Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние длительного применения удобрений на продуктвиность севооборота и плодородие дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы Московской области

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние длительного применения удобрений на продуктвиность севооборота и плодородие дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы Московской области"

На правах рукописи

СЫРЦЕВ Андрей Иванович

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ НА

ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕВООБОРОТА И ПЛОДОРОДИЕ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ТЯЖЕЛОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЫ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 06 01 04 - агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва - 2007

ООЗОВОВ5В

003060656

Работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К А, Тимирязева

Научный руководитель

Доктор сельскохозяйственных наук, профессор В А Демин Официальные оппоненты

Доктор сельскохозяйственных наук, профессор Л М Державин Кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник В Н Осипов

Ведущая организация - научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны

Защита диссертации состоится «2007 г в часов на заседании диссертационного совета Д220 043.02 при Российском государственном аграрном университете - МСХА имени К А Тимирязева

Адрес 127550, Москва Тимирязевская улица, 49 Ученый совет РГАУ-МСХА имени К А Тимирязева

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ РГАУ-МСХА имени К А Тимирязева

Автореферат разослан « ^^ у> ьСС&лЛ. 2007 г и размещен на сайте университета - www timakad ru

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Рассматривая вопросы повышения продуктивности севооборотов и влияние применения различных доз удобрений на плодородие дерново-подзолистой почвы, представляется важным значение норм грамотного внесения удобрений Длительность проведения опыта (более 20 лет), на котором проводились исследования, особую ценность, так как возможное накопление основных питательных элементов может влиять на повышение продуктивности севооборотов, при этом поддерживая или улучшая плодородие почвы Это представляет особый интерес в ситуациях с нестабильным обеспечением удобрениями или их недостаточной обеспеченностью

В данной работе проводилась проверка метода дифференцированного нормативного баланса при изучении влияния разных доз удобрений и фонов их последействия на продуктивность севооборота, а так же установления нормативов затрат на увеличение содержания элементов питания в почве Дозы удобрений устанавливались на разные уровни планируемой продуктивн ости

Цель н задачи исследований. Комплексное обоснование рациональных уровней применения удобрений в районах интенсивной химизации земледелия Нечерноземной зоны является основной целью проведения исследований в полевом опыте Дозы удобрений были рассчитаны методом дифференцированного нормативного баланса на получение различной планируемой урожайности сельскохозяйственных культур и изменение агрохимических показателей почвы в 4-польном севообороте В связи с этим решались следующие задачи

1 Установить влияние различных уровней насыщенности севооборота удобрениями на урожайность сельскохозяйственных культур и оценить возможность получения разных уровней планируемого урожая в севообороте,

2 Изучить изменение наиболее важных показателей качества урожая сельскохозяйственных культур в зависимости от увеличения обеспеченности минеральными и органическими удобрениями,

3 Определить величину выноса питательных веществ единицей урожая и коэффициенты их использования из почвы и удобрений,

4 Определить баланс питательных веществ при разных системах удобрения и интенсивность изменения при этом основных агрохимических показателей почвы,

5 Дать экономическую оценку эффективности изучаемых систем удобрения

Объект исследовании. Опыт проводился в четырехпольном севообороте, который был расположен на опытном поле учхоза «Михаиловское» Московской области на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве Опыт развернут в пространстве всеми четырьмя полями севооборота, имеет шесть вариантов в 4-кратной повторности У севооборота два участка на первом участке вносились основные дозы

удобрений, на втором участке изучалось последействие фосфорных и калийных удобрений Севооборот включает следующее чередование культур однолетние травы (вика с овсом или горох с овсом), озимая пшеница, картофель, ячмень

Научная новизна работы состоит в изучении влияния разных систем удобрения, рассчитанных методом дифференцированного нормативного баланса на различные уровни урожайности, а так же их последействия, на получение продукции с хорошим качеством В работе приведены вынос элементов питания с единицей урожая, коэффициенты их использования из удобрений и почвы, а также их баланс в севообороте при различной насыщенности удобрениями Было изучено длительное влияние изучаемой системы удобрения на изменение содержания элементов питания (фосфор, калий, гумус) в почве

Практическая значимость Метод дифференцированного нормативного баланса, как способ расчета доз удобрений и данные, полученные в результате проведения опыта, предлагаются для хозяйств Центрального района Нечерноземной зоны России С целью составления рациональной системы удобрения

Апробация работы Материалы исследований ежегодно докладывались на заседаниях кафедры агрономической и биологической химии МСХА имени К А Тимирязева в 1997-1998 годах

Производственная проверка результатов исследований проведена в условиях Московской области

Объем работы Диссертация состоит из ведения, 4 разделов обзора литературы, 4 разделов экспериментальной части, выводов, предложений производству, списка литературы (329 наименований, в том числе 35 иностранных), приложений (60 таблиц) Основная часть изложена на 113 страницах компьютерного текста, содержит 31 таблиц и 6 рисунков

Место, условия проведения опыта и методика исследований. Стационарный полевой опыт был заложен на опытном поле учхоза ТСХА «Михайловское» Московской области осенью 1975 г на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве Перед закладкой опыта почва была произвесткована по полной гидролитической кислотности и в год закладки опыта имела следующие агрохимические показатели (в слое 0-20 см ) гумус (по Тюрину) — 1,58 - 1,63 %, рН солевой вытяжки - 5,9 - 6,0, гидролитическая кислотность - 2,3 - 2,4 мг-экв на 100 г почвы, сумма поглощенных оснований — 10,9 - 11,6 мг-экв на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями - 82 - 83 %, кальций - 7,6 - 7,9 и магний - 1,2 - 1,3 мг-экв на 100 г, подвижные формы (по Кирсанову) фосфора - 10,8 - 11,8 мг и калия -11,5 - 12,2 мг на 100 г почвы

Опыт развернут в пространстве всеми четырьмя полями севооборота, имеет 6 вариантов в 4 - кратной повторности Общая площадь делянки 151,2 квм (8,4 х 18 м), учетная - 30 - 80 квм У севооборота 2 участка 1-ый участок - это основные дозы удобрений, а 2-ой - последействие фосфорных и калийных удобрений До 1992 г первый участок орошался, второй нет

Севооборот включает следующее чередование культур (вика с овсом или горох с овсом) - озимая пшеница - картофель - ячмень

В севообороте выращивались следующие сорта сельскохозяйственных культур горох - «Невский кормовой», овес -«Гамбо», озимая пшеница - «Московская 39», картофель - «Невский», ячмень - «Зазерский 85», но в отдельные годы были другие сорта в зависимости от обстоятельств в учхозе

Схема опыта включает шесть вариантов (дозы удобрений в среднем на 1 га севооборота)

Участок 1

1 - контроль - без удобрений,

2 - первый уровень минеральной системы удобрения (N33 Р26 К79, всего 138 кг д в на 1 га),

3 - первый уровень навозно-минеральной системы удобрения (N8 К13 + 17,5 т навоза в среднем на 1 га, всего 214 кг д в ),

4 - второй уровень минеральной системы удобрения (N93 Р44 К126, всего 263 кг д в на 1 га),

5 - второй уровень навозно-минеральной системы удобрения (N69 Р13 К29 + 17,5 т навоза в среднем на 1 га, всего 305 кг д в ),

6 - второй уровень минеральной системы удобрения (N93 К.126, а Р205 вносится в запас на 4 года)

Участок 2

(последействие фосфорных и калийных удобрений)

1 - контроль - без удобрений,

2 - первый уровень минеральной системы удобрения (N33 К79, всего 112 кг д в на 1 га),

3 - первый уровень навозно-минеральной системы удобрения (N8 + 17,5 т навоза в среднем на 1 га, всего 200 кг д в ),

4 - второй уровень минеральной системы удобрения (N93, всего 93 кг д в на 1 га),

5 - второй уровень навозно-минеральной системы удобрения (N69 + 17,5 т навоза в среднем на 1 га, всего 260 кг д в ),

6 - второй уровень минеральной системы удобрения (N93 К126, всего 219 кг дв на 1га)

Расчет доз удобрений (таб 1) проведен методом дифференцированного нормативного баланса с учетом планируемой прибавки урожая (по Демину В А, 1981) При проведении расчетов учитывались хозяйственный вынос питательных веществ основной и побочной продукцией, действие и последействие минеральных, органических удобрений и азота пожнивно-корневых остатков бобовых культур с использованием коэффициентов распределения элементов питания не более чем за 3 года Вынос питательных веществ единицей урожая брали по справочнику агронома Нечерноземной зоны (1973), а также по данным В А Демина (1985)

Таблица 1

Дозы минеральных удобрений в севообороте за 1996-1999 гг., кг д.в./1а _(участок 1/участок 2)_

Вариант Элемент Однолетние травы Озимая пшеница Картофель Ячмень В среднем по севообороту Всего NPK

N 30/30 20/20 35/35 45/45 33/33

2 Р205 -/- 30/- 40/- 35/- 26/- 138/112

К20 90/90 60/60 125/125 40/40 79/79

N -/- -/- 30/30 -/- 8/8

3 Р205 -/- -/- -/- -/- -/- 214/200

К20 -/- 50/- -/- -/- 13/-

навоз 17,5 т навоза в среднем на 1 га 192/192

N 60/60 65/65 140/140 105/105 93/93

4 Р205 20/- 45/- 65/- 45/- 44/- 263/93

К20 145/- 100/- 230/- 30/- 126/-

N 20/20 50/50 135/135 70/70 69/69

5 Р205 -/- -/- -/- 50/- 13/- 303/261

К20 -/- 75/- -/- 40/- 29/-

навоз 17,5 т навоза в среднем на 1 га 192/192

N 60/60 65/65 140/140 105/105 93/93

6 Р205 175 в запас на четыре года/- 263/219

К20 145/145 100/100 230/230 30/30 126/126

В опыте применяются следующие виды минеральных удобрений аммиачная селитра, аммофос, двойной гранулированный суперфосфат и хлористый калий, из органических - подстилочный навоз Навоз вносили под однолетние травы (30 т/га) и под картофель (40 т/га), что в среднем составляет 17,5 т на 1 га севооборота Содержание питательных веществ в навозе КРС составило 0,4% N, 0,2% Р205, 0,5% К20 на сырую массу Фосфорные, калийные удобрения и навоз вносили под культуры ярового клина под зяблевую вспашку, а азотные удобрения — весной под культивацию Под озимые культуры 1/3 часть азота от общей дозы вносили до посева под культивацию, а 2/3 давали в ранневесеннюю подкормку

При возделывании культур использовали общепринятые технологии их выращивания в условиях Московской области

Посадку картофеля производили с помощью навесной картофелесажалки СН-4Б с шириной междурядья 70 см и густотой посадки клубней на 1 га 50 - 55 тыс В процессе вегетации культур применялись рекомендованные средства защиты растений от сорняков, вредителей и

болезней Против фитофтороза на картофеле использовали «Ридомил» (0,8 кг/га по препарату), «Полихом» (1,6 кг/га) + «Ридомил» (0,4 кг/га), против колорадского жука применяли «Денис» (0,3 кг/га) Для борьбы с сорняками на посевах ячменя применяли гербицид «Диален» (1,5 л/га) Против ржавчины опрыскивали фунгицидом «Тилт» (1-2 л/га)

Учет урожая культур проводили сплошным методом с учетной площади делянок Зерно ячменя и сено однолетних трав приводили к стандартной влажности 14 и 16% соответственно Урожай соломы ячменя определяли по пробному снопу Для определения соотношения клубней и ботвы отбирали смешанный образец из 10 кустов с каждого варианта опыта

Подготовку растительных образцов, отобранных перед уборкой урожая, а также их химические анализы проводили общепринятыми методами, в соответствии с ГОСТом Озоление растительных материалов осуществляли методом ускоренного сжигания (по Гинзбург) Азот определяли микрометодом по Кьельдалю, фосфор по Мерфи-Райли, калий на пламенном фотометре, крахмал в клубнях картофеля - по удельному весу (ускоренный метод Демина В А , Свиридова Д А ), а витамина С по Мурри Определение клетчатки проводили методом Кюршнера и Ганека в модификации А В Петербургского, каротин по - Цветову Анализ физических свойств зерна натура - по ГОСТ 10840-64, масса 1000 семян -по ГОСТ 10842-49 Фракционный состав клубней картофеля - по ГОСТ 717685

Почвенные образцы отбирали и подготавливали в соответствии с общепринятыми требованиями и определяли гумус по Тюрину, рН солевой вытяжки, гидролитическую кислотность - по Каппену, сумму поглощенных оснований - по Каппену-Гильковицу, подвижные формы фосфора и калия -по Кирсанову.

Математическую достоверность полученных результатов определяли методом дисперсионного анализа на IBM PC с помощью программы STRAZ, разработанной на кафедре кибернетики ТСХА

В 1996 году метеорологические условия для большинства сельскохозяйственных культур можно охарактеризовать как благоприятные В июне, июле и августе температура воздуха была практически на уровне многолетних, а в мае на 4 градуса выше, чем среднемноголетние показатели Количество выпавших осадков в августе было на 47 мм (65%) ниже среднемноголетнего значения Это не отразилось на валовом сборе культур, а лишь положительно сказалось на качестве зерна

Метеорологические условия в 1997 году были менее благоприятными для выращиваемых культур в сравнении с 1996 годом Количество выпавших осадков в июне составило 107,5 мм Это в 1,4 раза выше среднемноголетних значений, а в июле, августе выпало лишь 8,9 и 54,9 мм осадков, составив 11 и 74 % от среднемноголетних значений соответственно, что, безусловно, отрицательно повлияло на урожайность всех культур, кроме однолетних трав Температура воздуха во время вегетационного периода была в пределах средних показателей

1998 год характеризовался более равномерным распределением осадков и тем самым оказал положительное влияние на урожай всех культур севооборота Осадков за май, июль и август выпало на 89, 68 и 95% больше нормы соответственно Среднемесячные температуры находились на уровне многолетних, кроме июня

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Влияние различных систем удобрения на урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность севооборота В севообороте изучалась возможность получения различных планируемых урожаев сельскохозяйственных культур ири применении 2-х уровней минеральной и 2-х уровней навозно-минеральной систем удобрения (участок 1), а также влияния последействия фосфорных и калийных удобрений (участок 2)

Таблица 2

Планируемая и фактическая урожайность культур за 1996-1998 гг., т/га

Культура Пока- Вариант опыта НСР

затели 1 2 з 4 5 6 05

Первый участок

Однолетние травы (сено) План 3,5 4,5 6,0 6,0 7,0 6,0 -

Факт 2 2-2,6 2,4(69) 2,6-3,9 3,1(69) 4,2-4,9 4,6(77) 4.3-5.4 4,8(80) 5,8-6,2 5,9(84) 4,4-5,5 5,1(85) 0,2

Озимая пшеница План 2,5 3,5 4,0 4,5 5,0 4,5 -

Факт 1,7-2,6 2,1(84) 2,2-2.9 2,5(71) 2.8-4,0 3,3(82) 3,2-5,1 4,1(91) 3,1-4,7 4,1(82) 3.2-4.8 4 0(89) 0,2

План. 13,0 20,0 26,0 30,0 35,0 30,0 -

Картофель Факт 8,3-17,6 12,1-24,0 16.5-31,1 15.3-32,6 18,6-31.9 14.9-33.5 0,8

12,0(92) 16,5(82) 21,7(83) 22,8(76) 24,4(70) 22 8(76)

План 2,5 3,5 4,0 4,5 5,0 4,5 -

Ячмень Факт 1.8-2,4 2,9-3.3 3,0-3,8 3,4-4,0 4,0-4 7 3,6-4.4 0,3

2,1(84) 3,2(91) 3,4(85) 3,7(82) 4,5(90) 4,0(89)

Второй участок

Однолетние травы (сено) План 3,5 4,5 6,0 6,0 7,0 6,0 -

Факт 2,1-2,5 2,3(66) 2,5-3,7 3,1(69) 4,0-4,9 4,4(73) 4,3-5,5 4,9(82) 5,6-6,2 5,9(84) 4,6-5,6 5,2(87) 0,3

Озимая пшеница План 2,5 3,5 4,0 4,5 5,0 4,5 -

Факт ! 6-2,3 1,9(76) 2,2-2,9 2,4(69) 2.6-4,1 3,2(80) 2.9-4 6 3,8(84) 3,1-4,7 3,9(78) 3,1-4,8 3,9(87) 0,2

План 13,0 20,0 26,0 30,0 35,0 30,0 -

Картофель Факт 9,0-16,0 12.1-23 5 18.6-30,9 15,7-32,3 19,3-32.8 14,5-30,5 1,0

13,0(100) 17,8(89) 24,8(95) 24,0(80) 26,0(74) 22,5(75)

План 2,5 3,5 4,0 4,5 5,0 4,5 -

Ячмень Факт 1.8-2,3 2,7-3.1 2.8-4,3 3.2-4.1 3.7-4.6 3,4-4,3 0,3

2 1(84) 2,9(83) 3,6(90) 3,5(78) 4,0(80) 4,0(89)

Примечание над чертой - колебания по годам, под чертой - в среднем (урожайность культур в % к планируемой)

Приведенные данные планируемых и фактических урожайностей культур севооборота за 1996-1998 гг (табл 2) показывают, что средняя урожайность за исследуемые три года на обоих участках была получена ниже

планируемой по всем вариантам Существенных различий в урожайности культур севооборота, выращенных на участке 1 (использование основных доз удобрений) и на участке 2 (влияние последействия фосфорных и калийных удобрений), не наблюдалось С возрастанием доз вносимых удобрений, по всем культурам севооборота практически на всех вариантах, получены достоверные прибавки урожая

В среднем за три года на первом участке фактические урожайности культур с увеличением доз удобрений имели максимальную прибавку при использовании второго уровня навоэно-минеральной системы удобрения у однолетних трав - 3,5 т/га, озимой пшеницы - 2,0 т/га, картофеля - 12,4 т/га и у ячменя — 2,4 т/га При использовании второго уровня минеральной системы удобрения прибавки урожаев сена однолетних трав, озимой пшеницы, картофеля и ячменя составили 2,4, 2,0, 10,8 и 1,6 т/га соответственно В среднем за три года фактическая урожайность сена однолетних трав колебалась от 69 до 85% и от 66 до 88% от планируемой, озимой пшеницы -от 71 до 91% и от 69 до 84%, картофеля - от 70 до 92% и от 74 до 100% и ячменя — от 82 до 92% и от 83 до 90% на первом и втором участках соответственно

Таблица 3

Среднне урожайности за 1991-1998 гг., т/га_

Культура Показатели Вариант

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6

Участок 1

Однолетние травы (сено) Планир 3,5 4,5 6,0 6,0 7,0 6,0

Факическая 2^4 69 м 78 4*7 78 80 18 83 11

Картофель Планир. 13,0 20,0 26,0 30,0 35,0 30,0

Фактическая 11,4 88 15,5 78 19,7 76 21.0 70 22,7 65 20,5 68

Ячмень Планир. 2,5 3,5 4,0 4,5 5,0 4,5

Фактическая 2,0 80 ш 83 3,2 80 12 71 м 76 13 74

Участок 2

Однолетние травы (сено) Планир. 3,5 4,5 6,0 6,0 7,0 6,0

Фактическая 13 66 м 76 75 4^5 75 5^8 83 4*8 80

Картофель Планир. 13,0 20,0 26,0 30,0 35,0 30,0

Фактическая 11,4 88 15,9 80 20,1 77 21,0 70 22,7 65 19,9 66

Ячмень Планир. 2,5 3,5 4,0 4,5 5,0 4,5

Фактическая 1л2 76 11 77 м 82 12. 71 3,6 72 13 73

Примечание над чертой - средняя урожайность, под чертой - урожайность культур в % к планируемой

Имеющиеся данные средних урожаев культур севооборота за восемь лет с 1991 до 1998 гг позволяют заключить, что при выполнении всех агротехнических приемов и хорошей организации труда можно получить достаточно высокие урожаи сельскохозяйственных культур при умеренном применении удобрений в данном районе при соответствующих погодных условиях Из таблицы 3 видно, что в среднем фактические урожайности культур севооборота за восемь лет не опускаются ниже 65% от планируемых, а во многих случаях (картофель, ячмень) составляют 90-100% При применении первого уровня минеральной системы удобрения (вариант 2) показатели урожаев однолетних трав за восемь лет равны 78 и 76% от планируемого на первом и втором участках соответственно, что выше средних урожаев за три исследуемых года на 10% по обоим участкам На остальных вариантах эти показатели примерно равны Фактические урожаи картофеля и ячменя по вариантам в среднем за 3 исследуемых года выше на 4-18% средних урожаев за восемь лет (1991-1998) на обоих участках (табл 9) Обобщая данные урожайности за восемь лет можно сделать заключение, что применяемые системы удобрения в севообороте сработали эффективно

В течение трех лет велись наблюдения за влиянием разных уровней систем удобрения на фракционный состав клубней картофеля (табл 4) Применение удобрений значительно повышало долю клубней крупных фракций по сравнению с вариантом без удобрений При этом происходило планомерное уменьшение клубней массой <30 г Так, в контрольном варианте первого участка их количество составило 19%, при втором уровне минеральной системы удобрения (вариант 4) - 12% и 10% на 5 варианте (второй уровень навозно-минеральной системы удобрения) Доля клубней весом 80-100 г повысилась с 23% - вариант 1 до 40% вариант 3, а доля клубней >100 г повысилась с 2 до 12% с первого по пятый вариант соответственно

Таблица 4

Фракционный состав клубней картофеля в среднем за 1996-1998 гг., %

Фракция, гр Вариант

1 2 3 4 5 6

<30 19(22) 16(16) 14(15) 12 (13) 10(11) 10(11)

30-50 46 (44) 28 (29) 19(17) 17(19) 15(15) 16(16)

50-80 23 (22) 37 (36) 40 (40) 36 (36) 38 (36) 37 (37)

80-100 10(11) 13(12) 19(21) 23 (23) 26 (28) 25 (25)

> 100 2(1) 6(7) 8(7) 12(9) 11(10) 12(11)

Примечание участок 1 (участок 2)

Максимальная продуктивность севооборота на первом и втором участках была получена при применении второго уровня навозно-минеральной системы удобрения (вариант 5) и составила - 5,9 и 5,7 т корм ед нага соответственно, а прибавки 3,2 и 3,0 т корм ед на га (табл 5) Продуктивность 4 и 6 вариантов участка 1 практически равна, следовательно, влияние ежегодного и запасного внесения суперфосфата сказывается

8

одинаково на продуктивности севооборота Окупаемость 1 кг д в на участке 1 максимального значения достигла при втором уровне навозно-минеральной системы удобрения (вариант 5) и равна 10,5 корм ед, а на втором участке (последействие фосфорных и калийных удобрений) при втором уровне минеральной системы удобрения (вариант 4) - 26,3 корм ед, что обусловлено снижением доз вносимых удобрений примерно на 40% При использовании всех уровней систем удобрения окупаемость 1 кг д в удобрения имеет высокие показатели

В настоящее время актуально установить предельный и высокоэффективный уровни применения удобрений в севооборотах на дерново-подзолистых почвах с высокой степенью окультуренности Предельная норма внесения удобрений в данном севообороте находится примерно в пределах 300 -350 кг д в , а высокоэффективная же зона действия удобрений находится в пределах 260 кг д в_

Таблица 5

Продуктивность севооборота и окупаемость удобрений за 1996-1998 гг.

Показатели Вариант

1 2 3 4 5 6

Средняя продуктивность, т корм ед на 1 га и_ 2,7 Ш 3,6 Ш 4,9 5^2 5,1 55 5,7 54 5,3

Прибавка продуктивности от удобрений, т корм ед на 1 га - Ы> 0,9 2,0 2,2 2*5 2,4 Ы 3,0 тл. 2,6

Внесено кг д в удобрений на 1 га - 138 112 214 201 263 93 304 262 263* 219

Окупаемость 1 и дв удобрений, корм ед - ТА 8,4 9,3 11,2 М 26,3 10,5 11,5 10,2 12,2

Примечание над чертой - участок 1, под чертой - участок 2, *- фосфорное удобрение вносилось в запас на 4 года в 1996 г

Влияние различных систем удобрения на качество сельскохозяйственной продукции. Одним из важных показателей оценки качества сена однолетних трав, озимой пшеницы и ячменя является содержание сырого белка При определении сырого белка в кормовых культурах использовали коэффициент пересчета 6,25, а в зерне озимой пшеницы и ячменя - 5,70 С увеличением доз удобрений абсолютное содержание сырого белка в продукции повышалось Достоверное повышение этого показателя по всем культурам (однолетние травы, озимая пшеница и ячмень) в среднем за три года наблюдалось уже при использовании первого уровня минеральной системы удобрения в однолетних травах - на 0,8%, в зерне озимой пшеницы - на 0,7% и в зерне ячменя - на 0,6% в с м Наибольшее значение этого показателя было достигнуто на пятом варианте у всех трех культур (табл 6)

Изменения клетчатки в однолетних травах от доз удобрений в среднем за три года практически не наблюдалось (табл 6) По годам этот показатель больших различий не имел

Таблица 6

Показатели качества однолетних трав (вика-овес) и зерновых культур на первом участке в среднем за 1996-98 гг.

Варианты Однолетние травы (вика-овес) Озимая пшеница Ячмень

Сырой белок, % на в с м Клетчатка, % на в с м. Каротин, мг/кг на в с м Сырой белок, % на в с м Сырой белок, % на в с м

1 13,6 22,2 12,5 9,2 8,4

2 14,4 22,1 14,5 9,9 9,0

3 15,1 22,5 16,3 10,1 9,5

4 15,9 23,0 16,9 10,4 10,2

5 16,7 22,3 15,4 10,5 10,6

6 17,0 22,6 17,7 10,3 10,6

НСР 05 0,8 1,6 0,8 0.4 0,4

Содержание каротина в сене однолетних трав находится в прямой зависимости от доз удобрений (табл 6) В среднем за годы исследований наибольшие результаты были достигнуты при применении второго уровня минеральной системы удобрения (вариант 4) и при внесении фосфора в запас (вариант 6) В сравнении с контролем это на 5,2 мг/кг больше

В клубнях картофеля в среднем за годы исследований (табл 6) содержание сухого вещества с увеличением доз удобрений уменьшалось На первом участке данный показатель снизился с 25,0% (вариант 1) до 22,8% (вариант 4) Уже при использовании 138 кг д в на 1 га (вариант 2) наблюдалось достоверное снижение содержания сухого вещества на 1,1 % С увеличением удобренности содержание крахмала уменьшалось с 14,9 до 14,1% на сырую массу Содержание сырого белка в клубнях по вариантам увеличивалось с 8,1 до 10,1% в с м , но в 4,5,6 вариантах практически было неизменным Содержание витамина С с увеличением доз удобрений существенно не изменялось

Вынос элементов питания культурами севооборота, баланс питательных веществ и коэффициенты их использования из удобрений.

В среднем за исследуемые годы с повышением доз вносимых удобрений увеличивался вынос особенно азота и калия всеми культурами на обоих участках

Увеличение выноса азота по отношению к контролю (таблица 7) на удобренных участках опыта составило однолетние травы - 24% с учетом азотфиксации и 37% без учета азотфиксации, озимая пшеница - 14% и 14%, картофель - 11% и 16%, ячмень - 61 и 29% с учетом и без учета побочной

продукции соответственно Увеличение выноса фосфора и калия с учетом побочной продукции на удобренных участках по отношению к контролю составило однолетние травы - 39% и 23%, озимая пшеница - 26% и 28%, картофель - 8% и 36%, ячмень - 69% и 97%, а без учета побочной продукции соответственно равно озимая пшеница - 19% и 13%, картофель - 10% и 40%, ячмень - 29 и 39%

Таблица 7

Вынос элементов питания в кг на 1 т основной продукции культур севооборота в среднем за 1996-1998 гг. на первом участке

Культура Элемент Вариант НСР05 I

1 2 3 4 5 6

Однолетние травы (сено) N 20,0 (10,8) 21,3 (12,0) 22,4 (12,7) 23,4 (13,4) 24,4 (13,7) 24,7 (14,0) 0,9 (0,8)

Р205 6,9 8,1 8,6 9,0 9,3 9,0 0,9

К20 19,5 21,2 22,4 23,4 23,8 23,9 0,9

Озимая пшеница С побочной продукцией

N 21,7 23,1 24,0 24,7 26,1 24,8 0,9

Р205 10,1 10,9 11,3 12,0 12,7 12,2 0,6

К20 19,6 21,6 22,6 22,9 25,0 22,9 1,7

Без побочной продукции

N 15,8 16,8 17,3 17,8 18,1 17,6 0,6

Р205 6,7 7,0 7,1 7,6 8,0 7,9 0,6

К20 6,0 6,1 6,6 6,1 6,8 6,4 0,5

Картофель С побочной продукцией

N 5,3 5,5 5,7 5,8 5,7 5,9 0,2

Р205 2,5 2,5 2,6 2,6 2,5 2,7 0,2

К20 7,0 8,0 8,6 8,7 9,3 9,5 0,7

Без побочной продукции

N 3,7 3,9 4,2 4,2 4,2 4,3 0,3

Р205 2,0 1,9 2,1 2,0 2,0 2,1 0,2

К20 4,7 5,5 6,0 6,0 6,4 6,6 0,3

Ячмень С побочной продукцией

N 21,6 24,7 27,4 30,3 34,7 34,0 3,0

Р205 10,1 11,3 13,0 14,7 17,1 16,5 1,6

К20 19,0 23,5 28,8 32,4 35,2 37,5 3,1

Без побочной продукции

N 14,1 15,4 16,2 17,5 18,2 18,2 1,1

Р205 5,8 6,2 6,6 7,2 7,5 7,4 0,5

К20 4,9 5,8 6,6 6,6 6,6 6,8 0,7

Примечание с учетом азотфиксации (без учета азотфиксации)

Баланс питательных веществ в севообороте за 1996-1999 г , по обоим участкам, на примере поля 4 представлен в таблице 8 Баланс на участке 1 был отрицательным по азоту, фосфору и калию на всех вариантах Максимальный относительный баланс по азоту был равен 99% при использовании второго уровня навозно-минеральной системы удобрения (вариант 5), по фосфору - 89% при использовании второго уровня минеральной системы удобрения (вариант 4), по калию - 86% на втором варианте На втором участке относительный баланс по азоту достиг максимального значения на пятом варианте и составил 104% Баланс фосфора и калия на 2-ом участке складывался иначе, чем на первом участке, в связи с изучением последействия фосфорных и калийных удобрений В результате чего на 4 варианте относительный баланс фосфора и калия стал равен 2 и 4% соответственно На вариантах, где нормы внесения фосфора и калия практически не отличалось от участка 1, баланс питательных веществ складывался практически одинаково

Таблица 8

Хозяйственный баланс питательных веществ в среднем по всем полям севооборота за 1996-1999 гг. на четвертом поле.

Вариант Баланс

N Р205 К20

+, кг/га ^ К 1 выносу +, кг/га %к выносу +, кг/га %к выносу

Участок 1

1 -170 9 -75 6 -214 10

2 -143 51 -13 89 -55 86

3 -51 87 -19 88 -142 75

4 -86 82 -23 89 -165 76

5 -8 99 -51 79 -363 57

6 -116 78 -27 87 -262 67

Участок 2

1 -153 11 -70 7 -188 12

2 -96 61 -116 4 -28 92

3 -54 86 -17 90 -214 64

4 -84 83 -195 2 -658 4

5 25 104 -85 63 -455 45

6 -89 82 -196 2 -217 71

На поле 4 (1-й участок) коэффициенты использования из удобрений азота варьировали с 64% до 88%, фосфора - с 41% до 87% и калия - с 49% до 132% На участке 2 азот-57-86%, фосфора - 62-111 %, калий-49-176%

Совместные коэффициенты использования азота из удобрений и пожнивно-корневых остатков бобовых культур в зависимости от доз внесения удобрений варьировали на поле 4 от 62 до 84% - участок 1 и от 56

до 82% на участке 2 Наибольший результат был получен на 6 варианте при использовании второго уровня минеральной системы удобрения

Таблица 9

Коэффициенты использования питательных веществ из удобрений

за 1996-1999 гг.

__(поле 4)___

Коэффициенты использования Коэффициенты использования азота из

Вариант питательных веществ из удобрений, % удобрений и азота ПКО бобовых, %

N Р205 К20 N

1 - - - -

2 80/57 41/- 49/49 79/56

3 64/70 60/62 82/107 62/68

4 80/84 70/- 90/- 77/81

5 74/71 87/111 132/176 71/68

6 88/86 73/- 109/106 84/82

Примечание участок 1/участок 2

Действие удобрений на основные агрохимические показатели почвы. Руководствуясь данными, полученными ранее другими аспирантами за 14 лет исследований (1975 -1989 гг), можно сделать выводы, что основные изменения агрохимических показателей почвы от внесенных удобрений происходят в пахотном горизонте (0 -20 см) В слоях почвы, залегающих ниже, существенных изменений не обнаруживалось Поэтому мы проводим анализ результатов изменения агрохимических показателей почвы в слое 0 -20 см

Па контрольном варианте за 14 лет исследований планомерное снижение содержания гумуса произошло с 1,63% до 1,51%, а в1997 году этот результат стал равен 1,49% Применение минеральной системы удобрения всех уровней (варианты 2, 4, 6) не оказало существенного влияния на изменение содержания гумуса как за 14, так и за 22 года исследований Только применение навозно-минеральной системы двух уровней (варианты 3,5) повысило содержание гумуса за 14 лет проведения эксперимента на 0,20%, а за 22 года - 0,24%

При внесении одних минеральных удобрений в высоких дозах (вариант 4,6) происходило достоверное увеличение обменной и гидролитической кислотности, но совместное внесение минеральных и органических удобрений (вариант 3,5) замедляло этот процесс Здесь уместно отметить, что почва была произвесткована по полной гидролитической кислотности на каждом варианте опыта в момент закладки опыта и в 1985 году

Таблица 10

Агрохимические показатели почвы в слое 0-20 см.

Гумус, % Нг, мг-экв/100 г 8, мг-экв/100 г Р205 К20

Вариант РН кс1 по Кирсанову, мг/100 г

1975 год

1 1,63 6,0 2,4 11,0 11,8 11,5

1997 год

1 1,51 5,8 1,7 11,8 9,5 10,4

2 1,57 5,7 2,0 12,2 16,0 15,3

3 1,84 6,1 1,3 12,6 21,7 24,2

4 1,58 5,4 2,7 11,8 19,7 21,1

5 1,83 6,0 1,6 12,8 15,3 28,3

6 1,56 5,4 2,7 и,з 18,7 20,4

НСР 05 0,11 0,4 0,8 0,7 1,2 1,9

Обменная и гидролитическая кислотности имели наилучшие значения при совместном применении органических и минеральных удобрений (вар 3,5) Совместное использование органических и минеральных удобрений, в течение 22 лет, (варианты 3,5) позволило повысить сумму поглощенных оснований в почве на 1,6 - 1,8 мг-экв/100 г

На удобренных вариантах опыта произошло значительное повышение содержания подвижных форм фосфора и калия В течение шести ротаций севооборота (1976 — 1997) содержание подвижных форм фосфора и калия в почве при наибольшей насыщенности удобрениями составило 22-28 мг на 100 г почвы

ВЫВОДЫ

1 На дерново-подзолистой среднесуглинистой хорошо окультуренной почве в среднем за три года (1996-1998 гг) при разных системах удобрения на первом участке урожайность сена однолетних трав возрастала от 2,4 т/га на контроле до 5,9 т/га при использовании второго уровня навозно-минеральной системы удобрения, урожайность зерна озимой пшеницы от 2,1 до 14,1 т/га, картофеля от 12,0 до 24,4 т/га, зерна ячменя от 2,1 до 4,5 т/га соответственно Существенных различий в урожайности культур севооборота, выращенных на участке 1 (использование основных доз удобрений) и на участке 2 (последействие фосфорных и калийных удобрений), не наблюдалось

2 Фактическая урожайность сельскохозяйственных культур в среднем за три исследуемых года при первом уровне минеральной системы удобрения составила от планируемой 69-91% на первом участке и 69-89% на втором участке, а при использовании второго уровня минеральной системы удобрения 84-90% и 74-84% соответственно

3 В среднем фактические урожайности культур севооборота за восемь лет (1991-1998 гг) не опускались ниже 65% от планируемых, а во многих случаях (картофель, ячмень) составляли 90-95% При применении удобрений урожайность однолетних трав за восемь лет составила 76 и 83% от планируемою на первом и втором участках, что выше средних урожаев за три исследуемых года на 10% Фактические урожаи картофеля и ячменя по вариантам в среднем за три исследуемых года выше на 4-18% средних урожаев за восемь лет (1991-1998) на обоих участках

4 Увеличение доз удобрений значительно повышало долю крупных клубней в урожае картофеля Доля клубней весом 80-100 г повысилась с 23% до 40%, а доля клубней >100 г повысилась с 2 до 12% с первого по пятый вариант соответственно

5 Максимальная продуктивность севооборота на первом и втором участках была получена при применении второго уровня навозно-минеральной системы удобрения и составила - 5,9 и 5,7 т корм ед на га соответственно, а прибавка - 3,2 и 3,0 т корм ед нага Влияние ежегодного и запасного внесения фосфора сказалось одинаково на продуктивности севооборота

6 Окупаемость 1 кг д в на участке 1 максимального значения достигла при втором уровне навозно-минеральной системы удобрения - 10,5 корм ед, а на втором участке (последействие фосфорных и калийных удобрений) при втором уровне минеральной системы удобрения - 26,3 корм ед , что обусловлено снижением доз вносимых удобрений примерно на 40%

7 Во всех культурах севооборота происходит увеличение содержания элементов питания от повышения доз удобрений Максимальные значения содержания азота, фосфора и калия в культурах были получены при использовании второго уровня навозно-минералыюй и второго уровня минеральной системы удобрения, когда фосфор вносится в запас

8 С увеличением доз удобрений содержание сырого белка увеличивалось в сене однолетних трав на 3,4%, озимой пшеницы - на 1,3%, ячменя - на 2,2%, картофеля - на 2,0% С возрастанием доз вносимых удобрений в клубнях картофеля содержание сухого вещества уменьшалось на 3,2%, крахмала - на 0,8%, содержание витамина С практически не изменялось Содержание каротина в сене однолетних трав увеличивалось на 5,2 мг/кг, содержание клетчатки не изменялось Существенных различий в показателях качества культур севооборота, выращенных на участке 1 (использование основных доз удобрений) и на участке 2 (влияние последействия фосфорных и калийных удобрений), не наблюдалось

9 По мере увеличения доз удобрений повышался вынос на единицу основной продукции (с учетом побочной) азота в 1,1-1,6 раза и фосфора в 1,1-1,3 раза, калия в 1,2-2,0 раза по сравнению с контрольным вариантом

Коэффициент продуктивной эффективности азота, фосфора и калия у озимой пшеницы и картофеля в среднем за три года при увеличении доз удобрений практически не изменялся У ячменя по азоту уменьшался с 64 до 53%, по фосфору - с 56 до 46% и по калию - с 25 до 18%

10 Относительный баланс питательных веществ в севообороте по третьему и четвертому полям за 1996-1999 гг, в зависимости от доз вносимых удобрений, на первом участке составил азота от 51 до 130%, фосфора от 75 до 89%, калия от 57 до 118%, а на втором участке - 61-142, 290, 4-138% к выносу соответственно На участке 2 относительный баланс фосфора и калия на 4 варианте складывался иначе, чем на первом участке, в связи с изучением последействия фосфорных и калийных удобрений

11 Коэффициенты использования питательных веществ растениями из удобрений в среднем за 1996-1999 гг составили азота 57-88%, фосфора-41-111%, калия -49-176%

Коэффициенты использования азота, фосфора и калия растениями из почвы в среднем за 1996-1999 гг составили однолетними травами - 21%, 6%, 14%, озимой пшеницей - 38%, 8%, 14%, картофелем - 40%, 12%, 25%, ячменем - 21%, 6%, 14% соответственно

12 В течение шести ротаций севооборота (1976 - 1997) содержание подвижных форм фосфора и калия в почве при наибольшей насыщенности удобрениями составило 22 - 28 мг на 100 г почвы Применение минеральной системы удобрения всех уровней не оказало существенного влияния на изменение содержания гумуса как за 14, так и за 22 года исследований Только применение навозно-минеральной системы двух уровней повысило содержание о'муса за 14 лет на 0,20%, а за 22 года - 0,24%

13 При комплексной оценке различных систем удобрения (продуктивность, качество продукции, баланс питательных веществ, изменение агрохимических показателей почвы) наилучшие результаты отмечены при 2 уровне навозно-минеральной и 2 уровне минеральной систем удобрения

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1 На дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах Центрального района Нечерноземной зоны при составлении системы удобрения в севообороте на планируемую урожайность предлагается использовать метод дифференцированного нормативного баланса

2 Для получения продуктивности севооборота 5,9 т корм ед с 1 га на почвах с высоким содержанием подвижных форм фосфора и калия, при урожайности сена однолетних трав — 5,9 т/га, зерна озимой пшеницы - 4,1 т/га, картофеля - 24,4 т/га и зерна ячменя - 4,5 га, рекомендуется применять в среднем на 1 га N69 Р13 К29 + 17,5 т навоза в среднем на 1 га, всего 305 кг Д в

3 При расчете доз удобрений на планируемую урожайность рекомендуется учитывать следующие показатели выноса элементов питания на единицу основной продукции с учетом побочной (в кг) при внесении на 1 га 140-305 кг д в удобрений для однолетних трав на сено - азота - 20-25 (с учетом азотфиксации), фосфора - 7-9, калия - 19-24, озимой пшеницы - 2226, 10-13, 20-25, картофеля - 5-6, 2-2,7, 7-9, ячменя - 22-35, 10-17 и 19-37 соответственно

По материалам диссертационной работы опубликованы следующие

работы

1 Демин В А , Мусса Ауду, Поветкин В А , Сырцев А И Влияние длительного применения удобрений на урожайность и качество продукции в 4-польном кормовом севообороте на дерново-подзолистой почве Нечерноземной зоны России Депон ВНИИТЭИагропром под №120 ВС-1999-8с

2 Мусса Ауду, Поветкин В А, Сырцев А И Зависимость урожайности культур севооборота от длительного применения удобрений на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве Центрального района России Бюллетень ВИУА, работы 36 международной научной конференции 3-5 апреля 2002 -4с

3 Демин В А, Мусса Ауду, Сырцев А И, Шарапова А В изменение содержания форм фосфора и калия в дерново-подзолистой почве и продуктивности севооборота при длительном применении удобрений//Агрохимия -2003 -№3 -с 18-26 стр

1,0 печ л

Тир 100 экз

Зак 467

Центр оперативной полиграфии ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К А Тимирязева 127550, Москва, ул Тимирязевская, 44