в почве неудобренных вариантов. При внесении высоких доз фосфора его большая часть остается в слое 0-20 см. Преимущественное содержание Р205 III группы обнаружено в слое почвы 80-100 см. На образование одного мг/100 г почвы подвижных форм Р205 затрачивалось в зависимости от способа применения удобрений 63-92,7 кг/га Р2Ог От внесения азотных удобрений несколько увеличилось содержание N - М03во всех анализируемых слоях почвы до глубины одного метра. Содержание 1Ч-1^Н3 практически не изменилось.

5. После завершения в опытах ротации звена севооборот от внесения в чистый пар свежего, полуперепревшего навоза и минеральных удобрений в сравнении с неудобренным вариантом дополнительного содержания 1-Н группы Р205 в слое почвы 0-30 см не обнаружено. Но на их фоне возрлстало накопление Р205 от внесения минеральных удобрений под сахарную свеклу и ячмень. Степень влияния удобрений на накопление в почве Р205 распределилась так: свежий на-

воз>полуперепревший>минеральные удобрения>неудобренный фон. Накопление этих групп P2Os в более глубоких слоях почвы (30100 см) имело обратную зависимость.

6. Свежий и полуперепревший навоз своим последействием увеличивают эффективность более высоких доз минерального азота, вносимого под последующие культуры: при внесении под сахарную свеклу и ячмень N100 использовалось на прибавку урожая 23,9 и 23,6% от внесенного, при внесении N175 - 33,4 и 37,8%. Минеральные удобрения *гаким свойством не обладают.

При внесении в почву органических и минеральных удобрений в почве накапливается минеральный азот. Органические удобрения способствуют его накоплению преимущественно в слое почвы 0-30 см, минеральные - в более глубоких слоях. При последующем внесении в почву минерального азота эта закономерность сохраняется.

7. В навозе различной степени переживания на единицу веса содержится разное количество WPK. Однако равные по весу дозы навоза одинаково влияют на величину урожайности первой и последующих культур. За годы опыта соотношение NPK было: в свежем навозе 1.79:1,0:1,53, полуперепревшем - 1,66:1,0:1,27, перегное -1,06:1,0:0,73. Чем больше степень перегнивания навоза, тем меньше содержится азота и калия на единицу фосфора. Необоснованно экономически и экологически свежий навоз перед внесением в почву превращать в полуперепревший или перегной. Лучшие сроки внесения навоза в паровом поле - весной под его перепашку или вспашку. Допустима-зимняя вывозка навоза на паровое поле с укладкой кучами массой 5-6 тонн и последующим разбрасыванием перед запашкой. На местах нахождения навозных куч условия роста и развития растений не ухудшаются.

Урожайность и качество зерна пшеницы, размещенной по чистому пару, от внесения удобрений не повышались. Исключение представляет свежий навоз, который увеличивал стекловидность зерна, выход муки, уменьшал содержание макроэлементов в зерне и соломе.

Эффективность применения удобрений зависит и от особенностей культуры. Пшеница дала лучший результат от внесения органических удобрений, сахарная свекла одинаково реагировала на последействие органических и минеральных удобрений, ячмень давал наибольшую прибавку урожайности от последействия минеральных удобрений.

8. При внесении различных доз NPK под сахарную свеклу на неудобренном и удобренных предварительно фонах достоверная прибавка урожайности корнеплодов получена только от N90P90K<,0. Наибольшее содержание сахара в корнеплодах было на варианте без удобрений. От последействия свежего навоза оно было ниже на 0,4%,

полуперепревшего - на 0,8, минеральных удобрений - на 2,7%.

От внесения ^К под сахарную свеклу вынос питательных веществ из почвы на один центнер сахара с гектара возрсстал от 11% при дозе Ч0Р60К60ДО 29,7 при внесении М135Р135К135. Последействие навоза этот показатель изменяло несущественно, последействие минеральных удобрений повышало вынос ЫРК на 5-30,7%.

Удобрения способствовали образованию сухого вещества, преимущественно ботвы сахарной свеклы. В результате в листьях накапливалось ЫРК на 45-83% больше, чем в корнеплодах. Максимальное накопление НРК в корнеплодах на единице площади имело место при внесении Ы90Р,0КЭД, в листьях - от дозы М120Р|20К|20. Дальнейшее увеличение дозы Ь1РК уменьшало их вынос с единицы площади.

9. Органические и минеральные удобрения, внесенные в чистом пару, урожайность ячменя повышали незначительно. На их фоне последействие Ы60РМК60, внесенных под сахарную свеклу, возрастало на 50-150%. Последействие доз 1^|20Р)20К|20 и выше от фона предварительной удобренности не зависело. Внесение под ячмень Ы40Р40К40 урожайность зерна повышало, но с возрастанием доз ^К под предшествующие культуры прибавка урожайности и оплата единицы питательных веществ уменьшалась до 18% от полученной на неудобренном фоне.

По отношению к неудобренному варианту органические удобрения, внесенные в чистом пару, уменьшали содержание азота в зерне ячменя, последействие и прямое действие минеральных удобрений -увеличивали. На содержание фосфора и калия уровень удобренности поля практически не влиял. При засушливом мае и июне в зерне ячменя увеличивалось содержание азота и уменьшалось - фосфора. При влажном июне содержание NPK в зерне ячменя повышалось и в большей степени - фосфора и калия.....

10.-От внесения азота в составе фосфорно-калийных удобрений ежегодно и в запас на три культуры получена равная сумма прибавки урожайности. По сравнению с ежегодным, внесение ^К в запас способствовало повышению содержания в сухом веществе кормовых культур каротина и незаменимых аминокислот в сыром протеине. Качество урожая последующих культур от способа применения удобрений не зависело.

Коэффициент использования растениями легкогидролизуемого азота, содержащегося в слое почвы 0-60 см неудобренного варианта, за годы опыта составил 43%. Озимая пшеница из этого слоя почвы его использовала 50%, картофель - 52% от предварительно учтенного количества. При отнесении потребленного урожаем азота почвы к его содержанию в нитратной и аммиачной форме коэффициент их использования к слою почвы составлял: 0-30 см - 81,2%, 0-60 - 55,7,

0-100 - 46,7%. При применении таких коэффициентов использования азота почвы расчетные дозы будут близкими к определенным экспериментально.

11. В северо-восточной части ЦЧЗ урожайность ранних зерновых культур в большей степени зависит от количества осадков в мае и июне. Их выпадало в среднем за 1921-1990 годы 40 и 55 мм. За этот период выпадало в каждом десятилетии менее 25 мм осадков в мае от 3 до 6 раз, июне - 1-3 раза, за 70 лет в десяти годах были засушливыми оба месяца. ГТК мая изменялся по годам от 0,03 до 3,83, июня от 0,01 до 2,77.

В связи с улучшением условий роста и развития культур с 1950 по 1990 год расход осадков мая-июня на образование единицы веса зерна на гектаре озимых пшеницы, ржи и ярового ячменя сократился в два и более раза. За 1982-1991 годы максимальная урожайность зерна озимой пшеницы получена при выпадении осадков за май-июнь 100-125 мм, озимой ржи - при 50-100 мм, ярового ячменя - при 75-100 мм. При большем количестве осадков урожайность этих культур снижалась.

12. В условиях ограниченного количества продуктивной влаги минеральные удобрения повышают урожайность. Оптимальные дозы ЫРК (Ы40Р40К40) повысили урожайность кормовых культур на 16,9%, рассчитанные на программированную урожайность (Ы|55Р75К0) - на 13,8 - 23,7%, при внесении рассчитанных доз в запас на три культуры (М46|Р440К167) - на 42,7-55,9%. В оптимальных погодных условиях программируемая урожайность получена от сортов и культур с более высокой потенциальной урожайностью.

В зоне недостаточного увлажнения при программировании величину урожайности необходимо увязывать с количеством продуктивной влаги и ее расходом на единицу урожая по многолетним данным для конкретной культуры.

При расчете доз ЫРК на планируемую урожайность должны применяться коэффициенты использования питательных веществ поч- ^ вы и удобрений, разработанные для данных почвенно-климатичес-ких условий. В северо-восточной части ЦЧЗ лучшая оплата единицы питательных веществ удобрений прибавкой урожайности получена при применении метода расчета доз ^К по коэффициентам использования эффективного плодородия почвы и удобрений - на каждый кг внесенных в почву ЫРК получена прибавка урожайности зерна озимой пшеницы 9,6 кг. Удобрения повышали содержание клейковины и сырого протеина в зерне. При хранении качество зерна озимой пшеницы улучшается, но только из урожая, полученного в годы с умеренной влажностью.

13. Для предупреждения отрицательного влияния нй урожай зер-

новых культур повышенного количества осадков мая и июня необходимо посевы обрабатывать ретардантом. Однократная обработка посевов озимой пшеницы хлорхолпнхлоридом уменьшала длину стебля на 11,1 см, двукратная - на 17 см. Диаметр и толщина стенок стебля увеличивались только от первой обработки. Урожайность зерна соответственно повышалась на 1,3 и 2,6 ц/га.

Предложения производству

1. С целью достижения оптимального уровня плодородия почвы северо-восточной части ЦЧЗ предлагается шире использовать биологические особенности культур севооборота, солому для увеличения производства навоза и внесения его в почву в минимальной степени перегнивания. '

2. На основе установленного последействия навоза и его взаимодействия с минеральными удобрениями предлагаются экономически и экологически более выгодные дозы ЫРК под сахарную свеклу. В данных условиях ботву сахарной свеклы следует запахивать в качестве органического удобрения. В этом случае под последующую культуру можно удобрений не вносить или вносить уменьшенные дозы ЫРК.

3. Предлагается определять дозы азота под культуры севооборота с учетом содержания легкогидролизуемого азота в слое почвы 0-60 см или наличия нитратного и аммиачного азота в слоях почвы 0-30, 0-60 и 0-100 см и коэффициентов его использования, разработанных для данных почвенно-климатических условий.

4. Рекомендуется программировать урожайность культур с учетом многолетних данных о запасах продуктивной влаги в метровом слое почвы к началу вегетации и количестве осадков за время вегетации данной культуры. Количество удобрений определять методом расчета доз ЫРК по коэффициентам использования эффективного плодородия почвы и удобрений.

Материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1. ТАММАИ А. И., КОНОВАЛОВ Н. Д. Действие и последействие различных юрм фосфорных удобрений на выщелоченном черноземе Тамбовской области. Агрохимия, 1969, N2 И, с. 70.

2. КОНОВАЛОВ Н. Д., ТИХОНОВА И. 'Г. Превращение фосфорных удобрений в ючве и урожай сельскохозяйственных культур. Агрохимия, 1970, № 10, с. 31.

3. КОНОВАЛОВ II. Д. Периодическое внесение удобрений в зерносвскловпчном :свообороте. Сахарная свекла, 1970, № 10, с. 22.

4. ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ВНЕСЕНИЕ высоких яо * фосфорных удобрений на вьпце-юченном черноземе Тамбовской области. 13 кн. «Сборник научных трудов ВСХИЗО», вып. 42.

5. КОНОВАЛОВ Н. Д., МИНКИП В. Ф., ФА«1ЫГИН А. П. Программирование урожаев - основа их повышения. Библиотечка н помощь руководителям и слушателям передового опыта. Тамбов, 1974, вып. 8.

6. КОНОВАЛОВ II. Д. Опыт выращивания зерновых культур в совхозе «Комсомолец» Тамбовского района и колхозе «Красный путиловец» Ржаксинского района ■ Тамбов, МТИН'ГИ, 1975.

7. КОНОВАЛОВ Н. Д., ЗЕЛЬЦЕР А. М. Приготовление полнорационных кормов силосно-сенажного типа и их использование в рационах коров. В кн. «Пути интенсификации производства продуктов жиподноволстна». Тамбов, 1976, с. 40.

8. КОНОВАЛОВ Н. Д. Пути увеличения производства зерна в колхозах и совхозах области. В кн. «IV Тамбовская областная научно-практическая конференция». Тамбов, 1977, с. 30.

9. КОНОВАЛОВ Н. Д., МАКАРОВ Р. Ф. Рекомендации по использованию органических удобрений в колхозах и совхозах Тамбовской области. Тамбов, 1977.

10. КОНОВАЛОВ II. Д., ЗЕЛЬЦЕР А. М. Приготовление полнорационных кормов силосно-сенажного типа и их использование в рационах коров. В кн. «Пути интенсификации производства продуктов живошоводства». Тамбов, 1976, с. 46.

11. КОНОВАЛОВ II. Д., КУРГУЗКИН 3. Н., ЗЕЛЬЦЕР А, М. Силосование зеленой массы с пониженной влажностью. Животноводство, 1977, № 7, с. 38.

12. КОНОВАЛОВ Н. Д. и др. Комплексная программа мероприятий по повышению плодородия почв, увеличению производства зерна,- кормов, сахарной свеклы, подсолнечника и другой сельскохозяйственной продукции в колхозах и совхозах Тамбовской области. Тамбов, 1978,

13. КОНОВАЛОВ II. Д., ЗЕЛЬЦЕР А. М. Приготовление и питательная ценность силоса из подсолнечника и его смесей с однолетними бобовыми культурами. Тамбов, МТИНТИ, 1979, № 308.

14. КОНОВАЛОВ II. Д. Всем полям высокую культуру. Сельские зори, 1979, N° 6, с. 13.

15. КОНОВАЛОВ II. Д..и др. Рекомендации по увеличению производства зерна,

кормов, повышению эффективности и устойчивости земледелия в Центрально-Чер ноземной зоне. М., Колос, 1980.

16. КОНОВАЛОВ Н. Д. и др. Рекомендации по повышению эффективности устойчивости сельского хозяйства в Центрально-Черноземной зоне. Каменная стеш 1980.

17. КОНОВАЛОВ II. Д., ЗЕЛЬЦЕР А. М., КУРГУЗКИН В. II. Питательная цен ность силоса из подсолнечника и смеси его с бобовыми культурами. Животновода во, 1980, № 7, с. 48.

18. КОНОВАЛОВ II. Д. Все работы в комплексе. Зерновое хозяйство, 1982, № с. 24.

19. КОНОВАЛОВ Н. Д. и др. Система земледелия Тамбовской области. Тамбо] 1982, 143 с.

20. КОНОВАЛОВ II. Д. Сохранить естественное плодородие чернозема. Зерновс хозяйство, 1983, № 10, с. 13.

21. КОНОВАЛОВ Н. Д. На поля зональные технологии. Зерновое хозяйство, 198 № 9, с. 39.

22. КОНОВАЛОВ II. Д. Внесение минеральных удобрений в запас на типичнь черноземах Тамбовской области. Агрохимия, 1984, № 9, с. 39.

23. КОНОВАЛОВ Н. Д. Озимым интенсивную технологию. Сельские зори, 198 № 12, с. 3.

24. КОНОВАЛОВ Н. Д. и др. Система интенсивного земледелия. В кн. "Сисю ведения сельского хозяйства Тамбовской области". Тамбов, 1985, с. 133.

25. КОНОВАЛОВ Н. Д. Эффективность норм минеральных удобрений, опред ленных различным методом. Агрохимия, 1985, № 7, с. 43.

26. КОНОВАЛОВ Н. Д. Хранение и использование подстилочного навоза в уел виях Тамбовской области. Агрохимия, 1987, № 5, с. 58.

27. КОНОВАЛОВ Н. Д. Накопление основных питательных элементов в тнпи ных черноземах в результате систематического применения удобрений. Агрохими

1988, № 3, с. 25.

28. КОНОВАЛОВ Н. Д. Программирование урожаев в Тамбовской области. В к «Программирование урожаев в интенсивных технологиях возделывания сельскох зяйственных культур». Волгоград, 1989, № 8, с. 33.

29. КОНОВАЛОВ II. Д. Умножить силу земли. Химизация сельского хозяйсп

1989, № 9, с. 49.

30. КОНОВАЛОВ Н. Д. Экологически безопасное использование навоза. Землех лис, 1990, № 9, с. 49.

Заказ 3784 Тираж 100 экз.

1ГШС, Моршанскос шоссе, 14

Информация о работе

Коновалов, Николай Дмитриевич
доктора сельскохозяйственных наук
Москва, 1996
ВАК 06.01.04

Автореферат

Похожие работы