Урожайность и кормовая ценность культур севооборота при применении удобрений в Вологодской области

Усова, Ксения Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Урожайность и кормовая ценность культур севооборота при применении удобрений в Вологодской области
ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Урожайность и кормовая ценность культур севооборота при применении удобрений в Вологодской области"

На правах рукописи

Усова Ксения Александровна

Урожайность и кормовая ценность культур севооборота при применении удобрений в Вологодской области

Специальность: 06.01.04 - агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

16 идя2013

005057989

Москва - 2013

005057989

Работа выполнена на кафедре растениеводства ФГБОУ ВПО Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

кафедры растениеводства ФГБОУ ВПО Вологодской государственной молочнохо-зяйственной академии имени Н.В. Верещагина Чухина Ольга Васильевна

Официальные оппоненты: Афанасьев Рафаил Александрович - доктор

сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий лабораторией агрохимического обеспечения координатного земледелия В сероссийского научно-исследовательского института агрохимии имени Д.Н. Прянишникова;

Лапушкин Всеволод Михайлович - кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры агрономической, биологической химии и радиологии ФГБОУ ВПО Российский государственный аграрный университет -МСХА имени К.А. Тимирязева.

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Защита диссертации состоится <о&» 2013 г. в 1430 часов на

заседании диссертационного совета Д 220.043.02 при ФГБОУ ВПО Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, д. 15 (тел./факс: 8(499)976-24-92)

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ФГБОУ ВПО Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева

Автореферат разослан «/У» 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета /¡¿/' С.Л. Игнатьева

Актуальность исследований. В Государственной программе «Развитие агропромышленного комплекса и потребительского рынка Вологодской области на 2013-2020 годы» экономически значимыми направлениями развития сельского хозяйства региона являются развитие мясного и молочного скотоводства, являющиеся традиционными для области.

В период с 2000 по 2011 годы производство молока во всех категориях хозяйств области сократилось на 48,3 тыс. т., производство мяса с 84,6 до 75 тыс. т., при этом говядины стали получать меньше на 37%.

Рост производства продукции животноводства возможен только при наличии достаточного количества полноценных кормов собственного производства, поэтому повышение продуктивности сельскохозяйственных культур - важная задача, стоящая перед наукой и производством области.

На рост урожайности и повышение качества сельскохозяйственных культур влияет комплекс факторов, действующих на растение в период вегетации. К числу этих факторов относятся влагообеспеченность, тепловой режим, наличие в почве питательных веществ в доступной для растений форме и многие другие. Из их числа наиболее легко регулируется обеспечение растений питательными веществами с помощью внесения минеральных и органических удобрений, дозы которых должны соответствовать потребностям растения, обеспечивать увеличение урожайности и продуктивности культуры, а также оптимизировать плодородие почвы.

Интенсификация животноводства напрямую связана с объемом производства и качеством кормов. В качестве основных кормовых культур в Вологодской области возделывается ячмень яровой, вико-овсяная смесь, картофель и озимая рожь. Нам представляется, что разработка оптимальной системы удобрений под данные культуры могла бы в некоторой степени способствовать решению проблемы обеспечения собственными концентрированными кормами хозяйства области.

На сегодняшний день определение оптимальных норм удобрений проводится на основе эмпирических (экспериментальных и нормативных), балансовых, а также экономико-математических методов. Известны также методы элементарного баланса расчета доз удобрений на планируемую урожайность сельскохозяйственных культур, на планируемую прибавку урожайности и др. (Державин Л.М., Литвак Ш.И., Михайлов H.H., 1978; Ненайденко Г.Н., Трифонова М.Ф., 1991; Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И., 2002).

Ю.П. Жуковым (1983) был предложен научно-методический подход к расчету доз удобрений с помощью балансовых коэффициентов

использования элементов из почв и удобрений, обеспечивающих соответствие продуктивностей культур оптимальным агрохимическим показателям плодородия почв, а также агроэкологический анализ состояния и перспектив применения удобрений.

Оптимизация расчетных доз удобрений в севооборотах с применением балансовых коэффициентов, в отличие от существующих, дает представление не только о степени усвоения растениями питательных веществ из удобрений и почвы, но и о возможном изменении плодородия почвы при внесении данного удобрения, что позволяет строго контролировать соблюдение требований охраны окружающей среды.

Применение дифференцированных балансовых коэффициентов позволит разработать системы удобрений, обеспечивающие получение плановых урожаев культур хорошего качества с одновременным регулированием агрохимических показателей эффективного плодородия почв.

Научная новизна предлагаемых в работе решений — новые экспериментальные результаты получения фактических возможных урожаев культур в опыте при внесении удобрений в дозах, рассчитанных с помощью балансовых коэффициентов. Научным экспериментом изучены фактические урожайности возделывавшихся культур (основной и побочной продукции) Уточнены размеры выноса азота, фосфора и калия единицей урожая основной с соответствующим количеством побочной продукции возделывавшихся культур и балансовые коэффициенты использования питательных элементов из удобрений и почвы при внесении удобрений в испытывавшихся видах и дозах.

Практическая значимость работы состоит в том, что выявлены оптимальные расчетные дозы удобрений, обеспечивающие на среднеокультуренной дерново-подзолистой почве в малохарактерных погодных условиях Вологодской области урожайность зеленой массы вико-овсяной смеси в 17-18 т/га, зерна озимой ржи и ячменя соответственно 3,4 -3,9 и 2 - 2,3 т/га, клубней картофеля 19-21 т/га.

При этом сбор обменной энергии в 39-42 МДж/га, кормовых единиц - в 3,9-4,2 т/га, «сырого белка» - в 406-467 кг/га позволяет обеспечить животноводство региона высокопитательными кормами, тем самым позволяет решать проблему продовольственной безопасности Вологодской области.

Целью наших исследований является изучение влияния минеральной и органо-минеральной систем удобрений на продуктивность культур, возделываемых в кормовом севообороте.

В задачи исследований входило: выявление зависимости продуктивности культур севооборота от доз применяемых удобрений, определение содержания питательных веществ в основной и побочной продукции изучаемых культур при различных уровнях удобренности; установление питательной ценности изучаемых культур севооборота; расчет агроэнергетической оценки продуктивности культур севооборота при применении различных доз удобрений и прогноз экономической эффективности применяемых систем удобрений.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на Ежегодном смотре-сессии аспирантов и молодых ученых по отраслям наук, г. Вологда, 2010, 2011, 2012 гг.; Ежегодной конференции аспирантов, преподавателей и молодых ученых, г. Вологда, 2010, 2011, 2012 гг.; Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы развития аграрного образования и науки, г. Балашиха, 21 октября 2010г.; Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Молодежь. Наука. Будущее: технологии и проекты», г. Казань, 21-22 октября 2011г.; Международном молодежном форуме «Наука, инновации и международное сотрудничество молодых аграриев», г. Москва, 20-21 сентября 2012г.; Международной научно-практической конференции «Современная проблемы и перспективы развития сельского хозяйства и лесного комплекса», г. Вологда, 30 сентября 2012 г. и опубликованы в 12 статьях. Также выигран Грант «Молодые новаторы аграрной Росии» в 2010 г. Результаты исследования подтверждаются 2 актами о внедрении в хозяйствах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов, предложений производству, списка литературы и приложений (таблицы и акты внедрения). Общий объем работы 135 страниц.

Условия и методы исследований. Исследования проводились в 20102012 гг. в длительном полевом опыте, заложенном в 1990 г. на учебно-опытном поле Вологодской Государственной молочнохозяйственной академии. Опыт включен в реестр Государственной сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами (аттестат длительного опыта № 164).

Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая. Перед закладкой опыта в 1990 г. пахотный слой почвы опытного участка характеризовался следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса равнялось 3,28%, содержание подвижного фосфора - 266 мг/кг почвы, обменного калия - 114 мг/кг почвы, рНка 5,2. В 2010 г. в контроле без удобрений содержание гумуса - 2,56%, содержание подвижного фосфора уменьшилось до 132 мг/кг почвы, обменного калия - до 55 мг/кг, рНка 4,9.

Исследования по изучению влияния различных доз удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур проводятся в четырехпольном севообороте. Чередование культур в данном севообороте таково: вико-овсяная смесь (вика - Льговская 22, овес - Боррус), озимая рожь (Волхова), картофель (Елизавета) и ячмень (Выбор).

Схема опыта в годы исследований представляет собой:

1 - вариант без удобрений (контроль),

2 - вариант с применением припосевного и припосадочного удобрений культур,

3,4 - два варианта исследуемых минеральных систем удобрения, различающихся дозой азота,

5 - вариант органо-минеральной системы, эквивалентной по дозе удобрений третьему варианту минеральной системы удобрений.

Системы удобрения рассчитаны по методике проф., д.с.-х.н. Жукова Ю.П. для получения плановых урожайностей: озимой ржи - 3,5, картофеля -25, ячменя - 3,5, вико- овсяной смеси - 25 т/га.

Применен метод расчета с помощью балансовых коэффициентов (Кб) по формуле: Кб = (В/Д)*100%, где В - вынос питательного элемента культурой, Д - доза применяемого удобрения. Балансовые коэффициенты по фосфору и калию на 3,4 и 5 вариантах соответствуют 100% (нулевой баланс) и 150% (отрицательный баланс). Балансовые коэффициенты по азоту на 3 и 5 варианте - 120% (отрицательный баланс), на 4 варианте - 80% (положительный баланс). Нулевой баланс по фосфору планируется, исходя из того, что в почве опытного участка, так же как в почвах Вологодской области, повышенное или высокое содержание этого элемента, и его следует поддерживать на таком уровне.

Повторность опыта четырехкратная, размещение делянок усложненно-систематическое. Площадь одной делянки составляет 140 м2, размер делянки 14 м хЮм.

Под зяблевую вспашку вносили фосфорные и калийные удобрения в виде двойного суперфосфата и калийной соли, а также 40 т/га торфо-навозного компоста на 5 вариант (под картофель). Весной проводили предпосевную культивацию, под которую вносили азотные удобрения, в виде аммиачной селитры. При посеве вносили под озимую рожь, викоовсяную смесь и ячмень сложное азотно-фосфорно-калийное удобрение, под картофель - нитроаммофос (на всех вариантах, кроме первого). Посадка картофеля на гребнях картофелесажалкой СН-4Б-1, зерновые культуры сеяли рядовым способом сеялкой СЗУ-3,6. Агротехника - общепринятая по Вологодской области.

Уборка урожая проводилась на вико-овсяной смеси - самоходной

косилкой Е - 282, на зерновых культурах - комбайном «Сампо», на картофеле - картофелекопалкой с последующим ручным подбором клубней.

Погодные условия в годы исследований были малохарактерными для Вологодской области. Нехватка влаги во все годы исследований и жаркая погода летом 2010 и 2011 г.г. обусловили недополучение плановой урожайности культур севооборота. Особенно низкой была урожайность вико-овсяной смеси и ярового ячменя, что связано с непродолжительностью их вегетационного периода. Более растянутый период вегетации картофеля и озимой ржи позволил этим культурам сформировать более высокий урожай.

Результаты исследований Влияние удобрений на урожайность культур севооборота В табл. 1 приведена урожайность вико-овсяной смеси за годы исследований.

Таблица 1. Урожайность вико-овсяной смеси в 2010 - 2012 г.г., т/га зеленая масса

Вариант Годы Средняя Прибавка к контролю

2010г. 2011г. 2012г. т/га %

1 Без удобрений 7,0 14,3 16,4 12,6 - -

2 Ы12Р16К16 8,2 16Д 20,2 14,9 2,3 18

3 Ш5Р35К85 9,9 17,8 23,6 17,1 4,5 37

4 Ш10Р35К85 10,1 19,6 25,4 18,4 5,8 46

5 Последействие 40 т/га т-нав. компоста+№0Р20К65 10,4 18,1 24,6 17,7 5,1 41

НСР 05 1,1 1,4 2,3

Урожайность зеленой массы вико-овсяной смеси сильно зависела от погодных условий года исследования. Так, наименьшая урожайность отмечена в 2010г. Очевидно, это связано с низкой влагообеспеченностью растений в период вегетации. При недостатке влаги доступность элементов питания растениям снижается. Недостаток влаги в период активного роста вико-овсяной смеси наблюдался и в 2011 году, поэтому продуктивность культуры в 2011 г. была значительно меньше, чем в 2012г.

На урожайность зеленой массы вико-овсяной смеси, кроме погодных условий в период вегетации культуры, значительное влияние оказывали удобрения. Даже минимальная доза (Ы12Р16К16) ежегодно обеспечивала существенную прибавку урожайности (1,2 - 3,8 т/га), что в среднем за 3 года составило 18%.

Дальнейшее повышение доз минеральных удобрений достоверно увеличивало урожайность культуры. Варианты с расчётными дозами удобрений (3-5 вар.) обеспечили существенные прибавки урожайности

зеленой массы (1,7 — 3,5 т/га) в 2010-2011 засушливых годах и более значительные (3,4-5,2 т/га) в более влажном 2012г. по сравнению с минимальной дозой удобрения (2 вар.). Эквивалентные по питательным элементам минеральная и органоминеральная системы удобрения культуры (3 и 5 вар.) ежегодно и в среднем за 3 года практически не различались. Максимальная урожайность зеленой массы вико-овсяной смеси была получена в 2012 году на вариантах 3-5. В среднем за 3 года применение расчетных систем удобрений (3-5 варианты) повышало урожайность зеленой массы вико-овсяной смеси на 37 - 46 %.

Влияние применения удобрений на урожайность зерна озимой ржи приведено в табл. 2.

Таблица 2. Урожайность озимой ржи в 2010 - 2012 г.г., т/га

Вариант Годы Средняя Прибавка к контролю

2010г. 2011г. 2012г. т/га %

1 Без удобрений 1,7 2,4 3,2 2,4 - -

2 Ы12Р16К16 1,9 3,1 3,6 2,9 0,5 19

3 №0Р40К65 2,9 3,6 3,8 3,4 1,0 42

4 №30Р40К65 3,4 3,9 4,5 3,9 1,5 62

5 Последействие 40 т/га т-нав. компоста+Ы80Р35К65 2,9 3,9 4,2 3,6 1,2 51

НСР05 0,3 0,4 0,2

Погодные условия, сложившиеся в 2010-2012гг., оказывали значительное влияние на урожайность озимой ржи. В 2010 году высокие температуры и недостаток влаги в период цветения - налива зерна озимой ржи отрицательно повлияли на урожайность культуры, и плановая урожайность не была получена. Условия увлажнения в 2011 и 2012 гг. сложились более благоприятно для произрастания озимой ржи, и урожайность культуры в 3-5 вариантах превысила плановую.

Применение удобрений увеличивало урожайность культуры. Минимальные дозы удобрений существенно повышали урожайность зерна озимой ржи в 2011 и 2012 гг.

Применение расчётных доз удобрений (3-5 вар.) существенно (на 1,0 -1,5 т/га в 2010г.) повышало урожайность зерна озимой ржи по сравнению с минимальной дозой удобрения и с вариантом без удобрений, при этом эквивалентные по питательным элементам минеральная и органоминеральная системы (3, 5 вар.) не различались по влиянию на урожайность зерна озимой ржи. Максимальная урожайность озимой ржи - 3,4 т/га в 2010 г. и 4,5 т/га в 2012 г. была получена на 4 варианте, а в 2011 году - 3,6-3,9 т/га

в трех вариантах (3-5 вар.), рассчитанных на получение плановой урожайности 3,5 т/га.

В среднем за 3 года исследований получение плановой урожайности обеспечило применение расчетных доз удобрений в трех вариантах (3-5), причем в эквивалентных по питательным элементам вариантах (3 и 5) практически получена одинаковая урожайность.

Применение удобрений существенно влияло и на урожайность картофеля (табл. 3).

Таблица 3. Урожайность картофеля в 2010 - 2012 гг., т/га

Вариант Годы Средняя Прибавка к контролю

2010г. 2011г. 2012г. т/га %

1 Без удобрений 9,0 12,8 14,7 12,2 . -

2 Ы20Р20 10,2 13,3 18,4 14,0 1,8 14

3 И125Р50К150 14,0 19,3 24,3 19,2 7,0 58

4 Ы190Р50К150 14,6 19,6 27,6 20,6 8,4 69

5 40 т/га т-нав. компоста+Ы70Р15К30 15,7 19,7 28,1 21,2 9,0 74

НСР05 1,9 1,5 3,5

Экстремально высокие температуры и неблагоприятные условия увлажнения в годы исследований не позволили картофелю сформировать высокий урожай. Поэтому в 2010 и 2011 гг. и в среднем за 3 года не достигнута плановая урожайность в 25 т/га. Критическим для развития картофеля является период бутонизации - начала цветения. Резкая нехватка влаги в этот период в 2010 г. привела к тому, что урожайность клубней картофеля оказалась очень низкой и составила на контрольном варианте всего 9 т/га. Некоторое повышение урожайности клубней в 2011 г. и еще большее повышение ее в 2012 г. хорошо согласуются с количеством выпавших осадков в июле-августе в эти годы, т.е. в период клубнеобразования - один из основных этапов органогенеза картофеля.

Урожайность картофеля и в этих метеоусловиях изменялась в зависимости от фона питания. Применение припосадочного удобрения в дозе Ы20Р20 вызывало достоверное повышение урожайности картофеля на 3,6 т/га только в 2012 г. В среднем за 3 года увеличение урожайности от этой минимальной дозы удобрений составило 14%.

Применение расчетных систем удобрений (3-5 вар.) влекло за собой существенное повышение урожайности культуры. В среднем за 3 года исследований и ежегодно урожайность картофеля при применении удобрений в этих вариантах возросла на 58-74%.

Минимальная урожайность картофеля была получена на варианте без удобрений в 20 Юг, максимальная - при применении органо-минеральной системы удобрений в 2012 г., которая только в этом году оказалась более эффективной, чем эквивалентная по элементам минеральная (3 вар.). В среднем за 3 года и ежегодно все расчетные системы по урожайности были почти равноценны.

Ячмень - ценный корм для всех сельскохозяйственных животных. Повышение его урожайности способствует решению проблемы обеспечения концентрированными кормами молочного животноводства - отрасли сельского хозяйства, традиционно развивающейся на Вологодчине (табл. 4).

Вариант Годы Средняя Прибавка к контролю

2010г. 2011г. 2012г. т/га %

1 Без удобрений 0,9 1,9 1,8 1,5 - -

2 1ШР16К.16 1,1 2,1 2,5 1,9 0,4 24

3 ШОР40К60 1,3 2,2 2,8 2,1 0,6 36

4 Ы120Р40К60 1,3 2,3 3,2 2,3 0,8 49

5 Последействие 40 т/га т-нав. компоста+№ 0Р10К20 1,4 2,5 ЗД 2,3 0,8 51

НСР 05 0,1 0,2 0,3

Так же как и урожайность других культур севооборота, урожайность ячменя сильно варьировала по годам. Минимальная урожайность отмечалась в засушливом 2010 году. Урожайность ячменя в 2012 году была максимальной на всех удобренных вариантах (2-5).

Применение удобрений достоверно повышало урожайность ячменя ежегодно и в среднем за 3 года исследований.

Применение расчетных систем (3-5 вар.) наиболее существенно повышало урожайность ячменя во все годы исследований и в среднем за 3 года. Достоверное преимущество последействия торфонавозного компоста на фоне минеральных удобрений (5 вар.) по сравнению с эквивалентной минеральной системой (3 вар.) наблюдалось в 2011 и 2012 гг. Более высокая урожайность зерна ячменя при применении органо-минеральной системы удобрений в засушливых условиях 2011 года объясняется тем, что органические удобрения повышают водоудерживающую способность почвы, ее влагоемкость и, тем самым, способствуют увеличению запасов продуктивной влаги в почве.

В 2012 году максимальная урожайность ячменя была получена в 4 и 5 вариантах, в 2011 - в 5 варианте, а в 2010 - в трех (3-5) расчетных вариантах.

Следовательно, ежегодно и в среднем за 3 года плановый уровень урожайности ячменя не был получен, что связано с нехваткой влаги в критические периоды развития растений ячменя (2010 и 2011 гг.).

Таким образом, в среднем за 3 года исследований все расчетные системы удобрений (3-5 вар.) повышали урожайность вико-овсяной смеси на 4,6 - 5,8 т/га, озимой ржи на 1,0 - 1,5 т/га, картофеля - на 7,0 - 9,0 т/га, ячменя - на 0,6 - 0,8 т/га.

Урожайность всех культур севооборота в 2011 г. была значительно выше, чем в 2010 г. Плановый уровень урожайности в среднем за 3 года был достигнут только по озимой ржи при применении расчетных систем удобрения.

Внесение удобрений, как в минимальной, так и в расчетных дозах, повышало урожайность и побочной продукции. Это повышение на озимой ржи составило 20-74%, на картофеле колебалось от 10 до 57% и на яровом ячмене варьировало от 17 до 34% по сравнению с контролем. Причем применение минимальных доз удобрений увеличивало урожайность побочной продукции культур севооборота не более, чем на 20 % в среднем за 3 года исследований.

Повышение дозы азотных удобрений (4 вариант в сравнении с 3) вызывало максимальное повышение урожайности побочной продукции ежегодно и в среднем за 3 года.

Органо-минеральная система удобрений оказывала большее влияние на накопление биомассы побочной продукцией по сравнению с эквивалентной ей минеральной системой в среднем за 3 года исследований (5 вариант в сравнении с 3).

Влияние удобрений на содержание сухого вещества, сырой золы, сырого жира, сырой клетчатки, сырого протеина и безазотистых экстрактивных веществ в культурах севооборота

Питательность получаемых кормов легко регулируется на стадии их получения сбалансированным минеральным питанием и проведением подкормок в критические для развития культуры периоды.

Нами показано, что применение расчетных доз удобрения существенно увеличивает содержание сырого белка, сырой золы в культурах севооборота, оказывает влияние на накопление сырого жира и сырой клетчатки. Также проведен расчет содержания обменной энергии в основной продукции изучаемых культур.

Вико-овсяная смесь широко применяется в качестве парозанимающей культуры и ценного источника высокобелкового корма для сельскохозяйственных животных. В табл. 5 обобщены данные, полученные

за 3 года исследований по содержанию питательных веществ в зеленой массе вико-овсяной смеси.

Таблица 5. Содержание питательных веществ в вико-овсяной смеси при

№ п/п Вариант СВ, % Содержание в СВ, % ОЭ в СВ, МДж/кг

СЗ СЖ СК СП БЭВ

1 Без удобрений 22,7 6,0 3,3 25,0 11,0 54,7 10,5

2 Ш2Р16К16 22,0 6,6 3,6 24,7 11.4 53,7 10,6

3 Ш5Р35К85 22,3 6,9 3,4 25,7 12,1 51,9 10,4

4 К110Р35К85 22,3 7,2 3,3 25,9 12,7 50,9 10,3

5 Последейств 40 т/га т-нав. компоста + Ы50Р20К65 23,3 7,5 3,6 25,7 12,2 51,1 10,4

НСР 05 - - 0,3 - - -

Как видно из данных таблицы 5, при применении расчетных систем удобрений в среднем за 3 года исследований в зеленой массе вико-овсяной смеси несущественно возрастает содержание сырой золы, сырой клетчатки, сырого протеина. Наблюдалось существенное повышение содержания сырого жира при применении минимальной и органо-минеральной доз удобрений (2,5 вар.). Одновременно применение расчетных систем удобрений снижает содержание безазотистых экстрактивных веществ, а также вызывает тенденцию снижения содержания обменной энергии в продукции.

В среднем за 3 года исследований применение расчетных доз удобрений повышало содержание сырого протеина в зерне озимой ржи, а также вызывало тенденцию снижения содержания безазотистых экстрактивных веществ и практически не влияло на изменение таких показателей питательности зерна как содержание сырой золы, сырой клетчатки, сырого жира и обменной энергии (табл. 6).

Таблица 6. Содержание питательных веществ в зерне озимой ржи при

№ п/п Вариант СВ, % Содержание в СВ, % ОЭ в СВ, МДж/кг

СЗ СЖ СК СП БЭВ

1 Без удобрений 86,2 1,9 1,7 1,4 11,8 83,3 12,8

2 Ш2Р16К16 86,1 1,9 1,7 1,4 11,9 83,1 12,8

3 И90Р40К65 86,1 1,9 1,7 1,8 13,0 81,7 12,8

4 Ш30Р4ОК65 86,2 1,9 1,7 1,8 14,0 80,7 12,8

5 Последействие 40 т/га т-нав. компоста + И80Р35К65 86,1 1,9 1,7 1,8 13,3 81,9 12,8

НСР 05 - - - - 1,3 1,6

Содержание сырой клетчатки в озимой ржи при применении расчетных систем удобрений повышалось на 28 - 31%, сырого протеина на 11 - 20% по сравнению с вариантом без удобрений.

Под картофелем в Вологодской области заняты значительные площади. Применение картофеля многообразно. В том числе данная культура может использоваться и в качестве сочного корма для сельскохозяйственных животных (табл. 7).

Таблица 7. Содержание питательных веществ в клубнях картофеля при применении удобрений в среднем за 3 года исследований_

№ Вариант св, Содержание в СВ ОЭ в СВ,

п/п % СЗ СЖ СК СП БЭВ МДж/кг

1 Без удобрений 21,0 5,4 0,4 1,1 11,0 82,2 13,3

2 Ш0Р20 20,8 5,4 0,4 1,1 10,8 82,4 13,3

3 Ш25Р50К150 20,5 6,2 0,4 1,1 12,0 80,3 13,1

4 Ш90Р50К150 19,7 6,0 0,4 1,1 12,8 79,7 13,2

5 40 т/га т-нав. компоста + К70Р15К30 20,2 6,3 0,4 1,1 12,4 79,8 13,1

НСР 05 - - - - 0,9 0,8

Расчетные дозы вносимых удобрений под картофель несущественно повышали накопление клубнями сырой золы. Содержание которой возрастало при повышении доз вносимых удобрений с ИгоРго Д° ^зРгоКио на 15 - 16%. Применение расчетных доз удобрений (3-5 вар.) существенно увеличивало содержание сырого протеина. Относительно остальных показателей питательности заметного влияния применения удобрений не прослеживается.

Применение расчетных доз удобрений несущественно повышало содержание сырой клетчатки и сырого протеина в зерне ячменя (табл. 8).

Таблица 8. Содержание питательных веществ в зерне ячменя при применении удобрений в среднем за 3 года исследований__

№ п/п Вариант ев, % Содержание в СВ ОЭ в СВ, МДж/кг

СЗ СЖ СК СП БЭВ

1 Без удобрений 86,7 2,8 2,2 4,2 13,8 77,1 12,9

2 Ш2Р16К16 86,8 2,8 2,2 4,5 14,2 76,4 12,9

3 КГ80Р40К60 86,9 2,7 2,2 4,7 14,7 75,7 12,9

4 КГ120Р40К60 86,5 2,7 2,1 4,9 15,0 75,3 12,9

5 Последействие 40 т/га т-нав. компоста + №0РЮК20 86,8 2,7 2,2 4,7 14,3 76,1 12,9

НСР 05 - - - - - -

Удобрения вызывали тенденцию снижения содержания безазотистых экстрактивных веществ и не изменяли содержание остальных определяемых нами показателей.

Влияние доз применяемых удобрений на сбор обменной энергии, кормовых единиц и сырого белка с урожаем

В соответствии с ГОСТ 23153-78 под обменной энергией корма понимается часть переваримой энергии корма, которая используется организмом животных для восполнения его энергетических затрат и различных процессов биосинтеза. Кормовая единица - это условный кормовой эквивалент, характеризующий питательное и продуктивное действие корма.

В производстве кормов очень важны такие показатели как обменная энергия (ОЭ), содержание кормовых единиц (К.Е.) и протеиновая продуктивность культур.

В связи с этим проводился расчет сбора ОЭ, К.Е. и сырого белка с урожаем культур севооборота (табл. 9, рис. 1).

Таблица 9. Сбор обменной энергии, кормовых единиц и сырого протеина с урожаями культур севооборота при применении удобрений в среднем за 3 года исследований

№ п/п Вариант Сбор Прибавка к контролю

ОЭ, МДж /га КЕ, т/га Сырой белок, кг/га ОЭ, МДж /га КЕ, т/га Сырой белок, кг/га

1 Без удобрений 27,2 2,7 259,1 - . .

2 Минимальная доза удобрений 32,0 3,2 310,0 4,8 0,5 50,9

3 Минеральная система удобрений с Кб по N = 120% 38,9 3,9 406,1 11,7 1,2 147,0

4 Минеральная система удобрений с Кб по N = 80% 42,4 4,2 467,3 15,2 1,5 208,2

5 Органоминеральная система удобрений 41,7 4,2 440,4 14,5 1,5 181,3

В среднем за 3 года исследований культурами четырехпольного севооборота в контрольном варианте обеспечен сбор 27,2 МДж/га обменной энергии, 2,7 т/га кормовых единиц и 259,1 кг/га сырого белка.

Применение припосевного и припосадочного удобрений в минимальной дозе повысило сбор этих показателей на 18 - 20%.

Применение расчетных систем удобрений позволило значительно увеличить сбор обменной энергии и кормовых единиц в 1,4 - 1,6 раза с 1 га площади, при этом сбор сырого белка возрастал в 1,6-1,8 раза.

На рис. 1 представлены данные по сбору обменной энергии, кормовых единиц и сырого белка культурами севооборота в среднем за 3 года.

ч .

° 3 £ с £ ® ш ю

¡2 II

ю о

ГО О. ^ Ю О- О

Я ?

III

ш I ч

(\1 3 5

£ ё

1|Ц

й Ф Е ТГ

» I »1

1 ь 2

о:

со з

!г ® ё

X А ю

§ I * *

ай »о го §■ л 00 «15«

Го ¥ "

50 Е а

40 § 30

20 | 10 I

ю О

га о 5 см а)

ЗСБ

-ОЭ

Варианты опыта

Рисунок 1. Сбор обменной энергии, кормовых единиц и сырого белка культурами севооборота в среднем за 3 года

На данном графике наглядно видно, что применение расчетных систем удобрений наиболее значительно повышает все указанные показатели питательной ценности культур севооборота.

Вынос элементов питания единицей продукции с учетом побочной

При создании урожая сельскохозяйственные растения затрачивают элементы питания. Вынос (затраты) азота, фосфора и калия единицей основной и соответствующим количеством побочной продукции сельскохозяйственных культур всегда учитывается при расчетах доз удобрений.

На основании полученных данных по урожайности и содержанию элементов питания в основной и побочной продукциях культур севооборота произведены расчеты величин выноса (затрат) азота, фосфора и калия единицей продукции исследовавшихся культур (табл. 10).

Затраты азота на создание 1 т зерна озимой ржи и ячменя в несколько раз выше, чем затраты на создание 1 т зеленой массы вико-овсяной смеси и клубней картофеля. Это связано, в первую очередь, с особенностями биологии этих культур и величиной полученного урожая.

При применении азотсодержащих удобрений вынос азота единицей продукции всеми культурами, как правило, увеличивался, что согласуется с очень многими литературными данными.

Затраты азота на создание 1 т основной с соответствующим количеством побочной продукции у всех культур севооборота возрастали при применении расчетных доз удобрений на 3 - 26%.

Таблица 10. Затраты азота, фосфора, калия на создание 1т основной продукции с учетом побочной в среднем за 3 года, кг_

Вариант N Р205 К20

Вико-овсяная смесь

Без удобрений 3,1* 1,6 4,8

Ы12Р16К16 3,2* 1,7 5,0

Ж5Р35К85 3,8* 1,7 5,7

Ш10Р35К85 3,6* 1,8 6,0

Последействие 40 т/га т-нав. компоста + Ы50Р20К65 3,4* 1,7 5,9

Озимая рожь

Без удобрений 22,6 10,0 21,0

Ы12Р16К16 23,2 10,3 21,8

№0Р40К65 26,3 10,4 25,5

Ш30Р40К65 28,4 10,7 26,5

Последействие 40 т/га т-нав. компоста + Ы80Р35К65 27,1 10,9 26,4

Картофель

Без удобрений 5,0 1,7 7,4

Ы20Р20 5,0 1,7 7,6

М25Р50К150 5,4 1,8 8,0

И190Р50К150 5,7 1,8 8,3

40 т/га т-нав. компоста + ОТОРІбКЗО 5,6 1,9 8,1

Ячмень

Без удобрений 29,2 10,6 24,8

Ш2Р16К16 29,4 10,4 24,6

Ы80Р40К60 30,5 10,0 24,8

Ш20Р40К60 31,2 10,3 24,9

Последействие 40 т/га т-нав. компоста + №0Р10К20 30,0 10,2 25,0

♦Примечание - азот, используемый растением за счет почвы и удобрений, без азотфиксации

Применение удобрений мало влияло на затраты фосфора, которые у всех культур, кроме ячменя, возрастали не более, чем на 10%. У ячменя применение минимальной и расчетных доз удобрений, напротив, несколько снижало затраты фосфора на 1,7-5,2%.

Затраты калия на единицу основной с соответствующим количеством побочной продукции у всех культур севооборота, как правило возрастали, причем наиболее значительно при расчетных дозах удобрений.

Балансовые коэффициенты (Кб) использования элементов питания из почвы и удобрений

При расчетах доз удобрений (вар. 3-5) запланирован нулевой баланс по фосфору (Кб = 100%), поскольку в почве опытного участка повышенное содержание фосфора, которое следует поддерживать. Отрицательный баланс по калию (Кб = 150%) планируется, поскольку содержание калия в почве опытного участка среднее и повышенное, а высокое содержание калия в продукции, используемой на корм сельскохозяйственным животным, неблагоприятно сказывается на их жизнедеятельности. По азоту предусмотрены балансовые коэффициенты, равные 80 (положительный баланс на 4 варианте) и 120% (отрицательный баланс на 3 и 5 вариантах).

Для того, чтобы оценить баланс элементов питания, сложившийся в севообороте за 3 года исследований были рассчитаны величины хозяйственного выноса элементов питания и фактические балансовые коэффициенты.

Фактические балансовые коэффициенты «показывают степень использования элементов питания удобрений и одновременно возможное изменение плодородия почв» (Жуков Ю.П., 1983).

Полученные балансовые коэффициенты использования элементов питания из удобрений и почвы приведены на рис. 2-4.

2 вариант (минимальная доза)

3 вариант 4 вариант 5 вариант

(минеральная минеральная (органо-система с Кб по система с Кб по минеральная N = 120% N=80% система с Кб по

N = 120%)

Варианты опыта

вико-овсяная смесь

Возимая рожь

□ картофель

□ ячмень

I все культуры в среднем за 3 года

Рисунок 2. Фактические балансовые коэффициенты (Кб) использования азота из удобрений и почвы в среднем за 3 года, %

При применении минимальной (припосевной и припосадочной) дозы удобрений балансовые коэффициенты использования азота из удобрений и почвы были значительно выше, чем на вариантах с применением расчетных систем удобрения, несмотря на меньшие значения хозяйственного выноса азота единицей продукции. Большие Кб объясняются тем, что внесенная доза удобрений на 2 варианте невелика и растения на формирование урожая затрачивают азот, содержащийся в почве, что ведет к снижению почвенного плодородия.

На 3 и 5 варианте запланированы балансовые коэффициенты равные 120%. Как видно на рис. 3 полученные фактические балансовые коэффициенты были далеки от плановых для ячменя и вико-овсяной смеси, а также картофеля при применении минеральной системы удобрений (3 вариант). Для озимой ржи на 3 и 5 варианте складывался баланс, близкий к нулевому или отрицательный (100 и 110%). Также близок к нулевому был баланс при применении органоминеральной системы удобрений на картофеле.

При повышении дозы азотных удобрений на фоне РК (4 вариант) следовало бы ожидать балансовых коэффициентов, равных 80%. Однако, на всех культурах, кроме озимой ржи, фактические балансовые коэффициенты оказались еще меньше и варьировали от 59 до 62% в среднем за 3 года. Связано это с резким недобором плановой урожайности в 2010, 2011 гг.

2 вариант (минимальная доза)

3 вариант 4 вариант

(минеральная минеральная

система с Кб по система с Кб по

N = 120% N =80%

Варианты опыта

5 вариант (органо-минеральная система с Кб по N = 120%)

вико-овсяная смесь

□ озимая рожь

□ картофель

□ ячмень

I все культуры в среднем за 3 года

Рисунок 3. Фактические балансовые коэффициенты (Кб) использования фосфора из удобрений и почвы в среднем за 3 года, %

Фосфор - элемент, необходимый растениям для роста, развития, а также формирования высокого уровня урожайности надлежащего качества. Для формирования урожая крайне важно поддерживать бездефицитный баланс фосфора в севообороте. Поэтому, на почвах, содержащих достаточное количество доступных фосфатов, следует отдать предпочтение нулевому балансу этого элемента.

Как видно из рис. 3, на 2 варианте фактические балансовые коэффициенты значительно выше, чем 100%. В результате происходит обеднение почвы доступными формами фосфора. Так, перед закладкой опыта почва опытного участка содержала 266 мг/кг Р205, к 2010 его содержание на 2 варианте снизилось до 218 мг/кг почвы.

При применении расчетных систем удобрения планируемый нулевой или близкий к нему баланс фосфора обеспечили не все культуры севооборота. В среднем за 3 года Кб, примерно равные 100%, были получены только на озимой ржи (4 и 5 вариант) и вико-овсяной смеси (4 вариант). В среднем на всех культурах севооборота фактические балансовые коэффициенты при применении расчетных доз удобрений были близки к 80%.

действующего вещества удобрений обеспечили зерновые культуры (от 3,36 до 10,23 кг/кг д.в. на различных фонах удобренности). Оплата удобрений прибавкой урожая картофеля и зеленой массы вико-овсяной смеси была значительно выше и варьировала от 21,60 до 52,27 кг/кг д.в. Такое различие объясняется биологическими особенностями и уровнем урожайности возделываемых культур.

При внесении минимальной дозы удобрений (Ы20Р20 на картофеле и Ш2Р16К16 на остальных культурах) оплата удобрений прибавкой урожая основной продукции культур севооборота была максимальной. При увеличении доз вносимых удобрений оплата снижается.

Сравнение органоминеральной системы удобрений (5 вариант) с эквивалентной ей по дозе минеральной системой с Кб по азоту равному 120% (3 вариант) показывает, что действие и последействие внесения органических удобрений повышает агроэкономическую эффективность применения удобрений. На 5 варианте оплата 1 кг д.в. прибавкой урожайности культур севооборота была на 1,22 - 6,03 кг выше, чем на 5 варианте.

Применение минеральной системы удобрений с максимальной дозой азота обеспечило в среднем за 3 года более высокую оплату удобрений из всех изучавшихся расчетных доз удобрений.

Также был произведен расчет оплаты удобрений сбором обменной энергии культурами севооборота (рис. 6).

и 3

1 £

- .2. С

Варианты опыта

-вико-овсяная смесь

-в™ озимая рожь

" '©"- картофель

—ячмень

Рисунок 6. Оплата удобрений сбором обменной энергии культурами севооборота в среднем за 3 года, МДж/кг д.в.

Минимальную оплату удобрений обменной энергией показал яровой ячмень. На 1 кг действующего вещества удобрений в среднем за 3 года на ячмене было дополнительно получено от 34 до 76 МДж обменной энергии.

Оплата удобрений прибавкой сбора обменной энергии остальных культур севооборота была сравнительно выше и колебалась от 56 до 140 МДж.

2 вариант 3 вариант 4 вариант 5 вариант (минимальная (минеральная минеральная (органо-доза) система с Кб ло система с Кб ло минеральная N = 120% N=80% система с Кб по

N = 120%)

Варианты опыта

авико-овсяная смесь

ЕЭ озимая рожь

□ картофель

□ ячмень

■ все культуры в среднем за 3 года

Рисунок 4. Фактические балансовые коэффициенты (Кб) использования калия из удобрений и почвы в среднем за 3 года, %

В опыте планировались балансовые коэффициента по калию равные 150% (отрицательный баланс).

На всех культурах севооборота, кроме ячменя, и в среднем по севообороту получен отрицательный баланс калия. Фактические балансовые коэффициенты на ячмене по калию варьировали от 89 до 100%. Плановый уровень Кб был получен только на озимой ржи в вариантах 4 и 5.

Оплата удобрений прибавкой урожая

Является доказанным фактом, что удобрения повышают урожайность сельскохозяйственных культур. Как правило, внесение удобрений экономически обосновано, если прибавка урожая значительно окупает затраты на приобретение, внесение удобрений и уборку и доработку полученной продукции. Для оценки агроэкономической эффективности производился расчет оплаты удобрений прибавками урожаев (рис 5).

а 60 4 50 х 40 х 30 я 20 Й 10 £ 0

ЩГ

ї ** 5 с <

І £ !

ь а 1 « І і 11 ШІ

»!«5

£ Е ь 8 ш

I л

§ с и £ а! «в

И ї 11 * і І

-вико-овсяная смесь

-озимая рожь

-картофель

Варианты опыта

Рисунок 5. Оплата удобрений прибавкой урожая культур севооборота в среднем за 3 года, кг/кг д.в.

В среднем за 3 года исследований оплата удобрений прибавкой урожая для культур севооборота была различной. Наименьшую оплату 1 кг

Тенденция изменения оплаты удобрений прибавкой сбора обменной энергии такая же, как и прибавкой урожайности. Максимальной оплата была при применении минимальной дозы удобрений. Затем наблюдалось снижение при применении расчетных минеральных систем удобрений. Некоторое повышение оплаты удобрений при применении органоминеральной системы удобрений объясняется высокими (в сравнении с минеральными системами) сборами обменной энергии с единицы площади.

Прогноз экономической эффективности производства продукции растениеводства в севообороте при применении различных доз удобрений

При производстве всех культур севооборота наблюдалось снижение себестоимости и увеличение рентабельности производства при повышении урожайности основной продукции. Так, в 2012 году по сравнению с 2010 себестоимость единицы продукции была ниже в 1,3 - 2,5 раза.

При применении расчетных систем удобрений себестоимость 1 т зеленой массы вико-овсяной смеси была несколько выше, чем на варианте без применения удобрений.

Рентабельность производства озимой ржи, картофеля и ячменя при применении удобрений в годы исследований достигала 350%, однако следует отметить, что в 2010 году применение удобрений под посевы ячменя было экономически неэффективным, поскольку в условиях сухой и жаркой погоды урожайность зерна была значительно ниже плановой.

Выводы

1. В условиях Вологодской области на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве в нетипичных погодных условиях 2010-2012 гг. применение минимальных доз удобрений способствовало увеличению урожайности зеленой массы вико-овсяной смеси на 18%, зерна озимой ржи — на 19%, клубней картофеля - на 14% и зерна ячменя - на 24% по сравнению с контролем. Применение расчетных систем удобрений обеспечило получение 17,1 - 18,4 т/га зеленой массы вико-овсяной смеси (64-74% планового уровня); 3,4-3,9 т/га зерна озимой ржи (97-111% плановой урожайности); 19,2 - 21,2 т/га клубней картофеля (77-85% плановой урожайности); 2,1-2,3 т/га зерна ячменя (60-66% плановой урожайности культуры). Применение минимальной и расчетных систем удобрения повышало урожай и побочной продукции культур севооборота. В среднем за 3 года по сравнению с контролем на 20-74% возрастал урожай соломы озимой ржи; на 10-57% - ботвы картофеля и на 17-34% - урожай соломы ячменя.

2. В среднем за 3 года исследований применение минимальной и расчетных доз удобрений повышало содержание азота на 0,1 - 0,5% и калия на 0,1-0,6% в основной и побочной продукции культур севооборота. На содержание фосфора в продукции применение удобрений практически не влияло.

3. В среднем за 3 года при применении расчетных систем удобрений содержание сырого протеина существенно увеличивалось в зерне озимой ржи и клубнях картофеля; в зеленой массе вико-овсяной смеси и зерне ячменя наблюдалась лишь тенденция увеличения этого показателя. Содержание сырого жира существенно увеличивалось в зеленой массе вико-овсяной смеси при применении минимальной дозы удобрения и органо-минеральной системы. Удобрения не оказывали влияния на изменение содержания сырого жира в других изучаемых культурах. Содержание сырой клетчатки и сырой золы в продукции всех культур севооборота практически не изменялось. Повышение доз вносимых удобрений вызывало тенденцию снижения содержания безазотистых экстрактивных веществ.

4. Содержание обменной энергии (ОЭ) в основной продукции культур севооборота при применении минимальной и расчетных систем удобрения практически не изменялось. При применении расчетных систем удобрений сбор ОЭ основной продукцией культур севооборота повышался на 34-72%; сбор КЕ - на 34-70%, сбор «сырого протеина - на 45-97% по сравнению с вариантом без удобрений.

5. Применение расчетных систем удобрений увеличивало относительный вынос азота 1 т основной с соответствующим количеством побочной продукции культур севооборота в среднем за 3 года на 3-26%. Затраты фосфора всеми культурами изменялись под влиянием удобрений незначительно, как правило, не более, чем на 10%. Применение расчетных систем удобрения увеличивало затраты калия на формирование 1т основной с соответствующим количеством побочной продукции всех культур севооборота на 0,1 - 26%.

6. Фактические балансовые коэффициенты использования элементов из почв и удобрений оказались ниже плановых. Близкими к плановым оказались балансовые коэффициенты, полученные в посевах озимой ржи. Это доказывает, что даже в сложных агроклиматических условиях, урожайность данной культуры является прогнозируемой. Фактические балансовые коэффициенты в среднем по севообороту в среднем за 3 года по азоту составили 67-93%, по фосфору — 73-84%, по калию 112127%.

7. В среднем за 3 года исследований оплата удобрений прибавками урожаев при увеличении доз вносимых удобрений снижалась.

Минимальную оплату 1 кг действующего вещества удобрений от 3,4 до 10,2 кг/кг д.в. обеспечили зерновые культуры на различных фонах питания. Оплата удобрений прибавками урожаев картофеля и зеленой массы вико-овсяной смеси была значительно выше и варьировала от 21,6 до 52,3 кг/кг Д.в.

8. Расчет некоторых показателей экономической эффективности, показал, что себестоимость продукции всех культур севооборота была наиболее высокой в 2010 году, наиболее низкой в 2012 году, что связано с колебаниями урожайности культур по годам. Рентабельность производства была наиболее высока в 2012 году и достигала 139% на озимой ржи, 350% на картофеле и 59% на ячмене.

Предложения производству

В условиях Вологодской области на дерново-подзолистой среднеокультуренной почве применение расчетных доз удобрений даже в засушливые года позволяет получить 39-42 мДж/га обменной энергии, 3,9-4,2 т/га кормовых единиц и 406-467 кг/га «сырого белка» в севообороте.

Для получения 17,1-18,4 т/га зеленой массы вико-овсяной смеси рекомендуемая доза удобрений - N75.n0P35K.85; для получения 3,4-3,9 т/га зерна озимой ржи - ^о-ноРдоК« ; для получения 19,2-21,2 т/га клубней картофеля - N125-190^50^150; для получения 2,1-2,3 т/га зерна ячменя - N50-12оР4оК«о.

При расчетах доз удобрений в севообороте для получения плановых уровней урожайностей сельскохозяйственных культур в зависимости от обеспеченности удобрениями и проекта изменения почвенного плодородия элементами питания балансовые коэффициенты использования элементов из почв и удобрений можно принимать равными: по азоту - 80-120%, по фосфору - 80-100% и по калию - 130-150%.

Список опубликованных работ

1. Чухина О.В., Куликова Е.И., Токарева Н.В., Усова К.А. Удобрения и качество зеленой массы викоовсяной смеси //Кормопроизводство. — 2011. — №8.-С. 6-8.

2. Жуков Ю.П, Чухина О.В., Куликова Е.И., Усова К.А., Токарева Н.В. Эффективность применения удобрений под озимую рожь в условиях Вологодской области //Плодородие. - 2011. - №6. - С. 7-9.

3. Чухина О.В., Усова К.А., Токарева Н.В. Производство экологически безопасных клубней картофеля при применении высоких доз удобрений /В сб. Наука, инновации и международное сотрудничество молодых учёных аграриев / Материалы международного научного форума. - М.: ФГБОУ ВПО МГУП. - 2012. - С. 352-358.

4. Усова К.А., Чухина О.В. Протеиновая продуктивность ячменя ярового в условиях Вологодской области /В сб. Современные проблемы и перспективы развития сельского хозяйства и лесного комплекса - Вологда - Молочное: ИЦ ВГМХА. - 2013. - С. 62-64.

5. Куликова Е.И., Токарева Н.В., Усова К.А. Качество зеленой массы вико-овсяной смеси /В сб. III Молочного Форума и научно-практической конференции, посвященной 170-летию со дня рождения Н.В. Верещагина -Вологда - Молочное. - 2010. - С. 96-97.

6. Чухина О.В., Куликова Е.И., Усова К.А., Токарева Н.В. Эффективность применения удобрений при возделывании озимой ржи / В сб. Научное обеспечение - сельскохозяйственному производству - Вологда - Молочное. - 2010.-С. 71-75.

7. Чухина О.В., Прокофьева Л.Б., Усова К.А., Токарева Н.В. Продуктивность вико-овсяной смеси при применении расчетных доз удобрений /В сб. Научное обеспечение - сельскохозяйственному производству - Вологда -Молочное. - 2010. - С. 75-78.

8. Усова К.А., Токарева Н.В., Куликова Е.И. Продуктивность озимой ржи при применении минимальной и расчетных доз удобрений в условиях Вологодской области /Актуальные вопросы развития аграрного образования и науки /Материалы Международной научно-практической конференции, М.-2010. -С. 247-250.

9. Токарева Н.В., Усова К.А. Влияние удобрений и лазурита на продуктивность картофеля /Материалы ежегодных смотров-сессий аспирантов и молодых ученых по отраслям наук-Вологда-Молочное. -2011. -С. 28-32.

Ю.Чухина О.В., Усова К.А. Некоторые показатели экономической эффективности применения удобрений под ячмень яровой /Наука и инновационные процессы в АПК Вологда - Молочное. - 2011. - С. 25-30.

П.Усова К.А., Токарева Н.В., Чухина О.В. Влияние возрастающих доз азотных удобрений на урожайность и качество зерна озимой ржи /режим доступа: http://molochnoe.ru/ioumal/node/178

12. Усова К.А., Чухина О.В. Энергетическая эффективность ячменя ярового при применении удобрений /Аграрная наук XXI века. Актуальные исследования и перспективы. - СПб.: СПбГАУ. - 2013. - С. 57-59.

Отпечатано с готового оригинал-макета

Формат 60х84'/1б. Усл. печ. л 1,4. Тираж 100 экз. Заказ

Издательство РГАУ - МСХА 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44 Тел.: (499) 977-00-12,977-26-90,977-40-64

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Усова, Ксения Александровна, Вологда-Молочное

ФГБОУ ВПО Вологодская государственная молочнохозяйственная академия

имени Н.В. Верещагина

04201356440 На правах рукописи

УСОВА КСЕНИЯ АЛЕКСАНДРОВНА

УРОЖАЙНОСТЬ И КОРМОВАЯ ЦЕННОСТЬ КУЛЬТУР СЕВООБОРОТА ПРИ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ В ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 06.01.04 - агрохимия

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель -кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Чухина О.В.

Вологда-Молочное 2013

Оглавление

Введение 4

Глава 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7

1.1 Биологические особенности культур севооборота 7

1.2 Влияние различных факторов на урожайность 11 сельскохозяйственных культур

1.3 Качество сельскохозяйственной продукции при применении 21 удобрений

1.4 Баланс питательных элементов при применении удобрений 28 Глава 2. Условия, объекты и методика проведения исследований. 40

2.1 Климат и почвенные условия Вологодской области 40

2.2 Агрометеорологические условия вегетационных периодов в годы 41 проведения исследований

2.3 Характеристика почв опытного участка 44

2.4 Схема опыта и агротехника 46

2.5 Методики наблюдений и исследований 47 Глава 3. Результаты исследований 49

3.1 Влияние удобрений на урожайность культур севооборота 49

3.2 Урожайность побочной продукции при применении удобрений 55

3.3 Влияние удобрений на содержание азота, фосфора, калия в 57 основной и побочной продукции изучаемых культур в среднем за 3 года.

3.4 Влияние удобрений на кормовую ценность изучаемых культур 60

3.5 Вынос элементов питания единицей продукции с учетом побочной 69

3.6 Балансовые коэффициенты (Кб) использования элементов питания 73 из почвы и удобрений

3.7 Оплата удобрений прибавкой урожая 77

3.8 Прогноз экономической эффективности производства продукции 79

растениеводства в севообороте при применении различных доз

удобрений Выводы

Предложения производству Список литературы Приложения

ВВЕДЕНИЕ

способствовать решению проблемы обеспечения собственными концентрированными кормами хозяйства области.

На сегодняшний день определение оптимальных норм удобрений проводится на основе эмпирических (экспериментальных и нормативных), балансовых, а также экономико-математических методов. Известны также методы элементарного баланса расчета доз удобрений на планируемую урожайность сельскохозяйственных культур, на планируемую прибавку урожайности и др. (Державин JIM., Литвак Ш.И., Михайлов H.H., 1978; Ненайденко Г.Н., Трифонова М.Ф., 1991; Ягодин Б. А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И., 2002).

Ю.П. Жуковым (1983) был предложен научно-методический подход к расчету доз удобрений с помощью балансовых коэффициентов использования элементов из почв и удобрений, обеспечивающих соответствие продуктивностей культур оптимальным агрохимическим показателям плодородия почв, а также агроэкологический анализ состояния и перспектив применения удобрений.

Научная новизна предлагаемых в работе решений - новые экспериментальные результаты получения фактических возможных урожаев культур в опыте при внесении удобрений в дозах, рассчитанных с помощью балансовых коэффициентов. Научным экспериментом изучены фактические

урожайности возделывавшихся культур (основной и побочной продукции) Уточнены размеры выноса азота, фосфора и калия единицей урожая основной с соответствующим количеством побочной продукции возделывавшихся культур и балансовые коэффициенты использования питательных элементов из удобрений и почвы при внесении удобрений в испытывавшихся видах и дозах.

В задачи исследований входило: выявление зависимости продуктивности культур севооборота от дозы применяемых удобрений, определение содержания питательных веществ в основной и побочной продукции изучаемых культур при различных уровнях удобренности; установление кормовой ценности изучаемых культур севооборота; расчет агроэнергетической оценки продуктивности культур севооборота при применении различных доз удобрений, а также установление величины выноса азота, фосфора и калия единицей основной с соответствующим количеством побочной продукции культур севооборота, расчет фактических балансовых коэффициентов использования элементов из почв и удобрений и прогноз экономической эффективности применяемых систем удобрений.

Глава 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1 Биологические особенности культур севооборота

Рассмотрим биологические особенности вико-овсяной смеси, озимой ржи, картофеля, ячменя.

Замена чистых паров занятыми позволяет увеличить производство кормов. В Вологодской области парозанимающие культуры и следующая за ними озимая рожь дают высокие урожаи, поскольку наличие влаги в почве не является лимитирующим фактором (Слесарчук И.С., 1970). Вико-овсяная смесь является лучшей культурой в занятом пару в условиях Вологодской области, поскольку рано освобождает поля для посева озимых культур и за счет азотфиксации обогащает почву биологическим азотом. Трепачев Е.П. (1985) считает, что именно бобовые культуры играют ведущую роль в решении проблемы кормового белка за счет симбиотической азотфиксации. Причем ряд исследователей отмечают, что внесение под бобовые культуры даже небольших доз азотных удобрений резко снижает способность растений к азотфиксации (Посыпанов Г.А., 1985, Трепачев Е.П., 1985).

Необходимо отметить сортовую специфичность симбиотических азотфиксирующих бактерий (Степанова Г.В., Прудникова C.B., 2011). По данным Лукашова В.Н., Исакова А.Н., Коротковой Т.Н. (2011) азотфиксирующая способность вико-овсяной смеси на серых лесных почвах в Калужской области колеблется от 13,3 до 36,3 кг/га в зависимости от погодных условий года исследований.

Вика - наиболее распространенная однолетняя кормовая бобовая культура, дает питательный, легкоусвояемый корм для всех видов сельскохозяйственных животных. В сухой массе вики содержится до 19% сырого протеина (Никитин A.M., 1990). Из-за тонкого, полегающего стебля и немного горьковатого вкуса зеленой массы вики ее возделывают в смеси с овсом, на зеленый корм, сено, силос и сенаж. От соотношения вики и овса в

смеси зависит содержание протеина и питательность получаемого корма, а также урожайность. Так, Кузьминых А.Н. (2010) показывает, что наибольшая урожайность зеленой массы высокого качества наблюдается при возделывании вико-овсяной смеси в соотношении 1:1.

Вико-овсяная смесь хорошо растет на дерново-подзолистых почвах при применении органических и минеральных удобрений. Сорта подбирают таким образом, чтобы укосная спелость компонентов смеси наступала одновременно. В опыте изучается сорт вики яровой - Льговская 22 (сорт среднеспелый, зерноукосного направления) и сорт овса посевного - Боррус (среднеспелый, устойчив к полеганию).

Озимая рожь используется как продовольственная и зернофуражная культура, зеленая масса ржи используется как самый ранний зеленый корм. Возможно использование зерна озимой ржи, как одного из компонентов рациона для крупного рогатого скота (Зверкова З.Н., 2008). Озимая рожь является засухоустойчивой культурой, что позволяет ей формировать высокой урожаи зерна даже в годы с недостаточным количеством летних осадков. Эта культура отличается способностью усваивать из почвы труднодоступные формы фосфора, отзывчива на внесение минеральных и органических удобрений.

В районах достаточного увлажнения (в том числе в Вологодской области) озимую рожь размещают по занятым парам. Эффективность занятого вико-овсяного пара под посевы озимой ржи доказана (Пегова H.A., Холзаков В.М., 2008; Тиранов А.Б., Тиранова Л.В., 2008). Однако, Гусев Г.С., Смоленова A.A. (2013), изучавшие элементы технологии озимой ржи в Ярославской области рекомендуют возделывать эту культуру по сидеральным парам. О преимуществах сидерального пара при возделывании озимой ржи в Татарстане говорят и такие исследователи как Хузин В.Н., Шакуров А.И., Хабибрахманов Х.Х. (2008). В условиях дерново-подзолистой почвы юга таежно-лесной зоны наибольшая урожайность зерна озимой ржи получена при возделывании ее по

сидеральному пару, а наибольшая белковость зерна - при возделывании по занятому пару (Новоселов С.И., Соколова В.Е., Хлебников И.Г., 2007).

Сама озимая рожь является хорошим предшественникам для многих культур, в том числе картофеля.

Хотя озимую рожь мало используют в кормлении сельскохозяйственных животных имеются данные об эффективности применения зерна озимой ржи после экструдирования и плющения с консервантами в рационах крупного рогатого скота. При этом введение зерна озимой ржи в количестве 70% от всей концентратной части рациона не оказывало негативного влияния на организм животного и показатели его продуктивности (Зверкова З.Н., 2008).

Исследователи рекомендуют различные нормы удобрений для получения зерна озимой ржи высокого качества. Так, Неволина К.Н. (2012) отмечает, что сочетание (NPK)3o до посева и весенняя подкормка N3o обеспечит получение 4 т/га зерна озимой ржи на дерново-подзолистых почвах Предуралья. Однако, Чухина О.В., Куликова Е.И., (2011) рекомендуют на дерново-подзолистых почвах Вологодской области вносить ЫсхмзоРадКбз-

В опыте возделывается сорт Волхова - среднепоздний, зимостойкий, устойчивость к полеганию выше средней, районированный в Вологодской области. Площадь посевов озимой ржи в Вологодской области в 2012 году составила 2 тыс. га.

Картофель принадлежит к числу важнейших сельскохозяйственных культур разностороннего пользования, имеет большое агротехническое значение. Площадь под картофелем в Вологодской области составляет около 3 тыс. га (без личных подсобных хозяйств). Картофель - требовательная к влаге и содержанию питательных элементов в почве культура. Урожайность картофеля зависит от многих факторов - погодных условий, кислотности почвы, формы удобрений и др. Наиболее эффективно совместное применение органических и минеральных удобрений (Никитин A.M., 1990; Чухина О.В., Жуков Ю.П., 2012). Относительно дозы вносимых удобрений мнения исследователей расходятся. Так, Зубарев A.A.. Каргин И.Ф., Костин Д.А. (2010)

считают оптимальной дозу под картофель на аллювиальной почве (NPK)i80; Минеев В.Г предлагает вносить под планируемый урожай клубней в 25-30 т/га навоз в дозе 30-40 т/га и (NPK)90 (Органические удобрения в интенсивном земледелии, 1984); Маслов И., Акимова С. (2012) указывают, что максимальный урожай картофеля в Пермском крае в 2009 г. был получен при применении Nl50P225K-300, однако выход товарных клубней был значительно выше (95,2% против 86,2%) при внесении N!5oPi5oK2oo-

В опыте возделывается сорт картофеля «Елизавета» - среднеранний, столового назначения, с хорошими вкусовыми качествами, лежкий, относительно устойчивый к болезням, высокоурожайный (Мамонов Е.В., 2001). Исследованиями Лыковой H.A. и др. (2009) выявлена высокая отзывчивость сорта картофеля «Елизавета» на внесение минеральных и органических удобрений. В условиях Вологодской области урожайность картофеля сорта «Елизавета» может превышать 30 т/га (Чухина О.В., Жуков Ю.П., 2012).

Яровой ячмень - одна из основных зернофуражных культур в нашем регионе. Лучшими предшественниками являются, в том числе, пропашные культуры. Ячмень - скороспелая культура, наибольшее количество влаги потребляет в периоды выхода в трубку и колошения. Недостаток влаги в этот период приводит к стерильности пыльцы и снижению продуктивности ячменя. В условиях модельной засухи на различных сортах ярового ячменя было выявлено, что недостаток влаги снижает урожайность культуры в среднем на 56%, в частности - густоту стеблестоя - на 7%, количество зерен с главного колоса - на 13%, массу зерна с главного колоса - на 51%, массу 1000 зерен - на 45% (Ионова Е.В., Анисимова H.H., 2010). Культура требовательна к плодородию почвы, хорошо отзывается на повышение фона питания, в частности внесение азотных удобрений (Титова Е.М., Внукова М.А., Мельник А.Ф., 2010, Беляков И.И., 1990). По мнению A.A. Полупанова (2011) наиболее экономически эффективная доза азотных удобрений под фуражный ячмень на дерново-подзолистой почве не превышает 30 кг/га на фоне РзоК90. Кидин В.В., Малахова Ю.Е. (2012) утверждают, что ячмень может поглощать элементы

питания (азот и калий) не только из пахотного, но и из подпахотного горизонта, при этом не происходит значительного снижения урожайности зерна. Ячмень отличается коротким периодом поглощения питательных веществ, поэтому для получения высоких урожаев крайне важна доступность элементов питания уже в первые стадии развития растений. Эта культура требовательна к кислотности почвы, условиям увлажнения и механическому составу почвы, плохо растет ячмень на участках с избыточным увлажнением, сильнокислых и легких песчаных почвах (Никитенко Г.Ф., Русков В.Е., 1978). В опыте возделывается сорт «Выбор», среднеспелый, устойчивый к полеганию, районированный в Вологодской области.

1.2 Влияние различных факторов на урожайность сельскохозяйственных культур

Вологодская область находится в зоне рискованного земледелия, получение плановых урожаев в которой затруднено в силу неблагоприятных почвенно-климатических условий. Невысокий уровень фотосинтетически активной радиации, высокая вероятность заморозков в начале июня и со второй половины августа, неустойчивость режима увлажнения по годам определяют ограниченный набор сельскохозяйственных культур, способных формировать высокие урожаи в данных условиях.

Однако, грамотный подбор культур и сортов, применение минеральных и органических удобрений, окультуривание почвы, проведение мелиоративных мероприятий, введение правильных севооборотов, строгое соблюдение агротехники позволяют и в нашей зоне получать высокие урожаи. Рассмотрим роль различных факторов, способных влиять на продуктивность сельскохозяйственных культур.

Очень важным является генетический аспект при изучении вопроса формирования урожая. Многие отечественные и зарубежные ученые подчеркивали факт влияния сортовых особенностей сельскохозяйственных

культур на их продуктивность (Вавилов H.H., 1987; Палилова А.Н., 1990; Сычев В.Г., Соколов O.A., Шмырева Н.Я., 2009). Так, Климашевский Э.Л. (1991) отмечает сортоспецифичность ростовых реакций, корневого, в том числе азотного, питания растений, а также продукционной способности растений. Никитенко Г.Ф. (19

Информация о работе

Усова, Ксения Александровна
кандидата сельскохозяйственных наук
Вологда-Молочное, 2013
ВАК 06.01.04

Диссертация

Урожайность и кормовая ценность культур севооборота при применении удобрений в Вологодской области - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы