Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Систематическое внесение удобрений в севооборотах на обыкновенном черноземе и их эффективность в звеньях с горохом и люцерной

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Систематическое внесение удобрений в севооборотах на обыкновенном черноземе и их эффективность в звеньях с горохом и люцерной"

кубанский

государственный аграрный университет

СИСТЕМАТИЧЕСКОЕ ВНЕСЕНИЕ УДОБРЕНИИ В СЕВООБОРОТАХ НА ОБЫКНОВЕННОМ ЧЕРНОЗЕМЕ И ИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ В ЗВЕНЬЯХ С ГОРОХОМ И ЛЮЦЕРНОЙ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

На правах рукописи

ЛАБЫНПЕВ Александр Валентинович

06. 01. 04 - агрохимия

Автореферат

Краснодар - 1992

Работа выполнена в Донском зональном научно-исследовательском институте сельского хозяйства НПО "Дон" в 19871991 гг.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных

наук ШАПОШНИКОВА И.М.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных

наук, профессор ГЛУХОВСКНЙ А.Б. кандидат сельскохозяйственных наук, старший научны:! сотрудни КАЗАНКОиА ь.11.

Ведущее предприятие: Донской ордена Трудового Красно Знамени с ельскохо зяйственный шститут

Защита диссертации состоится " 2.5 " ишя_1292 г.

и &.00 час. на заседании специализированного совета А 120.23»02 при Кубанском государственном аграрном университете.

Адрес: 350044, г.Краснодар, ул.Калинина, 13,

Кубанский государственный аграрный университет, специализированный совет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанскс государственного агрардэго университета.

I*

Автореферат разослан

" и" леал 1^2 г,

Ученый секретарь

спсцлашзпроьанного совета, „ Т1,

'г. ' , л.^.-иС^реМСВ

г:л1д::дат с.-х..наук, дсцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важный фактором роста продуктивности льскохозяйственных культур при одновременном сохранении и вышении плодородия почеы является рациональное применение рбрений, в том числе и азотных. Недостаточный уровень их вне-ния в южных степных районах России, экологические аспекты их пользования обуславливают необходимость разработки сбаланси- ' ванной системы, обеспечивающей охрану окружающей ореды.

В складывающейся обстановке всё большее значение приобрели бобовые культуры, имеющие не только высокие кормовые до-■оинства, но и существенно увеличивающие долю азота в питании чтений за счет поглощения из воздуха и запасы органического щества в почве.

Однако еще недостаточно изучена величина азотфиксации при-¡нительно к конкретным культурам и почЕенко-климатическим ус->еиям, что затрудняет определение фактически приходящего биотического азота при разработке системы удобрения и расчёте шанса азота. Практически отсутствуют данные о сравнительной )фзктиЕН0сти систематического внесения удобрений е севооборо-IX с горохом и люцерной. Все это определяет актуальность и зна-аюсть исследований, проведенных нами.

Цель и задачи исследований. Основной целью исследований злялось изучение влияния систематического внесения удобрений

севооборотах на водный и пищевой режимы обыкновенного чернс-

ама и продуктивность культур в зЕеньях с горохом и лкцерной с

штом их симбиотической азотсоиксации.

В задачу исследований входило изучить:

- действие и последействие удобрений на водный и пищевой

решмы обыкновенного чернозема е звеньях: ячмень, горох и ячмень с люцерной, люцерна, люцерна;

- формирование сухого Еещэства и накопление элементов питания надземной массой ячменя, гороха и люцерны по фазам вегетации е зависимости от уровня- удобренности;

- динамику накопления сухого вещества корневой системой и поукосными остатками люцерны и содержание элементов питания в них на различных агрохимических фонах;

- снмбиотаческую азотфиксацпю гороха и люцерны, возделыва 1/.ых и полевых севооборотах;

- Елияние систематического внесения удобрений на уровай-ность культур звеньев севооборотов и качество сена люцерны;

- баланс основных элементов питания в севооборотах;

- экономическую и биоэнергетическую эффективность иршене-пня удобрений.

Научная новизна исследований. Впервые изучена сравнитель ная эффективность систематического внесения удобрений на обыкн венном черноземе в севооборотах с горохом и люцерной. Новыми являются данные о размерах симбиотичоской фиксации азота горохом и люцерной на неорошаемой'пашне. Выявлена эффективность пр менояия азотной подкормки люцерны. Установлена динамика накопл ния сухого вещества надземной массой, корневой системой, поуко ными остатками люцерны и сезонные колебания содержания элементов питания в них.

Определен баланс элементов питания в севооборотах с горохом и люцерной, дана их сравнительная оценка. Новыми являются дачные по водному и пищевому режимам непромывного типа почеы под горохом и люцерной.

.. з -

Производственная' проверка и реализация результатов ясслв->ваний. Яроизводственная'проверка-результатов исследований ша проведена в ОПХ "Семикаракорское" Семикараяорского района колхозе имени- Фрунзе Октябрьского района Ростовской области.

■ Апробация работы. Основные положения диссертацйонной рабо-I доложены на -отчетных заседаниях аспирантов и методической эмиссии Донского ЗНИИСХ НПО "Дон" в 1988-1990 гг.; на ХУ1 науч-— .^теоретической конференции молодых ученых ВНИЙМК (Краснодар, )90); на научно-технической конференции ШИПТИМЭСХ по итогам зеледований 1989 года (Зерноград, 1990); на научно-теоретичес-зй конференции Донского ЗНИИСХ по итогам научно-исследопатель-юй работы за ,1986-1990 годы (п.Рассвет, 1991), опубликованы двух печатных работах.

Объем и структура работы. Диссертаций изложена на 291 границе мапияодисного текста, содержит 44 таблицы, 8 рисунков, 1 приложения и состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомен-здий производству, списка литературы (256 источников, в тем ?сле иностранных - 21).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОШ Методика и условия проведения исследований

Эффективность удобрений в зеоньях с горохом и люцэрней при нстематическом их внесении в севооборотах на обыкновенном черновые изучали в 1987-1991 гг. в стационаре творческого научного эллектиЕа по химизации земледелия и растениеводства Донского' зяального научно-исследовательского института-сельского хозяй-гва (ДЗНИИСХ) научно-производственного объединения (Ш0) "Дон".

В I севообороте действие и последействие удобрений изучали в звене: ячмень, горох, во П севообороте е звене: ячмень с люцерной, люцерна, люцерна (табр.1). Для установления влияния азои кых удобрений на продуктивность люцерны первого года пользована на основных вариантах был проведен в 1988-1990 гг. мелкоделяноч-ный опыт. Схема опыта Еключала три дозы азотных удобрений: Идо» %0' котос-е вносили е два срока: ранней весной при отрастании люцерны и после первого укоса*

Повторность опытов трехкратная. Севообороты развернуты в пространстве на всех полях., Размер посевной площади делянки 194,4 м2, учетной гороха, ячменя и ячменя с лвдерной 44 м2, лю-

о

церяы 36 м". Размер делянки и учетная площадь опыта с азотными о

подкормками 4 м. Для определения размеров симбиотической азот-фиксации в качестве сравниваемой с горохом культуры высвЕали ячмень, с .люцерной - кострец безостый. Посевная площадь 32,4 м2,

■7 р

учетная для ячменя 1Ь м", для костреца безостого 12 ы .

Агротехника культур зяеньев полевых севооборотов - общепринятая для зоны. Высевали ячмень сорта Зерноградский 73, горох Сармат, -люцерну - Манычская синегибридная, кострец - ВИР-5.

За время проведения исследований осуществляли учеты, набло-дения, анализы: определено содержания ьлаги в почве под горохом и люцерной по фазам вегетации по слоям до 1,5 м, под ячменем и ячменем'с люцерной - до 0?5 м (при пооезе и в уборку в слое 0-150 см) термостатно-весовым методом. В стих же образцах проводили анализ на нитратный азот по ГОСТу 26488-85, аммонийный -по ГОСТу 26489-85, подвижный фосфор и обменный далий - по методу Мачигина - ГОСТ 26205-84.

Растительные образцы пс фазам вегетации отбирали в четырех местах делянки по 0,25 м2 в трехкратной повторностп. По метода-

Таблица I

Схема опыта

I севооборот

II севооборот

№ : —

ю- : куль- : система удобрения ; куль-: система удобрения тя : тура х : 2 : ту1)а : I ' : 2

I Пар 25 т наво- 25 т нечистый за + воза +

Р90К50

Пар 25 т на- 25 т наво-чистый воза + за +

Р120К120 ^О^ЗО ' Р120К-120

2 Озимая Ы, пшеница

60

Ы,

;60

Озимая Ы, пшеница

60

Ы,

60

3. Озимая Ы90Р60К60 Ы120Р90Кд0 Кукуру^60Р60К60 Ы90Р90Кг

рожь

4. Кукуруза НРГ) на зерно

5. Ячмень

6. Горох Р90Кд0

7. Озимая м пшеница 60

за на зерно

30 т наьо- Ячмень за +

го

.40

Р90К90

90

с люцерной Люцерна Р^ Р^

Люцерна Р30К30 ^30^30 пшеница ^О^О^О Ы60Р90К90

8. Кукуруза 45 т на- 45 т наво- Кукуруза 25 т на- 45 т назона силос воза за + на силос воза + за +

Ы60Р60К60

N.

30

9. Озимая ЫрП шпенипа эи

180

Озимая ,т пшеница 90

Н90Р60 К180

10. Подсолнеч-4140Р60 ¥Л Подсол- Ы40Р60 Н^Р^

Итого на 7 т наво- 10 т наво- Итого на 5 т на- 7 т наЕО-I га сево- за + за + I га со- воза + за +

оборота ы43Р30К24 Н64Р42К42 ^оборо- Н^Р^К^ К^^К^

Примечание. О - контроль, без удобрения

яе Н.З.Стаякова (1964) определяли массу корневой системы лвдер-ны в слое О-ЭО см перед уходом в зиму и после каждого укоса; ъ слоях почвы О-ЭО, 30-50 , 50-70 и 70-100 см — перед распашкой; массу корней костреца - в те же сроки, что и люцерны, в- слое О-ЭО см в трехкратной повторности. Поукосные остатки люцерны и костреца при Еысоте среза 8-10 см,, учитывали в те же сроки, что и корневой системы методом пробных метровок в десятикратно! повторности.

Содержание общего азота, фосфора и калйя в растениях, кор-лях к пожнивных,остатках после сжигания в серной кислоте с добавлением перекиси водорода определяли на аэтоанализаторе "Техникой" и пламенном фотометре по методике ЦИНАО (1976), сухого вещества по ГОСТу 23639-79. В сене люцерны после каждого укоса определяли по соответствующим ГОСТам сырой жир, сырую золу, сырую клетчатку, кальций, в зеленой массе - каротин, и нитраты.

Экономическая эффективность определялась по К.Н.Баранову (1966), нормативам ЦИНАО (1985); биоэнергетическая, эффективное - по "Методике биоэнергетической оценки технологий производств продукции растениеводства" (1983).- Математическую обработку полученных экспериментальных данных проводили методами дисперсно, ного, корреляционного и регрессионного анализов по Б.А.Доспехо: (1985) на персональном компьютере 1Ш-РС-АТ.

Почва стационара - чернозём обыкновенный карбонатный, ере, немощный, логкоглинистый на лессовидном суглинке. Содерзханпе г, ыуса в пахотном слое 4,1-4,3$, общего азота - 0,24-0,252, патового фосфора - 0,17-0,18.£, калия - 2,3-2,4$. Обеспеченность по, вижным фосфором - низкая, обменным*.калием - повышенная.

Климат зоны проведения исследований умеренно жаркий, конт нентальный. Сумма среднесуточных температур воздуха за период

1Ктивной вегетации составляет 3200-3400°С. Продолжительность ¡езморозяого периода 175-180 дней. Среднемноголетнее количест-зо осадков за год 483 мм, за период активной вегетации - 285 юл. 5а 1987-1988 сельскохозяйственный год выпало 548 мм осадков, :988-1989 - 509 мм, 1989-1990 - 508 мм, 1990-1991 - 605 мм, за зегетацш - 266, 197, 220, 266 мм соответственно.

Влияние систем удобрения на еодный и пшцевой режимы почвы в звеньях севооборота с горохом и люцерной

Наибольшие запасы продуктивной влаги е почве отмечались ранней весной при посеве ячменя и гороха (192-217 мм в среднем за 1988-1991 гг.), в период весеннего отрастания люцерны второго (197-205 мм) и третьего (178-192 мм) годов жизни. Уровень их определялся метеорологическими условиями осенне-зимнего периода, биологическшли особенностями культур, агротехникой возделывания. Различия между запасами влаги в почве под ячменем с люцерной и ячменем в период посева не наблюдались, к фазе колошения достигали 10-29, к полной спелости - 38-41$ в пользу последнего, что свидетельствует о значительном поглощении влаги люцерной уже в подпокровный период первого года жизни.

В течение вегетации культур содержание влаги в почве снижалось и к полной спелости ячменя составило 35-46$ от первоначального, ячменя с люцерной - 27-40, гороха - 47-51, к 3 укосу люцерны - 18-25$.

При систематическом внесении удобрений весенний запас влаги в почве под ячменем и люцерной оказался таким же, как на контроле без удобрения, под горохом - несколько выше. В период уборки урожая ячменя в полную спелость зерна, I укоса люцер-

ни второго года пользования он был ниже на удобренных вариантах, гороха и 3 укоса люцерны первого года пользование - равнялся величинам одного порядка.

Общий расход влаги из слоя 0-150 сп за вегетацию ячменя, ячменя с_люцерной (с учетом последней) и гороха различался мало .1 составил 265-316 мы при более высоких,показателях при внесении удобрений. За дьа года пользования люцерны общий расход влаги на всех вариантах одинаков - 954-958 мм. При этом в благоприятных условиях Елага расходовалась больше удобренными растениями, в неблагоприятных - на контроле вследствие непроизводительных потерь. Коэффициент водопотребления этих культур на варианте с Енессниам удобрений в дозах I системы был ниже контроля на 10-18 в дозах 2 системы - на 18-23/2.

Оценка использования влаги в звеньях севооборотов показала, что общий расход влаги культурами, в том числе при перзсчете на I га севооборотной площади, выше в звене с люцерной, чем с горс-хоы, но коэффициент водопотребления, наоборот, выше в звене с горохом (табл.2).

Систематическое.внесение удобрений в дозах I системы способствовало снижению коэффициента водопотреблрния на 10-18, в дозах 2 системы -. на 22$.

Содержание минерального азота (нитратного к аммонийного) в слое почеы 0-50 см под ячменем (5,9-7,1 мг/кг) и ячменем с люцерной (7,1-10,2 мг/яг) 'максимальным было при посеве как на контроле, так и при внесении удобрений, за исключением 2 варианта в I севообороте (7,1 мг/кг), где проводилась азотная подкормка в фазу кущения растений. В фазу выхода в трубку содержание его уменьшилось ка 3,4-5,3 мг/кг, на 2 варианте повысилось на 4,0# мг/кг. Различия в минеральном азоте между ячменем, возделывав-

;ым раздельно и покроено, сохранялись в пользу последнего.

Таблица 2

Баланс продуктивной влаги в звеньях: ячмень, горох Ш и ячмень с люцерной, люцерна, люцерна (II) (1986-1991 гг.)

у^пйпония на • 0бщий расход ' • Сб01! сухого/ I Коэффициент

^доорения на . влаги ; вещества,т/га ьодопотреб-

I га севооборота :_;____лония з /

: звена : на I га: звена:нд. 1 га ли1Ы1'м71

Ячмень, горох (I)

?ез удобрения 547 274 5,10 . 2,55 ' 1073

1 т наЕоза ч- .

143Р30К24 578 6,01 "3,0° 962

[О т навоза + ,

164Р42К42 ч • 578 289 6,93 3,47 . 834

Ячмень с люцерной, люцерна, люцерна (II)

г

Зез удобрения 1251 417 13,72 4,57 912

) т наЕоза + ,

134РЭ6КЭ0 1264 421 16'54 5,51 764

7 т навоза + -

157Р48К42 1274 425 18»01 6'00 > 707 '

В колошение Км незначительно, повышалось - до 4,8-5,7 мг/кг, (роме 2 варианта, где оно снижалось до 6,9 мг/кг. В эту фазу раз-шчия между концентрацией минерального азота в почве под ячменем I ячменем с люцерной сглаживались. К фазе полнот! спелости ^меня удержание Км е полуметровом слое на всех вариантах равнялось ветчинам одного порядка - 3,6-4,5 мг/кг.

Динамика нитратного азота аналогична минеральному, содержание аммонийного в период вегетации растений практически не йзме-1ялось, кроме фазы колошения, когда оно возрастало, по-витому,

з результате периодического пересыхания и увлажнения почвы, повышения температуры, способствующих подавлению процессов нитрификации. Содержание нитратов в течение вегетации ячменя выше, чем азота аммония. Только в фазу выхода в трубку и колошения под ячменем без люцерны преобладала аммонийная форма.

Динамика доступного азота в почве под горохом выражена сла> бо (рис.1). Несколько большее количество его наблюдалось в посевной период - 6,8 мг/кг в слое 0-150 см на контроле, при внесении 7 т навоза + К43Р30К24 (I вариант) - 7,9, 10 т навоза + %4Р42К42 вариант) - 9,6 мг/кг.

К фазам стеблевания и бутонизации растений концентрация минерального азота на контроле и I варианте оставалась прежней, незначительно уменьшаясь на 2 варианте. В фазу полной спелости зерна гороха в полутораметровом слое почвы она снизилась на все: вариантах до 5,4-6(8 мг/кг за счет слоев 30-50; 50-100 см; Преобладающей формой минерального азота являлась нитратная, соотношение её к аммонийной в течение вегетации гороха колебалось в пределах 1:0,12-0,28.

Содержание минерального азота в почве под люцерной находилось на уровне еще более низком, чем под горохом (рис.2). В течение Еэготации люцерны первого года пользования на контроле оно составило в слое 0-150 см 2,7-3,8 мг/кг, при внесении 5 т навоза + ^Р^зд - 3,1-4,8; 7 т навоза + Ы^Р^К^ - 3,85,7 мг/кг. От весеннего отрастания к первому укосу концентрация минерального азота перераспределялась по слоям и формам, но в среднем в полутораметровом слое не изменялась. На варианте I системы удобрения наблюдалось снижение Ы„ в слое 100-150 см. увеличение в 0-100 см, на варианте 2 - наоборот. Содержание нитратов на всех вариантах снижалось, кроме слоя 100-150 см

см

о

30 60 90 120 150

б 15

В

с

мг/кг

б 16 . б 16 б 16

6' 16

I мг/кг

N - N4 4 N - ЫОз

мг/кг

Рис.1. Динамика Нитратного и аммонийного азота в почве под горохом (1988-1991 гг.)

Срок отбора: А - посев, В - стеблевание, С - бутонизация, Е - полная спелость. Варианты: О, I, 2 согласно схеме опыта

см

о

30 60

во 120 160

А

В

6 18 б 16

12 -С

к

Мг/1

6 16 6 16 б 16

Рис.2. Динамика нитратного и аммонийного азота в почве под люцерной первого года пользования (1988-1991 гг.)' Срок отбора: А - осень, В - весеннее отрастание, С - I укос, Е - 2 укос, К - 3 укос. Варианты: О, I, 2 согласно схеме опыта

- 13 - ' л

а'? варианте, где, по-видимому, они Поднимались из -еще более яубоких слоев.

• При фодоироваяии второго укоса использовался^ помимо моле-гулявного азота аигосферы, амлряийный азот верхних слоев почвы 0-50 см) ji нитратный глубоких (50-150 см), содержание минераль-юго азота достигало минимума. Часть опада растений минерализо-залась, что приводило к Повышению Ы-Ы03 в слое 0-30 ем. Этот троцесс еще более усиливался к третьему укосу в сеязи с увеличением' поступления органического вещества и его разложении, в слое Э-50- см возрастало содержание обеих фэрм минерального азота. Зоотношение Ы-Ы03 к Ы-ЫН4 сужалось - от 1:0,28-0,58- ранней весной до 1:0,62-0,75 к третьему укосу.

При систематическом внесении удобрений, несмотря на более высокое потребление азота -растениями, сохранялся больший уровень концентрации доступного азота в почве.

"Содержание Нщ под люцерной второго ,года пользования на всех вариантах находилось на уровне контрольного варианта люцерны первого года пользования (2,9-3,8 мг/кг). Но.соотношение нитратного азота к аммонийному продолжало сужаться и стало равным на контроле 1:1,23, на I варианте - 1:1,34, варианте 2 - 1:1,70, чему способствовало постепенное уплотнение почвы и "ухудшение условий аэрации.

К посеву озимой пшеницы после распашки люцерны концентрация минерального азота за счет Ы-HOg в слое 0-50 см возрастала на контроле до 29, на 2 варианте - до 33 мг/кг, что оказалось в 2 раза выше, чем после гороха.

Содержание подвижного фосфора в пахотном слое почвы на контроле под всеми изучаемыми -культурами находилось в пределах низ--кой обеспеченности (10-12,5 от/кг), уменьшаясь в течение веге-

тации на 6-18$ относительно весеннего содержания. Вниз по профилю почвы оно равномерно убывало до 3,4-4,7 мт/кц в слое 140150 см. Внесение удобрений -в дозах I системы доеыпэло содержали! P^Og в слое 0-30 см" до I6,9-30f5, в дозах 2 системы - 24,5-36,0 мг/кг почеы. К полной спелости ячменя, гороха и третьему укосу люцерны оно снижалось на 14—305»» Существенных изменений в слоях 30-150 под влиянием удобрений не происходило.

Содержание обменного калия в пахотном слое на контроле под культурами е течение весенне-летней вегетации-находилось в пределах 287-311.мг/кг почвы. По полутораметровому профилю почвы оно уменьшалось до 146-169 мг/кг. Удобрения, внесенные в дозах .обеих систем, повышали концентрацию KgO только в слое почеы

0-30 см —' до 3Í8-407 мг/кг, которая за вегетацию культур изменя-k

лась незначительно.

i

Между содержанием подвижного'фосфора и обменного калия в пахотном слое почвы -ранней весной и- урожайностью культур нами установлена следующая зависимость:

7Я= 46,57-0,85X^0,29^, при г = 0,82+0,18;

Уя+Л= 13,51пЮ,54Хя+л + 0;04АЯ+31, при г = 0,77+0,20;

Уг= 30,53-0', 167^ + 0,I9Ár, при г = 0,91+0,13;

Ул= 60,9+0,98Хл - 0,ПАл, при г = 0,74+0,21;

где Уя, Уя+Л; Уг, Ул - урожайность зерна ячменя, ячменя с люцерной, гороха, сена люцерны; Хя, Хя+Л, Хр, Хл - соответствующее содержание Р205, Ая, Ад+Л, А^,, Ад - содержание обменного калия. ,

Влияние удобрений' на накопление сухого 'вещества и элементов питания надземной массой .культур, поукосно-корнеЕыйи остатками люцерны, симбиоти-ческую азотфиксацию бобовых

Накопление сухой массы растений более ингенслвнш было в фазу выхода в тру.1ку - колошения ячменя, стеблевания - бутонизации гороха, но наибольшее оказалось в полную спелость (51,1 -72,4 ячменя, 41,1-54,7 ц/га гороха). На долю сухого вещества первого укоса люцерны первого года пользования приходилось 36-37%, второго - 33-35 и третьего - 28-30% от общего количества за три укоса (66,1-84,8 ц/га). Большие показатели соответствовали вариантам с удобрениями.

Установлена тесная корреляционная зависимость между процентным содержанием азота в фазу кущения ячменя (Х| - в I, ~ Е0 II севооборотах) и его уронайностью_(У| и У2 соответственно): 7Т = 15,1 Х1 - 20,2 при г = 0,93^0,12; У? = 14,5 ^ - 20,7 при г = 0,90+0,14; а также между процентным содержанием фосфора (В) и калия (X) в фазу стеблевания' гороха и его урожайностью (У):

У = 19.97Х - 28,33В - 26,2 при г = 0,87+0,08

Азот и фосфор растениями ячменя и гороха накапливались от начала до конца вегетации, калий - соответственно до колошения и бутонизации. Поглощение элементов питания люцерной наибольшим было при формировании первого укоса, минимальным - третьего.

Суммарный вынос азотя звена: ячмень, горох с I га площади на контроле составил 75,5, на I системе удобрения - 95,8, на 2 -114,2 кг/га, фосфора - 21,8; 29,5; 37,3, калия - 51,2; 66,4; 81,1 кг/га; звена: ячмень с люцерной, люцерна, люцерна Ы вше на 60-76%, Р205 - на 7-17 и К20 - на 92-128%. Затраты азота на

формирование I ц зерна ячменя колебались в пределах 1,96-2,40 кг, фосфора - 0,8Ы),99, калия - 1,73-2,13; на I ц гороха - соответственно 3,55-4,01; 0,65-0,90 и 2,20-2,37 кг, на I ц сева люцерны

- 2,76-2,97; 0,44-0,55; 2,49-2;63 кг.

В метровом слое почвы, перед вспашкой, косней люцерны на контроле накапливалось 92,0 ц/та, поукосных остатков, при высоте среза 8-10 см - 12,2 ц/га. При внесении 5 т. наЕоза + ыз4Рзекэо

- соответственно выше на 11,4 и 1,1, 7 т навоза + ^57^48^42 ~ на

16,7 и 1,5 ц/га. Распределение корневой системы по слоям почвы следующее: 0-30 см - 74-76%; 30т50 см - 11-13; 50-70 .см - 7-8; 70-100 см - 6$. Таким образом, большая'часть корней люцерны била расположена в слое 0-30 см. ; ' •

Мевду суммарной урожайностью сена люцерны первого и вто^го годов пользования (у) и количеством сухого вещества поукосных остатков при высоте среза 8-10 см (А), установлена следующая зависимость: А = 0,04 У + 7,17, г = 0,85+0,17, для корневой системы в слое почвы 0-30 см (21): Хх = 0,32 У + 28,04, г = 0,97+0,08; в слое почвы 0-100 см (Х^; ^ = 0,41 У + 39,10, г = 0,99+0,07.

Перед основной обработкой почвы с корневыми и пожнивными остатками гороха на контроле в почву поступало 23,9 кг/га азота, при внесении удобрений в дозах I системы больше на 14, в дозах 2 системы - на 22$ (табл.3).

В корневой системе люцерны, расположенной в метровом слое почвы, и поукосных остатках содержалось на контроле 277,4 кг/га азота, при внесении удобрений количество .их возрастало на 19-29$.

Доля симбиотически фиксированного азота атмосферы растениями гороха на варианте без удобрений составила 24$-от общего, на I системе удобрения - 29, на 2 - 27$. За три года жизни лгщерны

в сведаем по двум циклам (1988-1990 и I989-I99I гг.) было фиксировано 395,6 кг/га азота на контроле, 505,0 на I и 559,8 кг/га на 2 вариантах - 63-66% от общего потребления.

Таблица 3

Содержание азота в .отчуждаемой продукции и растительных остатках гороха ж люцерны, кг/га (I988-I99I гг.)

Содержание азота Обогащение (+) или обед-

Внесено удобрений в отчуждаемой Г в раститаль- :

под : в севообо- продукции ■ ; ных остатках : нение (почвы азотом

куль- : роте туру : . 3306110 1ПОЧЕМ-:ного i всего :в т.ч. : :слмбио-: :тичео- : :кого :

Горох -

Контроль,без удобрения 99,2 75,4 23,9 " 5,4 -70,0

Ы43Р30К24 130,7 92,8 27,3- 8,6 -84,2

Рд0Кдд 10.т навоза + Ы64К42К42 152,6 "-96,1 Люцерна 29,1' 11,5'. -84,6

Контроль,без удобрения

Weo s vf3a +

34 36 30

Р60К60 7 т навоза + Ы57Р48К42

354,6 133,8 277,4 174,8 +41,0 .449,4-' 159,2 330,5 21.4,8 +55,6

495,8, 171,7 357,4 235,9 +64,2

Биологический азот растительных остатков гороха не компенсировал вынос азота из почвы отчуждаемой продукцией, в то гремя как люцерну не только возмещал этот вынос, но и обогащал почву азотом. Коэффициент симбиотической азотфиксации гороха составил на копт-

роле 0,24, при внесении удобрений 0,29-0,37, люцерны - соответственно 0,63 и 0,65-0,66.

Урожайность культур в звеньях 'севооборотов с различными системами удобрения

Систематическое применение, удобре'Ний в дозах I системы способствовало увеличению урожайности ячмрня, ячменя с люцерной, гороха и люцерны первого и второго годов пользования на 17-22, в дозах 2 системы - на 27-39$ (табл.4). '

Таблица 4

Урожайность культур в звеньях севооборотов с горохом и люцерной в зависимости от систематического применения удобрений, ц.зерн.ед. с I га

Культура Урожайность : Прибавка нср05

д : I : 2 : I : 2

I севооборот

Ячмень 31,6 37-1 1 43,9 5,5 12,3 3,8

Горох 35,4 43,1 • 48,6 7,7 13,2 2,5

В сумме 67,0 80,2 92,5 13,2 25,5

На I га севооборотной площади 33,5 40,1 46,3 6,6 12,8

II севооборот

Ячмень с люцерной 32,3 38,1 44,2 ' 5,8 11,9 0,8

Люцерна первого года пользования 35,5 41,4 45,4 5,9 9,9 2,6

Люцерна второго года пользования 21,4 • ;25,8 .27,2 4,4 5,8 . 2,9

3 сумме 89,2 •105,3 116,8 16,1 27,6

На I га севооборотной площади 29,7 35 I* 38,9 5,4 9,2

Примечание. 0, I, 2 варианты согласно .схеме опыта

По суммарной урожайности культур преимущество имело звено с люцерной (3 года), чем с горохом (2 года), но при пересчете на I га севооборотной площади - звено с горохом.

Установлено, что азотная подкормка посевов люцерны малоэффективна в условиях достаточно высокого содержания подвидного суосфора и обменного калия, а такие при недостатке влаги (табл.5), i связи с этим некоторое преимущество имел первый срок внесения ;Зота, ранней весной. На естественном фоне он,ючено повкпение .'рожайностп в результате проведения азотной подкормки на 15г!8%, в то время как на фоне систематического применения удобрений в дозах I системы - Есего на 5-7, в дозах 2 - на 0,3-5$.

Таблица 5

Урожайность сена люцерны первого года пользования при проведении азотных подкормок на различных системах удобрения, ц/га (IS88-J.990 гг.)

__Урожайность__

без удобрения ■ :5т навоза + : У т навоза +

i : К34Р36К50 : %7?45К42 -

I ; 2 : I i 2 i I : 2

91,9 101,1 101,1 96,1 101,4 105,9

£8,3 104,0 103,3

93,1 106,0 104,0

Оценка существенности частных различий (HCPq^): делянок I порядка -9,1 (I) и 13,6 (2), 2 порядка - 4,3 (I) и 3,7 (2); сценка существенности главных эффектов: фона - 4,6 (I) и 6,8 (2), доз азота и их взаимодействия - 2,5 (I) и 2,1 (2).

Примечание. I - азот внесен ранней весной, 2 - азот' внесен после первого укоса.

Дозы азота при проведении подкормок

0 78,7 78,7 91,9

% 86,3 83,8 96,7

Н60 90,4 87,1 98,3

%0 93,0 90,7 98,7

Азотные подкорщи увеличивали содержание каротина на 9-205? и нитратов - до.185,2 мг/кг при ПДК 500 мг/кг.

Выход кормовцх единиц' при внесении удобрений увеличивался только за счет повышения урожайности, так как содержание кормовых единиц е кг сена при этом не изменялось: возрастало содержание переваримого протеинами клетчатки, несколько падало жира,-БЭВ. Соответственно обеспеченность кормовой единицы переваршым протеином оказалось выше при систематическом внесении удобрений.

Баланс основных элементов питания в . севооборотах с горохом и люцерной

Расчеты показали, что 'на контроле баланс всех элементов питания как в севообороте с горохом, так и с люцерной был Отрицательным (рис.3). При систематическом внесении на I га 7 т навоза +"^43^30^24 в * севообороте получен положительный баланс фосфора при значительном снижении дефицита азота и калия. 5 т>навоза + ^34^35^30 на I га во II севообороте спосо0ствовали получению по-лояштельного баланса азота и фосфора. Увеличение дозы удобрений е севообороте с горохом до 10 т навоза + обебпдчило

положительный баланс азота^ Дефицит калия сохранился да;ке при внесении удобрений в дозах 2 системы удобрения в обоих севооборотах.

Экономическая и биоэнергетическая эффективность применения удобрений

Условно чистый доход а севообороте с горохом от применения удобрений е дозах I системы составил 209,5, 2 системы 398,5 :;.с/га, в севообороте с люцерной - 201,5 и 359,2 руб/га срответ-¿гка?.-'. Рентабельность и окупаемость удобрений практически ода-

кг/га

I севооборот

И севооборот

200 100 О

-100

-200 200

100

О

-100

-200 200

100

О

-100

-200

и

I

1

Ш

р2°5

ЩЦ и

Г

жг

к9о

ш

а

11

т

о

Варианты

ШШ - приход [Д - расход I—] _ баланс

ШШ - приход ЩШП - расход I 1 - баланс

шш - приход ИШЗ - расход [Ц] - баланс

О

1

Рис.3. Баланс элементов питания в севооборотах с горохом (I) л люцерной (II) (13о8-1991 гг.) Варианты: 0,1,2 согласно схеме опыта

наковы в обоих севооборотах: на варианте I системы - 296-305$ и 4,2 руб/руб, 2 системы - 376-373$ и 5,0-5,1 руб/руб. Коэффициент биоэнергетической эффективности ео II севообороте Еыше -3,4-3(7, чем в I - 2,8-3,4.

Повышение доз азотных подкормок на посевах люцерны первого года пользования с Н^ до ЫдС) увеличивало затраты с 8,4 до 27,0 руб., снижая рентабельность и окупаемость удобрений на контроле с 254,8 до 99,0$ и 3,9-2,1 руб., на I системе удобрения - соответственно 152,4-6,0$ и 2,6-1,1 руб/руб. На 2 системе удобрения эти показатели были отрицательными, кроме после первою укоса. Коэффициент биоэнергетической эффективности снижался с увеличением доз азота и при внесении после первого укоса в сравнении с ранневесенним.

Выводы

1. Запасы продуктивной влаги в обыкновенном черноземе под ячменем, горохом и люцерной были более высокими ранней весной

и снижались в течение вегетации культур. Общий расход влаги в ЗЕене: ячмень, горох ниже, чем в зЕене ячмень с люцерной, люцерна, люцерна, но использовалась она ео втором звене продуктивнее на 15-21$. Систематическое применение удобрений в дозах 5-7 т навоза + %4_4зРзо_збК24-30 на 1 га севооборотной площади (I система) способствовало снижению коэффициента Еодопотребления на 10-18, в дозах 7-10 т навоза + ^-б^г^1^ (2 система) -на 21-23$.

2. Содержание минерального азота в слое обыкновенного чер-•нозема 0-50 см под ячменем с люцерной в период посева (7,1 -

10,2 мг/кг) и в фазу выхода в трубку (4f4-5f3 ж/кг) несколько вше, чем под ячменем (соответственно 5,9-7,1 и 3,4). В фазу колошения эта разница сглаживаласьj и в полную спелость ячменя содержание Ну на всех вариантах оказалось примерно одинаковым (3,6-4,5 мг/кг). В полутораметровом слое почвы под горохом и лвдерной концентрация минерального азота мало изменялась в течение вегетации и была несравненно выше под горохом (5,4-9,6 мг/кг), чем под люцерной .(2,7-5,7 мг/кг). Преобладающей фодоой минерального азота в почве под культурами являлась" нитратная и только в фазы выхода в трубку и колошения ячменя, в I укос (бутонизацию) люцерны - аммонийная.

3. Систематическое внесение удобрений в севооборотах под культуры, предшествующие ячменю, гороху и люцерне, как правило, обеспечивало повышение содержания минерального азота в почве относительно естественного фона.

4. Удобрения, внесенные в дозах-I системы, повышали содержание подвижного фосфора в пахотном .слое от 10,0-12,5 мг/кг почеы на контроле до 16,9-30,5, в дозах 2 системы - в звене с горохом - да 24,5-29,4, в звене с люцерной - до 35,4-36,0 мг/кг почвы. За вегетацию культур содержание подвижного фосфора в почве уменьшаюсь на контроле на 6-18%, при внесении удобрений -на 14-30%.

5. Содержание обменного калия в пахотном слое почвы мало изменялось в течение весенне-летнего периода и колебалось на контроле е пределах 287-311, на удобренных вариантах - 318 -407 мг/кг почеы.

6. Продуктивность зЕена: ячмень, горох на естественном фоне составила 33,5, звена: ячмень с люцерной, люцерна, люцерна -29,7 ц зерновых единиц на I га севооборотной площади. При вне-

сении 5-7 т навоза + Ы34_43Р30-Э6К24-30 на 1 га Двсятипольного севооборота ока увеличивалась на 18-20$, 7-IO т навоза + KS7-64P42-48K42 ~ на 31 Урожайность в звене с горохом выше на 11-16$, чем в звене с люцерной. ,

7. Проведение подкормок посевов люцерны азотными удобрениями на обыкновенном черноземе оправдано только да низком агрохимическом соне (прибавка урожайности до 15-18$). На фоне .систематического внесения удобрений-в севообороте, в том числе органических и азотных, эффективность подкормок невысока,и непостоянна, проявляясь в условиях, тормозящих азотфгшсацию, • ■

8. Удобрения, внесенные в до.зах I системы'; способствуя формированию большей надземной растительной массы и повышая в ней процентное содержание основных элементов питания, увеличивали вынос азота растениями на 19-33$, фосфора - на 19-70, калия -на 17-33$, в дозах 2 системы - соответственно на 29-55t 51-89

и 25-76$.

9. На получение I ц зерна ячменя с соответствующим количеством соломы на контроле без удобрения расходовалось 1,96 кг Ы 0,87 кг PgOg и 1,73 кг KgO; .ячменя с люцерной — соответственно 2,19; 0,81; 1,85; гороха - 3,55; 0,65 и 2,20 кг; на I ц сена люцерны - 2,76; 0,44 а 2,49 кг. При систематическом внесении удобрений вынос Ы на I ц ячмене увеличивался на 4-10$, Р2°5 ~ на 5-21, калия - 3-22$; на I ц гороха - соответственно на' 10-13; 28-38 и 8-9$; на I ц сене люцерны - 6-8; 20-25 и 3-6$. ••

10. Люцерна третьего года жизни к периоду распашки формировала в слое почвы 0-100 см на контроле 92 ц/га сухого •вегзст-ва корней, накапливала 183 кг/га азота; при внесении удобрений

в дозах I системы - 1.03,4 ц/га и 214,1 кг/га, в дозах 2 систе-

г

мы - 108,7 ц/га и 227,2 кг/га соответственно. На долю слбя почвы

)-Э0 см приходилось,74-76$ всей массы корней. С поукосными. остатками при высоте среза 8-10 см в сумме, за 3 года поступало 52,9-62,7 ц/га сухого вещества и 91,4-120,2 кг/га азота.

11. "Коэффициент симбиотической азотфиксации гороха составил на контроле 0,24, при'внесении удобрений в дозах I системы - 0,29, в дозах 2 системы - 0,37. Коэффициент азотфиксации лю-дерны -в зависимости от повышения фона питания изменялся в мекь-пзй степени - в пределах 0,63-0,66. Биологический азот растительных.остатков гороха не компенсировал вынос азота из почвы эхчуждаемой продукцией, люцерны не только возмещал, но и сбога-цал почву. .

12. В десятипольном севообороте с горохом положительный Заланс азота достигнут при систематическом внесении на I га севооборотной площади 10 т наЕоза + фосфора -7т навоза +

В севообороте с люцерной бездефицитный баланс азота и фосфора получен при внесении 5 т навоза + Я^Р^. Внесение калия с навозом и качийными удобрениями в дозе 84-102 кг/га было недостаточным для компенсации его выноса.

13. Наибольший условно чистый доход в севообороте с горохом -398,5 руб. при достаточно высокой окупаемости затрат на удобрения - 5,1 руб/руб. и коэффициенте биоэнергетической эффективности. - 3,4 получены при систематическом внесении на I га севооборотной площади 10 т наЕоза + -^Р42^42* ^ севообороте с люцерной лучшие экономические показатели - соответственно 353,2 руб.,

5,0 руб/руб. и 3,7 - получены при использовании 7 т навоза +

Й57Р48К42*

Рекомендации .производству

I. При систематическом внесении удобрений из суммарной дозы 100 т навоза + Hß40*420^420 33 Ротацию десятипального севооборота с горохом в подкормку ячменя достаточно применять II^q, под горох - РэоКдд» в севообороте с люцерной при общей дозе 70 т навоза + %70P4gQK420 ~ в п°даормку посевов люцерны первого и второго годов'пользования - Рдо^ЗО*

£. На посевах люцерны, где ранее в севообороте были внесены навоз и азотные удобрения, не следует применять минераль-

i /

ный азот.

S. При расчете потребности в минеральных и органических удобрениях в севооборотах с люцерной необходимо учитывать поступление симбиотического азота е количестве 395,6-559,8, с горохом - 29,2-68(0 кг на I га.

4. Дяя снижения количества применяемых азотных удобрений за счет биологического азота в полевых севооборотах необходимо возделывать люцерну.

Работы, опубликованные по теме диссертации

1. Лабынцев A.B. Эффективность удобрений люцерны / Интенсификация кормопроизводства, п.Рассвет, 1989. - С;76-82.

2. Лабынцев A.B. Влияние системы удобрения на лвдерну, возделываемую в полевом оевообороте / Проблема интенсификации сельскохозяйственного производства, п.Раоовет, 1991. - С.16-18.