Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Система применения удобрений и воспроизводство плодородия почв в полевых севооборотах лесостепи Западной Сибири

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Система применения удобрений и воспроизводство плодородия почв в полевых севооборотах лесостепи Западной Сибири"

п \ Б О А 1 7 ф£0 1997

На правах рукописи

ХРАМЦОВ Иван Федорович

СИСТЕМА ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ И ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ почв В ПОЛЕВЫХ СЕВООБОРОТАХ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.01.04 — «Агрохимия»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

ОМСК 1997

Работа выполнена в Сибирском научно-исследовательском Институте сельского хозяйства Сибирского отдаления Российской академии сельскохозяйственных наук.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Ермолаев О.Т.,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Майборода Н.М.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Пискунов A.C.

За дуг;?, ь организация - Сибирский научно-исследовательский институт, земледелия и химизации сельского хозяйства.

Защита состоится "ТЗ " марта 1997 г. в_9_ час.

на заседании диссертационного совета Д 120.19.01 в Сыском государственном аграрном университете.

Адрес: 644'008, г.Смск-8, Институтская площадь, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотека Омского

ГАУ.

Автореферат разослан "30" января 1997 г.

Учений секретарь диссертационного совета

аМЫ^ . Б.П.Ньянов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕР ЖТ1КА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Последовательное решение проблемы увеличения и улучшения качества продукции сельскохозяйственных культур на черноземных почвах лесостег..: Западной Сибири нераэ -рывно связано с необходимостью систематического поддержания их потенциального и аффективного плодородия. Одним из ванных путей сохранения плодородия почв и повышения продуктивности агрофито-ценозов является рациональное применение минеральных и органи -ческих удобрений. Генетические особенности черноземов, состав возделываемых на них культур, их потребность в питательных веществах, а также последовательная интенсификация земледелия требуют разработки и внедрения оптимизированных, ресурсосберегающих систем применения удобрений в типичных для зоны севооборотах, обеспечивающих воспроизводство плодородия почв и на этой основе достижения устойчивого увеличения урожайности куль ?ур, улучша ~ ния качества продукции и роста продуктивности севооборотов.

При систематическом применении удобрений все большее зна -чение приобретают вопросы всестороннего исследования процессов взаимодействия их с почвой и растениями, прогнозирования направленности и интенсивности развития этих процессов и разработка обоснованных практических мероприятий по их управлению с целью обеспечения максимальной отдачи ^т вложенных средств, получения высокой продуктивности культур севооборотов и сохране -ния экологической сбалансированности агроланцшафтов.

Цель и задачи исследований. Цель работы заключаюсь в дальнейшем совершенствовании теоретических основ и практических приемов регулирования почвенного плодородия и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур на основе зкологи -чески сбалансированных систем применения удобрений в севооборотах.

Задачами исследований предусматривалось изучение характера .) направленности действия различных систем удобрений в севооборотах на агрохимические и биологические показатели плодородия почвы и выявление условий их регулирования; установление основных закономерностей действия и последействия возрастания доз минеральных и органических удобрзкии при длительном приме -

нении на урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции; определение количественных параметров выноса,рас -хода и коэффициентов использования растениями питательных веществ из удобрений; установление структуры баланса элементов питания в системе растение-почва-удобрение в севооборотах; разработка приемов повышения эффективности минеральных удоб -рений в севообороте; изучение экологических аспектов длительного применения удобрений; экономическая и биоэнергетическая оценка систем применения удобрений в севообороте.

Научная новизна. Для условий лесостепи Западной Сибири получена новая информация и разработаны научные основы регу -дарования почвенного плодородия и продуктивности севооборотов при длительном систематическом применении минеральных и органических удобрений. Изучены азотный, фосфатный, калийный ре -жимы и биологическая акти^ость почвы в зависимости от почвенных, агротехнических и погодных условий, а также от различных систем применения удобрений в севообороте. Определены количественные и качественные параметры гумуса черноземов при дли -тельном применении минеральных и органических.удобрений.Изу -чен фракционный состав фосфатов почвы в связи с систематическим применением удобрений.Выявлены основные факторы, опреде -ляющие эффективность различных систем оптимизации питания культур в севооборота, и дало теоретическое обоснование прие -мам рационального использования удобрений. Исследовано состояние баланса питательных веществ в севообороте при различных уровнях насыщения удобрениями. Определены коэффициенты использования растениями элементов питания из удобрений и установлены количественные параметры общего внноса и затрат азота, фосфора и калия на создание единицы продукции. Разработаны приемы повышения эффективности минеральных удобрений на основе сочетания разового (запасного), периодического, ежегодного и припосевного их внесения в оптимальных дозах и использования высокоотзывчивых на удобрения новых сортов зерновых культ тур.

На защиту выносятся:

- основные закономерности изменения эффективного и поте; циального плодородия черноземных почв в зависимости от arpo j технических, погодных факторов и систематического применения удобрений;

- теоретические положения и практические приемы систем применения минеральных и органических удобрений в севооборс -тах, обеспечивающих воспроизгодство плодородия почвы, рост продуктивности сельскохозяйственных культур при сохранении экологической сбалансированности агроландшафтов;

- экономическая и биоэнергетическая оценка систем применения минеральных и органических удобрений в севообороте.

Практическая ценность и реализация резул: татов исследований

Разработаны системы применения минеральных и органичео -ких удобренчй на черноземных почвах лесостепи, позволяющие при выполнении зональной теххологии возделывания сельскохо -зяйственных культур получить с I га пашни 2,5-3,0 т зерна и 40-45 т зеленой массы кукурузы, поддерживать воспроизводство плодородия почв, эффективно использовать ресурсный потенциал при сохранении экологической сбалансированности агроландшаф -тов.

Установлены закономерности и определены параметры измв -нения содержания и состава гумуса, агрохимических и биологи -ческих свойств почвы под влиянием удобрений, позволяющие прогнозировать интенсивность почвенных процессов и направленно регулировать плодородие почвы с учетом экономической целеоо -образности и ресурсной обеспеченности хозяйств.

Разработанные приемы повышения эффективности минеральных удобрений позволяют за счет выбора оптимальных сроков и способов внесения удобрений в севообороте и использования высоко -урожайных сортов повысить продуктивность культур севооборотов на 20-2525,

Материалы исследований использованы при разработке рекомендаций по интенсивной технологии возделывания зерновых культур и вошли составной частью ч систему ведения сельского хо -зяйства в Омской области (1904, 1987, 1994 гг.).

Разработанные и рекомендованные системы применения удобрений внедрены в полевых севооборотах ОПХ НПО "Колос"("0мс -кое", 1982-1995 гг., "Боевое", 1983-1996 гг.) и базовых хо -эяйств(А0 "Элита", 1987-1996 гг., АО "Комиссаровское", 19911996 гг.). Освоение систем удобрений в этих хозяйствах обос -пэчивоот стабильность зернового производств по годам, а также пошшэииэ продуктивности гектара пашни на 0,2-0,3 т зерна

3

по сравнению с соответствующей районными показателями.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывали на научно-производственных и теоретических конференциях, совещаниях, семинарах и заседаниях координационных сове -тов: на втором международном симпозиуме стран членов СЭВ по стабильны/ изотопе../ (Тбилиси, 1989); всесоюзных (Москва, 1983, IS8S, 1989, 1990, IS9I; Новосибирск, 1986, 1989); республи -канских и региональных (Тюмень, 1973; Омск, 1979,1983,1985, 1988,1989,1П0,1994; Барнаул, 1992; Москва, 1992,1993,1994, 1996 гг.); областных (Омск, 1985,1986,1988,1990,1992 и др. годы) и ежегодно на областных и районных семинарах со специалистами и руководителями ; озяйств в системе агроучебы с де -монстрацкей полевых опытов, а также выступлениях по телевидению и радио. По теме диссертации опубликовано 64 работы общим объемом 36,5 печатных листов.

Объем •»: структура работы.

Диссертация изложена на H3S страницах машинописного текста у, состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству. Иллюстрирована 93 таблицами и 8 рисунками. Содержит:' 35 приложений. •• Список использованной литера -туры включает S36 источников, в том числе 24 на иност -ранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАВСЯН

Диссертационная работа является обобщением результатов многолетних (1970-1996 гг.) исследований проводимых в лаборатории агрохимии СибНИИСХоза, с 1977 по 1996 гг. при непосредственном участии автора. Исследования вели в системе: почва-удобрениэ - агроценоз, изучая зависимости, факторы, условия и особенности процессов, протекающих в почве и воздействующих на растения при длительном систематическом применении удобрений в севооборотах.

Исследования выполнены в соответствии с государственными программами и заданиями в рамках тематического плана НИР Сиб-НШСХсэа.

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Проанализированы основные этапы исследования по аффективному использованию минеральных и органических удобрений, влиянию их на плодородие почвы и продуктивность сельскохоояЛст -венннх культур на черноземных почЕах Западной Сибьри. Существенный вклад в разработку научных основ минерального гпгганнл растений и рационального применения удобрений на чеоноземьх Сибири внесли А.Е.Кочергик (1956,1968), В.В.;.!етсльст;й (1959), А.Е.Возбуцкап (1960,1968), Н.К.Болдырев (1970), Г.П.Гомзиков (1971,1989), ЮХКушниренко (1972,1988), О.Т.йрмолаэв (1972, 1983,1990), О.В.Сцобникова (1973,1986), Г.И.Ермохин (1975, 1996); И.И.Синягкн, II.Я.Кузнецов (1979), Н.М.Майборода (1981, 1989) и др.исследователи. .- . .....

Проведен критический анализ состояния разработок по системам применения удобрений в севооборотах. Обосновывается целесообразность и значимость исследований по вопросам управления плодородием почвы и продуктивности агроценозов на основе длительных стационарных опытов. Опрзделенн вопросы, требующие дальнеПпэго изучения.

2. П0ЧВМ10-КДШТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ .

На лесостепные районы"Западной Сибири приходится более Ю млн.га или около 52% пашни региона. В южной лесостепи под пашней занято 3,6 млн.га или 18,7$ (М.И.Булычэв, 1971 г.). Почвенный покров пахотных земель южной лесостепи на 67$ представлен обыкновенными и вьшзлоченнвми черноземами. Для черноземов зоны характерны высокое содержание гумуса (5-9$ )и азота (0,3-0,5$), широкое отношение С 'А/ и устойчивое преобладание гуминовых кислот над фульвокислотами (Г.П.Гамэиков, 1981 г.). По содержанию валового фосфора черноземы относятся к потенциально богвтга почвам. Однако запасы его находятся а форме органических слабомобилизую:ц:п:ся соединений-64-7555 об -цего фосфора (Н.И.Еогданов, 1976). Подвижным калием-чэрп о земы ласоотепи обеспзчени хорошозапасы его достаточны для всех зерновых культур (Н.Д.Грацобоев, Н.И.Богдснов, 1968; А.Е. Кочергин, 1968). . ..

Климатические условия характеризуются континент г» льностьп, коротким каргам летом, продолжительной холодной зимой, глубо-

ким промерзанием почвы и медленным прогревом. Годовое коли -чество осадков- 330 мм, из них 194 мм выпадает за вегетационный период. Сумма активных температур I890-2170°С.

Период исследований охватывает многообразие особенностей погодных условий, характерных для лесостепной зоны Западной Сибири. В сравнении со средней многолетней суммой осадков за вегетационный период из 26 лет было меньше нормы 12 лет (45$), близко к норке 4 года (15$ ) и больше нормы Ю лет (40$ ).

Исследования по изучении различных систем применения удобрений проводили в длительных стационарных и лишь частично в краткосрочных мелкоделдаочных опытах. В многолетних опытах использовали типичные полевые севооборота: зернопаропропаш -ной (пар-пшеница-пшэвица-кукуруза-пшеница-ячмень) и зернопа -ровые, I) пар-пшеница-горох-пшеница-ячмень, 2) пар-пшеница — пвеница-шюница-гшзница-гапеница, 3) пар-пшеница-пшеница-яч -мень). Площадь делшок в стационарных опытах 150-500 кв.м,, в мелкоделяночных краткосрочных 6-32 кв.м., размещение делянок рендомизированное и систематическое, повторность 3-4 кратная, в мелкоделяночных опытах - шестикратная.

Агротехника в опытах общепринятая, рекомендованная для лесостепной зоны. Учет урожая проводили комбайнами "Сампо -130", "1и Е-280. Полученные данные обработаны методом дисперсионного и регрессионного анализов. Экономическая оценка проводилась по методике СибНИИСХоза (1984), биоэнергети -ческая по методике ОмГАУ (1994).

3. ПЛОДОРОДИЕ И ПИГАШЬНЫЙ РЕ5ЯШ П0ЧШ ПРИ СИСТЙШИЧЕСКШ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЯ

Исследование почвенных процессов и режимов является од -ной из ваннейших основ управления плодородием почвы. Особенно важно это при систематической антропогенной нагрузке на почву, тем более, что в условиях Сибири исследований по этим вопросам крайне мало.

Состояние и прогноз возможных изменений почвенного плодородия при длительном применении минеральных и органических удобрений оценивались по качественным и количественным пара -метрам гумуса, азотного, фосфорного и калийного режимов, а также биологической активности почвы.

3.1. Гумус

На основе анализа литературы (С.С.Трофгмов, 1975; Ji.ll. ¿Александрова, 1980; Л.М.Бурлакова, 1384; И.Н.Лобоцеза, 1985; Л.К.Шевцова, 1988; Г.П.Гамзиков. 1992; П.И.Крупкин, 1993 и др.) подчеркивается возможность направленного регулирования гумусового состояния почш за счет применения минеральных и органических удобрений.

Длительное применение минеральных удобрений спс -.обствует поддержан™ более высокого уровня содержания гумуса в почге по сравнению с неудобренными вариантами. В стационарном опито за четыре ротации шестипольного зернопэрсзого севооборота содержание гумуса в слое почвы О-ЯО см при снесении минеральных удобрений в норме А/рдР^5 увеличилось по сравнении с лсходюал на 0,38%, а по сравнению с неудобренным вариантом на 0,56$ (табл.1). На неудобренном фоне за 24 года' содержанке гумуса

I. Изменение содетгмапия и запаса гумуса в пахотном

слое почш ззрпопарового севооборота,(1970Л993 гг.)

Ротация севооборота 1 Без Удобрений !Л/28Р45»а 1 га

I_! в год_

. ! <0 ! т/га ! % ! т/га

Исходные данные 6,55 144 6,58 145

Первая (1970-1975 гг.) 6,78 149 6,74 148

Вторая (1976Л981 гг.) 6,62 146 6,89 152

Третья (1982Л387 гг.) 6,48 143 6,90 152

Четвертая (1988Л993 гг.) 6,40 141 6,96 153

НС?0,5, % ' 0,24 0,24

по сравнению с исходным уровнем снизилось на 0,15^,

Положительное влияние минеральных удобрений на запасы гумуса в почво проявляется за счет большего накопления орга -нических остатков на удобренных вариантах. В среднем по севообороту за четыре ротации запасы органических остатков на удобренном варианте превышали фон без удобрений на 3,2 т/га, или 35,2$.

Наблюдения за режимом гумуса в шестипольном зернопаро -пропашном сэзооборота с различны?«! системами удобрений показали аналогичную закономерность. При этом установлено, что после первой ротации севооборота не выявлено существенных различий

■ содержании и запасах гумуса по вариантам изучаемых систем .цпбречий, однако применение удобрений позволяет стабилизиро-ать баланс гумуса в почве.

При дальнейшем применении удобрений в последующих ротациях севооборота за счет бездефицитного баланса углерода идет уже достоверное накопление гумуса в почве. К концу третьей ротации севооборота содержание его в слое почвы 0-20 см на удобренных вариантах по сравнению с контрольным возрастает на 0,20-0,4255.

Достоверные изменения в содержании гумуса под влиянием удобрений происходят не только в пахотном (0-20 см) слое, но и в подпахотном (20-40 сгл). В последнем, к концу второй ротации севооборота содержание гумуса на удобренных вариантах увеличилось на 0,12-0,36$, после третьей ротации на 0,20-0,31%. Глубже 40 см достоверных различий в содержании гумуса по 'вариантам удобренности не установлено.

Систематическое применение удобрений в севообороте обеспечивает не только бездефицитный баланс гумуса в почве, но и улучшает качественный состав гумусовых веществ. Под влиянием удобрения увеличивается доля гуминовых кислот, причем наиболее существенно мобильной их части, связанных с кальцией и полу -торными окислами (П и Ш группы). Под воздействием удобрений количество фульвокислот и негидролизуемого остатка изменяется менее значимо.

Следовательно, с помощью минеральных и органических удобрений при систематическом применении представляется воз -можньм не только поддерживать, но и улучшать гумусное состояние черноземов.

3„2. Азотный режим

Запасы общего азота в метровом слое почвы составляют 20,7-22,6 т/га, из них более 7 т приходится на верхний 0-20 см слой. Длительное применение минеральных и органических удобрений приводит к увеличению содержания общего азота в почве, при этом, лолож'тельноэ влияние удобрений на запасы азота зависит как от нормы, так и времени их систематического применения.

После первой ротации зернопаропропашного севооборота при внесении ^25^50^10 в сочетании с навозом (10 т) в расчете на I га пашни, запасы азота в метровом слое почвы практически

8

но изменились. Аналогичная закономерность отмечена к зерно -паровом севообороте, где за ротацию внесли /У^АЪ на ^ га пасни.

Поело завершения второй и третьей ротаций содержание азота возрастает в пехотном слое почеы на 0,03-0,04 абс.$, в подпахотном на 0,(32-0,04 абс.$, Глубже 40 см запас общего азота но меняется. Отношение С : /У, являясь объективным показателем сбогащеняости гумуса почва азотсм, достаточно стабильно (9,5-10,4) I; не зависит от уровня удобренности.

Наблюдения за режимом нитратного азотг; в почве показали, что в севообороте обеспеченность культур азотом сньгеотся по мера удаления от пара. В сродном за три рстации эернопаропро-гоаного севооборота содержание /У-/У0 а слоэ 0-40 ст.: в период парования увеличивается о 7,6 до £2,7 мг/кг, Перед посевом культур составляло: вторая пионица поело пара-7,7; кукуруиа-9,0; пшеница после кукурузы- 8,0; ячмзнъ- 6,8 мг/кг поччы.что указывает на недостаточную обэспечанность азотом уже второй культуры поело пара. Максимальное количество азота накапливается в пахотном и подпахотном слоях почвы.

При систематическом применении минеральных !* органических удобрений обеспочзнность растений нитратным азотом увеличивается (рис.1).

Количество его возрастает в слое почвы 0-40 сл на 23-32$, в метровом на 23-50$. Накопление аммонийного азота в почав низкое (4-10 мг/кг) и, как правило, но зависит от предавст -взнника и внесения удобрений. Режим содержания этой формы азота в основном зависит от гидротермических условий вегетационного периода.

3.3. Фосфатный ренин

Количество валового фосфора при внесении удобрений уда за первую ротацга совооборота в пахотном слоэ п^чвы возрастало на 5-14$, э подпахотном- на 5-12$, в последующих ротациях ото увеличение было более значим.! (20-25$ ) и зависило от вносимся дозы. При этом роль фосфатов навоза и минеральных удобрений в повышении содержания валового фосфора одинчкора.

Накопление подвижного фосфора в п-чве зависит от норм и длительности применения удобрений, 0 увеличением норм фосфорных удобрений и длительное-:'и их применения содержаний подьиж-

ного фосфора в почве возрастазт, что подтверлщается высоким уровнем прямой корреляционной связи (табл.2).

20

к х

«Г # О

XI

£

12 3 4

Рис.1. Содержаниз /У-/У03 в почве (0-40 см) в зависимости от удобрений • I I - без удобрений, ~ ^25?20

I - пар; 2- пшеница по пару; 3- кукуруза; 4- ячмень. 2. Зависимость содержания подвижного фосфора в почве (0-20 см) от уровня применения фосфорных удобрений

Рптячмя !Выбоака, ! Коэффициент ! Уравнение • и ]число пар ^ корреляции | регрессии

X 2 3

30 180 200

0,964+0,062 0,982*0,047 0,924+0,0?4

У=0,013М1,4 У=0,003Х+12,6 У=0,003х*12,5

Примечание: У - Р£0§ в почве, мгДОО г, Х- доза фосфора,кг/га.

■ При систематическом применении удобрений происходит значительное -обогащение подвижным фосфором аз только пахотного, но и подпахотного слоя. После завершения третьей ротации севооборота содержаниз подвижного фосфора в слое 20-40 см на удобренных вариантах превышало контроль на 1,2-4,3 мгДОО г, что составляет 13-46'/,'. ■ -

Наблюдения за фосфатным режимом более глубоких слоев почвы (40-100 см) свидетельствуют об отсутствии миграции подвижного фосфора вниз по профилю за пределы слоя 0-40 см.

Ранее в лаборатории агрохимии СибНИЙСХоза в опытах с ^Р было доказано незначительное (не более 2-3 им) перемещение фосфатов удобрений по профилю (С.М.Поставсгсая, 1974; О.Т.Ермолаев, 1975). В основе механизма перемещения подвижных форм фосфора из пахотного слоя в подпахотный лежит механичэскоз перераспределение фосфатов удобрений как за счет разноглубинности обработки почт и просыпения ее при промерзании, так и частичного переноса корневой системой (табл.З).

3. Содержание подвижного фосфора (мг/МО г)в почве в зависимости от приемов обработки и удобрений, ( 1970-1993 гг.)

Обработка

Одой, см

| 0-10 ! 10-20 1 0-20 I 20-40

Баз удобрений

Отвальная 11,8 Д,9 II ,6 11,2

Плоскореенал 11,9 11,8 II .е 10,4

Минимальная 30,2 16,7 23 .0 10,3

Л/Р.Б?45

Отвальная 27,2 27,2 27 18,4

Плоснорезная 29,1 24,1 26, ,6 11,7

Минтаяьная 30,2 16,7 23 10,3

НС?02 удобрения - 1,7$ обработка- -2,12; слой почвы- 2,44

ыг/ЮО г.

Затраты фосфорных удобрений на повышение содержания Р^О^ в почбз на I мгДОО г в значительной степени зависят от ис -ходного уровня обеспеченности, почеы подвижным фосфором, нории вносимых фосфорных удобрений, времени взаимодействия их с почвой и интенсивности баланса фосфора з севообороте,

Наиболэо эшюмичный расход фосфорных удобрений можно отадать при нормах гнэсения.обеспечивающих бездефицитный баланс, но нэ прзшлащих 30 кг/га паини, интенсивности баланса фосфора в интервале 100-150$ на почвах с невысокой исходной обеспеченностью подвижным фосфором.

При систе;,'.атичэсном применении удобрений б севообороте накопление остаточных фосфатов происходит практически во всех группах минеральгси фосфатов (табл.4). С увеличением норм фосфорных удобрений и длительности их причинения сумма минэ -ральных фосфатов возрастаэт. Наиболее существенные изменения

4. Изменение фракционного состава минеральных фосфатов под влиянием удобрений, мг/ЮО г.(1976-1995 гг.)

Внесено , !

' Са-Рт ' Са-Ро -Ав -?!Fe-P !Са-Ро 1 Сумма ! 1 1 л \ I I ° 1

Р205,кг/га ,

Еез удобрений

300 420 600 7.350

8,: 13,9 3,9 7,5 23,0 56,8

10,1 12,8 9,5 6,4 23,6 61,4

10,1 15,0 4,8 6,3 24,1 63,0

10,5 16,0 6,9 8,9 £4,5 66,8

13,8 17,9 8,0 9,1 26,6 75,4

Примечание: В двух последк х варинтах в составе удобрений

внесено 60 т навоза (180 кг Р;^). происходят в первой и третьей группах фосфатов. Несмотря недлительное взаимодействие с почвой практически весь фосфор удобрений (СО-95% ) остается в наиболее подвижной (1-4 группы) части минеральных фосфатов почвы, что убедительно объясняет аффективное длитель юе последействие фосфорных удобрений на черноземных почвах Западной Сибири.

3.4. Калийный режим

При потенциально высоких запасах обменного калия в черноземах выбором оптимальных приемов основной обработки почвы .и прженекием минеральных и органических удобрений можно целе -направленно регулировать процессы мобилизации обменного калия в сторону повышения обеспеченности этим элементом питания возделываемых культур. Длительное применение плоскорезной и ми -нимальной обработок почвы приводит к дифференциации обрабатываемого горизонта по содержанию обменного калия (табл.5). С сокращением механических обработок почпы (плоскорезная, минимальная) содержание обменного калия в слоях 10-20 и 20-40 см уменьшается на 25-27%.

Систематическое применение в севообороте азотно-фосфорных удобрений также приводит к снижению содержания обменного калия в слое почвы 0-20 см на 25% и в слое 20-40 см на 10%. Это снижение обусловлено еысоким выносом калия сельскохозяйственными культурами.

Внесение органических удобрений (60 т навоза за ротацию севооборота) и калийсодержащих минеральных удббрений (10 кг на I га пашни) обеспечивает бездефицитный баланс калия в се -

вообороте и соответственно повышение количества обменного калия в почве на 2,4-4,4 мг/ЮО г. Применение калийных удобрений в дозе 150 кг/га за ротацию приводит к повышению мобилизации ::алия на 2-3 мг/ЮО г. Положительное последействие органических удобрений на калийный режим почвы проявляется в течение трех ротаций шестипольного севооборота.

5. Изменение содержания обменного ка^ия а почве (мг/ЮОг) в зависимости от приемов обработки и удобрений, 1970Л993 гг.

Обработка

!_Слой, см_

! 0-10 Г Ю-20 ! 0-20 ! 20-40

Без удобрений

Отвальная 37,6 36,8 37,2 27,3

Плоскорезная 38,0 29,7 31,0 18,7

Минимальная 38,8 25,2 32,0 16,7

^45

Отвальная 28,1 29,2 28,6 22,7

Плоскорезная 31,8 24,0 27,9 18,2

Минимальная 33,2 19,0 2б,1 15,3

НСР05 удобрения - 0,91 j-обработка- 1,19; слой почгы" . 1,29

мг/'IOO г.

3,5. Биологическая активность почвы

Положительное влияние минеральных и органических удобрений на воспроизводство органического вещества и баланс пита -тельных веществ согласуется й динамикой важнейших тестов микробиологической активности почвы. На удобренных вариантах увеличивается численность бактерий, осуществляющих минерали -зацию органического вещества (на 18$ ), нитрификацию (на 52$ ), а таюгз грибов, участвующих в-более глубокой трансформации органических остатков (на 20$ ). Суммарная биологическая ак -тивность выщелоченного чернозема при внесении удобрений повышается на 9-10$. Биогенность почвы под влиянием соломы, ис -пользуемой в-качества органического удобрения, увеличивается

на 3-5%. Химические средства защиты растений (гербициды, фун-иицицн, инсектициды) ингибиругот рост численности некоторых видов грибов в почве при ¡.эзначителт-ном антизировпиии процессов

разложения целлюлозы. При комплексной химизации негативное влияние пестицидов на грибы и отдельные группы бактерий сглаживается положительным воздействием удобрений.

4. ПРОДУКТИВНОСТЬ КУЛЬТУР СЕВООБОРОТОВ ПРИ СИСТЕМАТИЧЕСКОМ ПРШШЕНИИ УДОБРЕНИЙ

Длительное систематическое применение минеральных и органических удобрений повышает потенциальное и эффективное плодородие почвы. Интегрированным показателем, отражающим изменения плодородия почвы, является уровень урожайности культур и качества продукции.

4.1. Систематическое применение удобрений

Систематическое применение минеральных и органических удобрений в севообороте приводит к значительному росту уро -жайности возделываемых культур и продуктивности севооборота в целом. Внесение минеральных удобрений в нормах не превышающих в сумме 60 кг/га способствует повышению продуктивности сево -оборота на 0,48 т/га зер.ед., при окупаемости I кг д.в. удобрений 8,4 кг зерна (табл.6).

6. Продуктивность зернопаропропашново севооборота при систематическом применении удобрений (1976-1983 гг.)

Вариант

I Продуктивность т/га, ¡зер.ед.

I Прибавка

Окупаемость зерном, кг

!за ро- I

тацию 1

год 'т/га

!/УРК,!навоза, кг т

Без удобрений 15,36 2,56 - -

^25^25^7 18122 3'04 °»48 18 >7 8.4

/Угй^З1^0 т Н 18 «60 3>14 °«58 22 »6 М 10 Л^Р^Ю 18 »Ю 3»15 °»59 23»° 6«9

/У^Р^о+Ю т Н 19,78 3,30 0,74 28,9 6,9 15,0 НСР05 т/га 0,18

Примечание: Доза удобрений в расчете на I га пашни в год.

Совместное применение минеральных и органических удобрений в зернопаропропашном севообороте на черноземах не эффективно. Продуктивность севооборота при сочетании навоза с мине-

ральными удобрениями.остается на уровне их раздельного сне -сения.

Изучение минеральных удобрений и сочетании с соломой в зернопаровом севообороте показало высокую эффективность азот-но-фосфор!Шх удобрений при внесении их в норме 30-50 кг/га пашни. При зтом продуктивность севооборота возрастает на 0,32 -0,37 т/га и окупаемость I кг д.в. туков составляет 7,9-10,7 яг зерна. Эффективность соломы как органического уас'рения в первой ротации севооборота была невысокой, однако и репрессирующего влияния на ео рост и развитие культур не наблюдалось.

В последующем при более длительном применении соломы в севообороте следует ожидать лоложительного влияния ее на продуктивность культур.

4.2. Способы внесения фосфорных удобрений

Эффективность фосфорных удобрений на черноземах лесостепи существенно не зависит от периодичности их применения в севообороте. Внесение фосфора в запас на всю ротацию шестипольного севооборота, периодически два раза за ротацию или ежегодное под каждую культуру, оказывает практически одинаковое влияние на продуктивность культур. За счет более высокой экономической эффективности проявляется преимущество запасного внесения фосфора в паровое поле по сравнению с ежегодны;.!. Выбор способа внесения фосфорных удобрений в севообороте опре -деляется агрохимическими, технологическими и организационными условиями с учетом экономической и экологической целесообразности.

Решающее значение в повышении урожайности имеет основное внесение минеральных удобрений под культуры севооборота в соответствии с принятой системой. Применение азотно-фосфорных удобрений в интервале норм 40-140 кг/га повышает продуктив -ность севооборота на 0,24-0,51 т/га зер.ед. Наиболее высокая окупаемость единицы действующего вещества удобрений дополни -. тельным зерном (6,2-7,5 кг) достигается при внесении удобре -ний в нормах 40-65 кг/га. Увеличение норглы ежегодного внесения фосфора до 100 иг/га сопровождается ростом урожайности культур севооборота, однако окупаемость одного кг.д.в.фосфора при этом снижается до 3,6 кг зерна.

Эффективность цопосеьного внесения азотных и фосфорных удобрений в дозе по 25 кг/га на фоне основного применения зависит от уровня обеспеченности растений доступными формами элементов питания за счет почвы, предшественника и культуры севооборота. Наиболее высокие прибавки урожая допосевное внесение азота обеспечивает на фонах с высоким уровнем содержа -ния подвижного фосфора и на культурах с более жестким режимом азота в почве (по непаровым предшественникам).

Напротив, фосфорные удобрения, внесенные перед посевом полевых культур, борее эффективны на фонах с невысоким уровнем обеопечончости почзы подвижным фосфором боз основного внесения фосфора под культуру, и при хорошей обеспеченности азотом.

4.3. Возрастающие дозы минеральных удобрений

При длительном систематическом применении удобрений по мере повышения плодородия почвы эффективность возрастающих доз различгшх видов удобрений во времени неодинакова. Чем выше уровень насыщения почвы фосфором, тем выше остаточное последствие удобрений и тем ниже эффект свежевнесенных фосфорных удобрений. Удвоение дозы азотных удобрений, наоборот, эффек -тивно только на фонах с высоким уровнем обеспеченности подвижным фосфором.

Эффективность калия во времени при систематическом применении удобрений возрастает. При внесении калийных удобрений в сочетании с азотными и фосфорными продуктивность культур севооборота увеличивается на 0,24 т/га зер.ед. Наибольший эф -фект от калил наблюдается в вариантах с более высоким уровнем обеспеченности почвы подвижным фосфором. Увеличение эффективности калийных удобрений во времени обусловлено обеднением почвы доступными формами калия в результате значительного выноса его урожаем.

Оптимальной системой удобрений в зернопаропропашном севообороте на черноземах лесостепи является сочетание азотно-фос-форных удобрений в нормах Л^б^О из расчета на I га пашни. Эга система удобрений обеспечивает бездефицитный-баланс фос -фора, повышает эффективное плодородие почвы, а также увеличивает продуктивность севооборота на 0,30-0,55 т/га зер.ед. при окупаемости I кг тука на уровне 6,7-12,2 кг зерна. На фонах с

высоким уровнем содержания подвижного фосфора в пс ,зе в дополнение к азотно-фосфсрным удобрениям возможно применение ка -лий.чых в дозах не превышающих 20 кг на I га пашни в год.

4.4. Минеральные удобрения и приемы основной обработки почвы

В среднем за четыре ротации зсрнопарового севооборота урожайность пшеницы при систематическом применении минеральных удобрений зозрастает на 0,38 т/га (табл.7). Окупаемость удобрений при внесении их в норме /Узд^б на I га пашни до -полнительным урожаем пшеницы в среднем составляет Ч£-5.9 кг зерна.

7. Продуктивность зернопаровогЬ севооборота в зависимости от приемов обработки почвы и удобрений, (1970-1993 гг.)

Обработка 1 Фон_1 Прибавка 10кушс^ ^

'¡ЙиГ^'^й' */»> 1 % '¿-^»Р"™. Отвальная 1,50 1,85 " 0,35 23,3 ' 4,8

Плоскорезкая • 1,47 1,90 0,43 29,2 5,9 Минимальная 1,50 1,85 0,35 23,3 4,8

Н(Я?05, т/га удобрения - 0,00; обработка - 0,10.

Эффективность удобрений при длительном систематическом их применении практически не зависит от технологии основной обработки почвы. Прибавки урожайности пшеницы от удобрений по вариантам обработки почвы были примерно одинаковыми, с небольшим преимуществом плоскорезного фона.

4,5. Последействие удобрений

Последействие органических и минеральных удобрений на черноземах проявляется в течение всего периода наблюдений (12 лет после прекращения их внесения).

С учетом действия и последействия удобрений продуктич -ность севооборота за три ротации возросла нь 0,83-1,25 т/га (табл.8). Во второй ротации за счет последействия удобрений урожайность культур увеличилась на 0,14-0,26 т/га, в трэтьей-на 0,10-0,24 т/га. Из суммарного эффекта на доли действия удобрений приходится 57,8-64,4^, на последействие соотгетст - .

венно 35,6-42,2$, что указывает на необходимость учета последействия при построении системы удобрений в севообороте. 8. Действие и последействие удобрений на продуктивность, севооборота, т/га

Внесено удобрений за первую ротацию, кг/га

!Продуктивность!Доля участия в суммар-.севооборота аа.ном эфф ■три ротации, ■ т/га

екте,

.действие

¡последействие

¡П рота-[Ш рота-ц ия_ция

Без удобрений ^/150Р1Ь0К40

А^бО^О*60 т Н ^боРзос^бо ■ /Ухво^зо^бо*60 т н

7.65 8,48 8,55

8.66 8,69

57,8 '64,4 58,4 61,1

18,1 24,1

15,5 20,1

8,8 22,8

21,4 17,5

4,6, Качество растениеводческой продукции

Влияние минеральных и органических удобрений на содержание белка в зерна пшеницы, ячменя и зеленой массы кукурузы зависит от предшественника. Результаты статистической обра -ботки показали отсутствие достоверной овязи между количеством накопленного белка в зерне пшеницы размещаемой по пару и второй культурой после пара и минеральными и органическими удобрениями внесенных в паровое поле. -

С удалением культур от пара и ослабления азотного поч -венного питания влияние удобрений на накопление белка в зерне пшеницы, ячменя и зеленой массе кукурузы усиливается. На пшенице по кукурузе содержание белка в зерне под влиянием азот -них (Л/40) удобрений увеличивается на 0,3-0,9$. Содержание белка в зерне ячменя при внесении о возрастает на 1,0-1,9$. В связи с увеличением урожая и повышением количества белка в зерне выход белка с единицы площади в удобренных вариантах возрастает на 43-62$. Количество белка в зеленой массе куку -рузы увеличивается при внесении азотно-фосфорных удобрений в сочетании с навозом на 1,8$, выход белка при этом возрастает на 3,7 т/га или на Ы%.

■ Установлено закономерное снижение белковости пшеницы по мере удаления культуры от пара в эернопаровом севообороте и усиление влияния минеральных удобрений (рис.2).

Рис.2. Содержание белка в зерне пшеницы в зависимости от удобрений

I | - без удобрений, 1\\[ - Д/28Р45 Ш-1У - ротации севооборота, 1-5 - культура после пара.

С увеличением количества белка в зерне ячменя под влия -нием азотных удобрений снижается содержание крахмала. (% я -О,904+0,101), за счет более интенсивного синтеза белков по сравнению с образованием высокомолекулярных углеводов. Анализ зеленой массы кукурузы показал, что минеральные и органичес -кие удобрения не оказывают достоверного влияния на накопление нитратного азота и тяжелых металлов в продукции.

4.7, Некорневые азотные подкормки Изучение некорневых азотных подкормок на посевах пшеницы свидетельствует о достаточно высокой эффективности этого приема повышения качества зерна. Наиболее высокое положительное действие на белковость зерна некорневые азотные подкормки оказывают на посевах пшеницы по непаровым предшественникам при обработке в фазу молочной спелости. Содержание белка в зерне при опрыскивании пшеницы в эту фазу растворами мочевины или плава (смесь мочевины и аммиачной селитры в соотношении 2:1) в дозе 30 кг/га азота повышается на 1,10-1,34$. При размещении пшеницы.по паровому предшественнику влияние некорне -вых азотных подкормок на белковость зерна неустойчиво по го -дам и при уровне урожайности в 2,5-3,0 т/га применение их для повышения качества зерна нецелесообразно.

5. ШНОО, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И БАЛАНС ШШЩКГОВ ПИТАНИЙ

Научной основой рациональной системы удобрений, предусматривающей получение высоких уро.эев при одновременном поддержании почвенного плодородия, является разработка количественных параметров химического состава культур, выноса и затрат элементов питания на создание единицы продукции, использова -у"я и баланса питательных веществ в севообороте.

5.Х. Содержание и в ы н ос элементов питания

Химический состав растений возделываемых в опытах культур зависят от биологических особенностей, места культура в севообороте и условий минерального питания. Условия возделывания культур в большей степени влияют на содержание в растениях азота, чем фосфора и калия. Максимальное количество азота в верна (2,5-2,8% ) и соломе (0,9-1,2% )•пшеницы накапливается при возделывании ее по паровому предшественнику.

По другим предшественникам азота в зерне и соломе накап-лиьаетоя меньше, однако действие азотных удобрений на концентрацию этого элемента в растениях проявляется более значимо. Под влиянием азотных удобрений содержание азота в зерне пшеницы по непаровым предшественникам возрастает на 0,10-0,34%, в соломе на 0,16-0,32%. Содержание фосфора в зерне и соломе пшеницы установлено на уровне 0,50-0,80 и 0,10-0,15%, калия соответственно 0,46-0,57 и 1,30-2,30% и под влиянием удобрений изменялось незначительно.

Количество азота в зерне и соломе ячменя варьирует в пределах 1,97-2,88% и 0,76-1,84%. При внесении азотных удобрений содержание азота в зерне ячменя возрастает на 0,30-0,50%, в • соломе на 0,14-0,60%. В зерне.ячменя фосфора содержится 0,70 -0,87% и калия 0,50-0,67%, в соломе соответственно 0,14-0,20 и 1,21-2,09%. Минераяьныв удобрения не оказывают достоверного влияния ка накопление ячменем фосфора и калия.

В сухом веществе цунурузы азота содержится 1,10-1,64%, фосфора 0,26-0,64% и калия 1,40-2,20%. Под влиянием удобрений количество азота „'величивается на 0,45%, фосфора на 0,18% и калия на 0,25%.

На создание одной тонны зерна с соответствующим количеством полем» при уровне урожайности пшеницы 2,5-3,0 т/га каиболеа

оптимальный расход азота составляет 25-30 кг, фосфора 10-12 и калия 25-35 кг, для ячменя соответственно 25-40, I0-12 и 3540 кг. Наиболее экономичный расход элементов питания на фор -мирование урожайности 10,0-12,0 т/га сухого вещества кукурузы по азоту составляет 12-14 кг, фосфору 4-5 и калию 20-22 кг.

5.2. Использование элементов питания из почвы и удобрений

При внесении азотно-фосфорных удобрений в доза /V^gf45 на I га пашни в шестипольном зернопаровом севообороте расте-' ниями используется 100$ азота и 26$ фосфора.

В зернопаропропашном севообороте при внесении удобрений из расчета /Vgo^gö^jo^^-IO на * га гшшнн использование аз от г-состазляет 05 -100$, фосфора 15-25 и калия 180-260$. Сочетание минеральных и органических удобрений в севообороте приводит к значительному снижению степени использования внесенных питательных веществ. На фоне совместного внесения органичес -ких и минеральных удобрений использование азота составляет 29-52$, фосфора 12-15 и калия 30-60$.

Выявлено, что в случае, внесения азотных к калийных удобрений в малых нормах, достаточных для возмещения только 10-30$ выноса этих элементов, коэффициенты использования удобрений превышают 100$, за счет существенного усиления процессов мо -билизации и использования почвенного азота и калия.

С повышением уровня обеспеченности почвы подвижным фосфором коэффициенты использования азота, фосфора и калия удобрений значительно возрастают.

5.3. Баланс элементов питания в севообороте при различных с и о т е -яах удобрений

Для поддержания оптимального содержания фосфора а почвэ и получения стабильно высоких урожаев сельскохозяйственных эдльтур в сезосбороте достаточно восполнение этого элемента, т.е. создание уравновешенного баланса, либо некотороз его превышение (100-120$ ), что обеспечивается примзнением фосфорных удобрений в нормах 20-25 кг не I га пашни.

Баланс азота и калия в зернопаровом и зернопаропропашном севооборотах при всех изучаемых системах удобрений складыва -

етоя отрицательным. Систематическоеприменение минеральных и органических удобр ний сглаживает ^дефицитность баланса этих элементов. В связи с возможностью допущения без ущерба для эффективного плодородия черноземов дефицита' по азоту и калию, покрываемого за счет мобилизации почвенных ресурсов, можно очитать приемлемым интенсивность баланса по азоту в пределах 25-30$ и по калию 10-15$.

6. РШ1Ь СОРТА В П0ЕШИЕНШ ШЕЕКТИВНОШ УДОБРЕНИЙ

Испытание сортов зерновых культур (яровая пшеница, овес, озимая пшеница) на различных уровнях минерального питания показало четкую видовую и гештшическую специфику в реакции их на удобрений. Прибавки от удобрений на сортах твердой пшеницы возрастают более чем в два раза по сравнению со стандартом мягкой пшеницы.

Изучение влияния удобрений, сроков посева и сортов на урожайность яровой пшеницы показало,, что суммарные прибавки зерна от изучаемых факторов составляют 0,90-0,97 т/га. При этом за счет удобрения формировалось 46-65g прибавки урожая, за счет сорта 29-40$ и от срока посева 19-39$ (табл.9).

9. Доля участия факторов ($} в формировании урожайности зерновых культур

Культура

Фактор

удобрение I сорт 1 1__!

срок посева'^2" (вие

Яровая пшеница по пару

Яровая пшеница 2-й культурой после пара

Озимая пшеница

Овос

57,1-65,0 31,3-40,5

18,9-28,7 29,4-39,1

2,4-4,5

46,5-50,3 29,4-34,3 29,4-39,1 1,8-^,7

55.7-72,4 52,8-70,2 - 4,1-5,8

51.8-70,1 50,5-65,0 8,4-13,2

Из изучаемых пяти сортов яровой пшеницы наиболее, высокую отзывчивость- на удобрения проявил интенсивный сорт Омская 17, Эффективность удобрений при возделывании этого сорта возрастает на 19,7-65,4$ по. сравнению с экстенсивными сортами.

Из сортов озимой пшеницы наиболее высокая продукгиь гость на неудобренном фоне, а также и более высокая отзывчивость на

удобрения отмечена у сорта Омская 3. На удобренных вариантах урожайность этого сорта по сравнению с контролем повышалась на 0,75-0,82 т/га.

Четко выраженная генотипическая специфика внутри отдельных видов растений определяющая их поведенческие реакции на условия минерального питания свидетельствует о необходимости целенаправленной разработки систем удобрений не для культуры вообще, а для конкретных сортов с целью надежного обеспечения максимальной продуктивности агрофитоценозов в определенных почвэнно-климатических условиях.

7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БЮЭНЕРГЕГШЕСКАЯ ОЦЕНКА СИСТЕМ УДОБРЕНИЙ

Расчеты экономической эффективности систем удобрений в севооборотах показывают, что применение рациональных норм минеральных и органических удобрений на черноземах лесостепи является высокоэффективным приемом повышения продука ;вности растениеводства. В первой ротации зернопаропропашного севооборота рентабельность применения минеральных удобрений в нормах ^25^5^7 составила 180$, максимальная прибыль (122'тыс.руб. за I га) также получена на этом варианте. С увеличением нормы фосфора до 50 к!'/га, .а также при сочетании минеральных и органических удобрений чистая прибыль и рентабельность значительно снижаются.

Экономическая эффективность систем удобрений зависит не только от степени насыщения гектара пашни туками, но и от ' уровня плодородия почвы. Максимальная окупаемость вложенных средств и рентабельность получена при оптимальной системе удобрений (/1/25^20^ на фонах с высоким содержанием подвижного фосфора в почва. Прибыль составляет 79-140 тыо.руб.с гектара при рентабельности 175-180$. Применение недорогих калийных - удобрений из' расчета 25 кг на X га пашни заметно повышает эконсшюаскка показатели систем удобрений» - .

О высокой еффектишости минеральных и; органических удобрений на черноземах лесостепи свидетельствуют и результаты биоэнергетической оценки (табл.10). Количество приращённой" энергии за счет' удобрений в среднем за четыре ротации зернопа-рового севооборота составляет 1,98 ГДж/га. . ■ ■ " '

Биоэнергетическая эффективность удобрений в зернопаропро-

10, Биоэнергетическая эффективность систем удобрений

0,48 10,48 3,86 6,60 2,70

С,58 12,14 8,05 4,03 1,51

0,59 11,71 4,57 7,14 2,56

0,74 14,61 6,95 5,66 1,63

П ротация

0,42 8,21 4,10 4,11 2,0

0,35 6,82 4,20 2,62 1,62

0,40 8,31 4,39 3,92 1,89

! Прибавка [Затраты !Прираще-!Энергети-

11Т?Гл-„,цг.п'.ш энергии .ние ва- |Ческий

Вариант УР£ 'на $доб-ловой коэффици-

' чеп ап 1ШНИЯ, 1 энергии, I ент

__1 у^га Г 1^га I

Зегнопаровой севооборот °»38 6»32 4»34 Х»98 1>45

Зарнопаропропашной севооборот, I ротация

в запас периодически екегодно

лашом севооборота значительно выше по сравнению с зернопаро-шза. Б первой ротации зернопаропропашного севооборота пркра-щзниа валовой энергии составило 4,09-7,14 ГДж/га, величша энергетического коэффициента была в пределах 1,51-2,70.

За счет значительного увеличения сатр&т энергии при внесении навоза и сочетании с минеральными удобрениями на этих вариантах резки ьниж&ется лрирацениа валовой энергии (на 2038% ) и энергетического кое^фициента (на 36-44% ).

Сравнение вариантов запасного, периодического и ежегодного внесения фосфорных удобрений, в севообороте Показало преимущество запасного.

вывода

1. Систематическое применение удобрений в полевых севооборотах является одним из необходимых условий повышения плодородия черноземов, оптимизации питания растений, повышения урожайности сельскохозяйственных культур* улучшекчя ка -чоства получаемой продукции и реализации потенциальной про -дуктианости современных сортов и гибридов.

2. Под влиянием систематического применения удобрений я

севообороте стабилизируется и повышается содержание гумуса в почве и улучшается его качественный состав. За три ротации зернопаропропашного севооборота при внесении азотко-фэсфорнмх удобрений в нормах 50-60 кг на I га пашни количество гумуса в слое почвы 0-20 см возрастает на 0,20-0,42$, За четыре рота -ции зернопарового севооборота содержание гумуса на удобренном варианте (^^45) повысилось на 0,56$.

Под воздействием удобрений увеличивается доля гушшовых кислот, при^чем,наиболее существенно мобильной ее части. В меньшей степени изменяется количество фульвокислот и негидро-лизуемого остатка.

3. Систематическое применение удобрений в оптимальных нормах повышает биологическую активность черноземов. Под влиянием удобрений изменяются численность, видовой состав микроорганизмов, разрушающих клетчатку, превращающих азот и фосфор в доступные для растений формы, повышается суммарная мобили -зация и нитрификационная способность почвы, что приводит к улучшению условий азотного питания. Запасы нитратного азота в слое почвы 0-40 см в среднем за севооборот увеличиваются на 23-29$^ в метровом слое на 23-50$ в зависимости от 'системы удобрений.

4. Под влиянием систематического применения удобрений пропорционально норме фосфорных туков в почве происходит накопление фосфатов, существенно изменяется их состав и улучшаются условия фосфорного питания растений во всем корнеобита -емом слое за счет поступающего с удобрениями и трансформации собственно почвенного фосфора. За три ротации севооборота при внесении фосфорных удобрений в норме 1200 кг/га (66 кг Р2О5 на I га пашни) содержание валового фосфора в слое 0-20 см возрастает на 46 мгДОО г, в подпахотном слое- на 26 мгДОО г. Содержание подвижного фосфора при этом повышается с 10,9 до " 24,0 мг/ХОО г в пахотном слое и на 4,3 мг./ЮО г в подпахотном.

Количество минеральных форм фосфора при внесении фосфорных удобрений возрастает с 10,0 до 16,7 мгДОО г или на 33,0%. Практически весь фосфср удобрений (90-95$), несмотря на дли -тельное взаимодействие с почвой, остается в наиболее подвиж -ной (1-4 группы) части минеральных фосфатов, что объясняет эффективное и длительное последействие фосфорных удобрений на черноземах лесостепи Западной Сибири.

5. При потенциально высоких запасах обменного калия в черноземах лесостепи Западной Сибири выбором приемов основной обработки почвы и применением минеральных и органических удобрений можно целенаправленно регулировать процессы его моби -лиэации.

Длительное применение азотно-фосфорных удобрений без калийных приводит к спадению содержания обменного калия в слое почвы 0-20 см на 25$ и в слое 20-40 см на 10$.

Внесение органических удобрений (60 т навоза за ротацш севооборота) и калийсодержащих минеральных удобрений (10 кг/ га пашни) обеспечивает бездефицитный баланс калия в севообороте и соответственно повышение количества обменного калия в почве на 2,4-4,4 мгДОО г. Положительное последствие органических удобрений на калийный режим почвы проявляется в тече -ние 2 ротаций шестипольного севооборота.

Длительное применение плоскоразной и минимальной обработки почвы приводит к дифференциации обрабатываемого слоя по содержанию обменного калия. С сокращени«чмеханических обработок почвы содержание обменного калия в слоях 10-20 и 20-40 ш уменьшается на 25-27$.

6. Удобрения при систематическом их применении в севоо -боротах, положительно влияют на питание растений и урожай -ность всех изучаемых в опытах сельскохозяйственных культур. Степень их действия на продуктивность культур севооборотов зависит от вида, нормы, способа применения и уровня плодоро -дия почвы. Систематическое применение минеральных удобрений

в зернопаропропашком севообороте в нормах не превышающих 60 кг на X га пашни, обеспечивает повышение его продуктивности на 0,48 т/га зер.ед.при окупаемости I кг д.в.удобрений 8,4 кг зерна.

Продуктивность зернопарового севооборота при системати -ческом применении минеральных удобрений в нормах 30-50 кг на I га пашни возрастает на 0,32-0,37 т/га, при окупаемости X кг д.в.туков 7,9-10,7 кг зерна.

Эффективность соломы в качестве органического удобрения в течение одной ротации зернопарового севооборота была невы -сокой, однако и депрессирующего влияния ее на рост и развитие культур не установлено.

Совместное применение минеральных удобрений и наво-^ на

черноземах лесостепи является малоэффективным приемом, продуктивность культур севооборота в этих вариантах остается па уровне их раздельного внесения.

7. Эффективность фосфорных удобрений не зависит от периодичности их внесения в севообороте. Применение фосфорных удобрений в запас на всю ротацию, периодически два раза за ротацию или ежегодное под каждую культуру севооборота оказывает одинаковое влияние на продуктивность культур.

8. Минеральные и органические удобрения при применении их в севооборотах оказывают не только прямое действие, но и длительное (более 12 лет) последействие на урожайность куль -тур. С учетом действия за первую ротацию зернопаропропашного севооборота и последействия за вторую и третью ротации суммарный эффект от удобрений составляет 0,83-1,21 т/га зерновых единиц. На долю последействия в суммарном эффекте приходится 35,6-42,2$. В связи с этим, в севооборотах при систематичес -ком длительном применении удобрений во времени происходит закономерная смена в порядке минимумов питательных веществ для растений и в эффективности отдельных видов удобрений. Этот минимум в исследуемом черноземе во времени переходит от фос -фора к азоту, а при достижении высокого уровня фосфатов в почве к азоту и калию. Следовательно системы удобрений в се -вооборотах должны быть динамичными и строиться с учетом установленной закономерности смены минимумов для растений.

9. На черноземах лесостепи наиболее эффективной системой удобрений в зернопаропропашном и зернопаровом севооборотах • является сочетание азотно-фосфорных туков в норме по азоту 25-30 кг и по фосфору 20-25 кг в расчете на I га пашни. Это обеспечивает бездефицитный баланс фосфора, повышает эффективное плодородие почвы, а также увеличивает продуктивность се -вооборотя на 0,35-0,55 т/га зерновых единиц при окупаемости

I кг тука на уровне 7-12 кг зерна.

На фонах с очень высоким (более 20 мг/100 г) уровнем содержания подвижного фосфора в почве для создания сбалансиро -ванного питания в сочетании с азотно-фосфорными удобрениями эффективно применение калийных в нормах не превышающих 20 кг на I га пашни.

Ю. Применение удобрений в оптимальных нормах и соотно -щениях элементов питания улучшает качество урожая возделывае-

ыых культур. Под влиянием азотных удобрений повышается белко -вость пшеницы, размещаемой второй культурой после пара и после кукурузы на 0,3-0,9%, ячменя на 1,0-1,9$, зеленой массы кукурузы на 1,5-1,0$, Некорневое опрыскивание посевов пшеницы, размещаемой по нопаровым предшественникам, в фазу молочной спелости растворами мочевины или плава (смесь мочевины и ам -миачной селитры в соотношении 2;1) в дозе 30 кг/га повышает содержание белка в зерне на 1,1-1,3$. Влияние фосфорных и калийных удобрений на качество продукции не установлено.

Систематическое применение минеральных и органических удобрений в пределах изучаемых норм не влияет на накопление тяжелых металлов и нитратов в растениеводческой•продукции.

II. Установленные количественные параметры химического состави культур, выноса и затрат элементов питания на созда -ние единицы продукции, баланса и коэффициентов использования питательных веществ являются научной основой рациональной системой удобрений в севообороте предусматривающей получение . высоких урожаев при одновременном сохранении и воспроизводстве почвенного плодородия. Расход элементов питания на произ -водство одной тонны зерна с соответствующим количеством соломы при уровне урожайности пшеницы 2,5-3,0 т/га составляет 2530 кг азота, 10-12 кг фосфора и 30-35 кг калия, для ячменя соответственно 30-35, 10-12 и 35-40 кг. На формирование уро -кайности Ю-12 т/га сухого вещества кукурузы расходуется 12 -14 кг азота, 4-5 кг фосфора и 20-22-кг калия.

При систематическом применении удобрений в севообороте в

оптимальных нормах (^25-30^25-30^7-10 на * га пашни) расте -нинми используется 85-100$ вносимого азота, 15-25$ фосфора и 150-200$ калия.

• 12. Рациональные системы применения минеральных и органических удобрений с севообороте позволяет наряду с оптимиза -цией условий минерального питания, повысить биологический круговорот и активность баланса питательных веществ при сох -ранении и воспроизводстве плодородия почвы. Интенсивность баланса азста и калия в севообороте на уровне 30 и 10$ соот -Еотственно является достаточной для получения оптимальной продуктивности эьрнопаровых и еернопаропропашных севооборотов (2,8-3,0 т/га зер.ед.) с окупаемостью I кг д.в,удобрен» 6-8 ег.зерна. Для поддержания оптимального содержания подвижного

фосфора в почве достаточно создание уравновешенного баланса, либо некоторое его превышение (100-120$ ), что обеспечивается применением фосфорных удобрений в нормах 20-25 кг на X га пашни,

13. Применение минеральных и органических удобрений на черноземах лесостепи в каучнообоснованных нормах и соотношениях является высокоэффективным приемом повышения продуктивности растениеводства. Рентабельность минеральных удобрений а нормах 50-60 кг на I га пашниезернопаровых и зернопаропро-пашных севооборотах составляет 159-180$. Количество приращенной энергии за счет удобрений в зернопарозом севообороте составляет 1,93 ГДж, зернопаропропашном 5,80 ГДж. Коэффициент энергетической эффектчвности соответственно Х,45 и 2,42.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

X. Для обеспечения стабильной продуктивности зернопаро-вых и зеркопаропропащных севооборотов на уровне 2,5-3,0 т/га зер.единиц, улучшения качества растениеводческой продукции при одновремнном повышении плодородия черноземных почв лесостепи Западной Си^-*ри рекомендуется применение минеральных удобрений в нормах по азоту 25-30 кг и фосфору 20-25 кг из расчета на I га пашни. Распределение удобрений по культурам севооборотов следующие: 5-ти польный зернопаровой- Ред в пар, /У30 под горох, /У30Р30 под пешницу после гороха, А^о^ЗО под ячмень; 6-ти польный зернопропашной- Р^д в пар, /Узд под вторую после пара пшеницу, /¥(¿0*40 под кукурузу, Д^зо^о П°Д пшеницу после кукурузы, Л^бО^ЗО Г1°Д ячмень. При высоких уровнях обеспеченности почвы подвижным фосфором с азотно-фосфор -ными удобрениями необходимо применение калийных в дозах Х0-20 кг/га. По мере насыщения фосфатного потенциале, почвы выше оптимального (15-17 мгДОО г подвижного фосфора) нормы фосфор -них удобрений должны снижаться до пределов компенсирующих вынос элемента урожаем культур.

2. Для воспроизводства и повышения плодородия почвы особое значение следует придавать использованию в качестве органических удобрений твердого навоза и соломы зерновых культур. При этом в зернопаровых и ззрпопаропропашных севооборотах лесостепи навоз следует вносить в чистом виде в нормах из расчета 10 т на I га пашни,измельченную солсму в сочетании с минеральными удобрениями.

3. За счет замены экстенсивных сортов зерновых культур на интенсивные, обладающих высокой отзывчивостью на улучшение условий.минерального питания можно увеличить производство зерна на 10-15$. Из сортов яровой пшеницы наибольшей агрохи -мической эффективностью характеризуется сорт Омская 17, из озимых- Омская 3, овса - Иртыш.

4. Для повышения белковости зерна пшеницы размещаемой по непаровым предшественникам высокоэффективны некорневые под -кормки азотом в дозе 30 кг/га в фазу молочной спелости раст -ворами мочевины или плава (смесь мочевины и аммиачной селитры в соотношении 2:1),

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУЕШОВАЩЩ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Использование растениями овса азота и фосфора уцобре-ний/Науч,техн.бюл./Сиб.НИИ сел.хоз-ва. - Новосибирск - Х980.

- Вып.53. - C.30-3I.

2. Влияние системы удобрений на продуктивность зернопаро-пропашного севооборота и агрохимические свойства почвы //Сб. науч.тр./ВИУА.-М., 1985,-ВыпДб -C.2I-34 (в соавт.).

3. Отзывчивость сильной пшеницы Иртышанка 10 на удобре -ния^Науч.техн.бюл. /Сиб.НИИ сел.хоз-ва,- Новосибирск. - 1985.

- Вып.7 - C.I0-I4,

4. Реакция ссртов овса на возрастающие дозы минеральных удобрений/Науч.техн.бюл./Сиб.НИИ сел.хоз-ва. - Новосибирск,

' 1985. - Вып.5. - С.16Л0.

5. Влияние системы удобрений на плодородие почвы и про -дукаивность зернопаропропашного севооборота в южной лесостепи //Сб.науч.тр./Сиб.НИИ сел.хоз-ва.-1985. - № 17.-С.ПЛ8 ( в соавт.).

• 6. Отзывчивость сортов зерновых культур на удобрения/' Науч.техн.бюл./Сиб.НИИ сел.хоз-ва. -Новосибирск,- 1986,- Вып. 13. - C.8-I2 (в соавт.).

7. Динамика гумуса в пахотных почвах Омской области и пути поддержания его положительного баланса //Проблема гумуса а земледелии; Тез.докл.и выступл.на совещ.- Новосибирск,1986. -С.Ю8 ( в соавт.). ■

8. Применение удобрений //'Система ведения сельского хо -эяйства Омской области: Рекомендации /Сиб.НИИ сел.хоз-ва, -Новосибирск, 1987. - 266 с (в соавт,)..

9. Минеральные и органические удобрения как фактор управления плодородием почвы //Воспроизводство плодородия почв: Тез.докл.науч.-практ.конф.- Омск,1988.-С.103-107.

10. Роль удобрений в повышении эффективности парового поля //Повышения продуктивности севооборотв через высокую эффективность чистого пара.- Омск,1989. - С.76-81.

11. Прогноз урожайности и качества зерна пшеницы на основе почвенной и растительной диагностики //Система диагностики минерального питания с.-х.культур для моделирования и управления плодородием почв: ТезАдокл.Х1У Всесоюз.координаци-онно-метод.совещ. М., 1989. - С.55-58 (в соавт.).

12. Применение стабильного изотопа в полевых исследова -ниях на черноземах Западной Сибири //Тес.докл.Второго Между-нар.симпоз.стран членов СЭВ по стабильным изотопам. -Тбилиси, 1989.- С.76-78 (в соавт.).

13. Эффективность расчетного метода определения доз удобрений под планируемый урожай яровой пшениць^Науч.техн. бгол./Сиб.НИИ сел.хоз-ва, - Новосибирск, 19Э0. - Вып.2. -С.7-12 (в соавт.).

•14. Коэффициенты использования элементов питания и применение их для расчета доз удобрений //Агрохимия. 1990. -№ 2. - С.41-53 Iв соавт.).

15. Роль удобрений в увеличении производства продукции растениеводства в условиях экологической сбалансированности //Использование научно-техничесгого прогресса в земледелии с учетом экологической сбалансированности : Матер.науч.-практ. ■ конф. Омск,1990. - с.37-48 (в соавт.).

16. Экономическая эффективность систем удобрений во второй ротации севооборота/'Науч.тех.бюл./Сиб.НШ сел.хоз-ва. Новосибирск,1990.-Вып.2. - с.39-42 (в ооавт.).

17. Влияние минеральных удобрений и сроков посева на урожай зерна различных сортов яровой пшеницы в севообороте //Повышение эффективности производства сельскохозяйственных культур: Сб.цауч.тр./Сиб.НИИ сел.хоз-ва. - Новосибирск,1990. - С.31-44 ( в соавт.)..

18. Зависимость урожая зерна ячменя от последствия удобрений и предшественника на выщелоченных черноземах лесостепи Западной Сибири //Повышение эффективности производства сельскохозяйственных култ-тур:Сб.науч.тр./Сиб.НИИ сел.хоз-ва,.-.

Новосибирск, 1990. - С.87-93 (в соавт.),

19. Зональные аспекты проведения агроэкологического мониторинга (Западная Сибирт-). //Агроэкологический мониторинг и проблемы расширенного воспроизводства плодородия почв: Науч.тр./ВИ/Л. -"М., 1991. - C.I3I-I36 (в соавт.).

20. Методические и организационные основы проведения аг-ррокологического мониторинга в интенсивном земледелии. - М.,

1991. - 356 с (в соавт.).

21. Влияние системы удобрений на агрохимические свойства почвы в севоогюроте //Почвы Западной Сибири и их удобрение: Cö„науч.тр./'Омский -.-х.ин-т. - Омск, 1991. - T.II2. - С.25-30 (в соавт,).

22. Эффективность действия и последействия удобрений в ' севообороте //'Интенсивность производства зерна в Западной Сибири: Сб.науч.гр./Сиб.НИИ сел.хоз-ва. - Новосибирск, 1992. -C.44-5I.

23. Эффективность средств химизации г зернопаровом севообороте^ Науч.техн.бюл, /Сиб.НШ сел.хоз-ва. - Новосибирск, 19У2. - Вып.6. -.С.3-9 (ь соавт.).

24. Использование рапсом азота почвы и удобрений //Агрохимия. - 1992,. - № 4. - С.20-23 (в соавт.).

25. Отзывчивость сортов яроЬой пшеницы на удобрения при разных сроках посева //Интенсификация производства зерна в Западной Сибири: Сб.науч.тр./Сиб.НШ сел.хоз-ва. - Новосибирск,

1992. - С.34-44 (в соавт.).

26. Проблемы бислогизации земледелия и пути их решения// Матер.межрегиональной науч.-практ.конф,, посвящ.60-ти летию Омской области. - Омск,1994. - 4.2. - C.I2-I4.

27. Оптимизация фосфорного литания озимой пшеницы на черноземных почвах лесостепи Западной Сибири //Агрохимия.-1996. - » 12. - С,17-22 (в соавт,).

Сдано в печать 24.01.97. Формат oüx84 I/I6. Бум.тип. К 3. Печать офсотнак. Печ.л. 2,0. Тираж 120 э:<з. Заказ 32.

Типография ОмГдУ, Омск-У, Сибаковская, 4