Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние фосфорных удобрений и сидератов на плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур в зернопаропропашном севообороте на обыкновенном черноземе Южного Урала

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние фосфорных удобрений и сидератов на плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур в зернопаропропашном севообороте на обыкновенном черноземе Южного Урала"

На правах рукописи

ХАСАНОВ Рауф Фазулович

ВЛИЯНИЕ ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ И СИДЕРАТОВ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ЗЕРНОПАРОПРОПАШНОМ СЕВООБОРОТЕ НА ОБЫКНОВЕННОМ ЧЕРНОЗЕМЕ

Специальность 0.6.01.04 — агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ЮЖНОГО УРАЛА

НЕМЧИНОВКА.

Московской области, 1996

Работа выполнена в Баймакском опытно-производственном хозяйстве Башкирского научно-исследовательского института земледелия и селекции полевых культур в 1988— 1995 гг.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор О. В. Сдобникова.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Б. А. Сушеница; кандидат сельскохозяйственных наук Е. П. Харламов.

Ведущее предприятие — Башкирский государственный аграрный университет.

Защита диссертации состоится И&ОПр&ЛЯ. , . 1996 г.

в . Х9. . час на заседании диссертационного совета К- 120.05.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте информатизации агрономии и экологии по адресу:

143013, л/о Немчиновка-1, Одинцовского района, Московской области, ул. Агрохимиков, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИ «Агроэкоинформ».

Автореферат разослан

1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета— кандидат экономических наук

Мерзликин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

1.1. Актуальность темы. В настоящее время в связи со снижение« производства минеральных удобрений и их дороговизной, а также ограниченностью ресурсов органических удобрений и огромных трудовых и энергетических загрзг на их внесение, особого внимания заслуживают посевы сидеральных культур и оставление на поле неиспользуемой на корм соломы.

Сидераты улучшают водно-физические свойства почвы, способствуют поддержаншо бездефицитного баланса гумуса и , обогашдя почву азотом, удачно сочетаются с внесением фосфорных удобрений.

Несмотря на многочисленные исследования но рациональном/ применению минеральных и.органических удобрений под полевые культуры, по воздействию их на плодородие пашни, количественные показатели этих факторов, необходимые для воспроизводства плодородия, в зоне пока недостаточно изучены. Нэ разработаны практические вопросы сидерации и баланса питательных веществ; недостаточно данных по использовании наиболее перспективных сидерапьных культур, навоза и соломы на фоне фос<$ср-ных удобрений и без их внесения, не изучена их влияние на плодородие почв и урожайность полевых культур в севообороте.

При недостатке органических удобрений и низкой обеспеченности обыкновенных черноземов Южного Урала подвижным фосфором эти вопросы приобретают большую практическую значимость.

1.2. Цель и задачи исследований. Целью исследований.было разработать приемы рационального использования сидератов, навоза, соломы и фосфорных удобрений для сохранения бездефицитного баланса гумуса, улучшения фосфатного режима обыкновенных черноземов и получения высоких урожаев возделываемых культур при высоком качестве продукции, экономической целесообразности и экологической безопасности среды.

В задачу исследований входило;

- подобрать соответствующую условиям зоны культуру для сидераль-ного пара;

- выявить воздействие фосфорных удобрений, сидератов, навоза и соломы на основные показатели плодородия почвы;

- установить влияние доз и разового внесения суперфосфата на фоке различных органических удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур, продуктивность севооборота, а также качество продукции;

- дать экономическую и энергетическую оценку органических и фосфорных удобрений в севообороте. .

- г -

1.3. Научная новизна работы. Впервые на обыкновенных черноземах Южного Урала в условиях стационарных полевых опытов проведены комплексные исследования по изучению действия и взаимодействия сидератов, навоза, соломы и фосфорных удобрений на урожайность и качество полевых культур, биологическую активность, гумусное состояние и фосфатный режим почв. Выявлено, что наиболее перспективной культурой на зеленое удобрение является донник, который Ъо своей эффективности приближается к 40 т навоаа. Выявлено положительное Действие соломы как в чистом виде, так и на фоне разового внесения'фосфора. Рассчитан баланс элементов питания в севообороте. Исследованы экологические аспекты совместного применения высоких доз фосфорных удобрений, биомассы сидератов, навоза и соломы. Установлено положительное влияние органических удобрений на основные агрофизические и физико-химические свойства почв.

1.4. Практическая ценность. Предложенные меры по стабилизации содержания гумуса, мобилизации почвенных фосфатов повысят продуктивность почв, увеличат устойчивость почв к эрозии и дефляции; обеспечат получение экологически чистой, высококачественной продукции с учетом, защиты окружающей среды.

Полученные результаты будут использованы при разработке инфсрма-ционно-советующей системы мероприятий по воспроизводству гумуса на черноземах Южлого Урала в альтернат: ивном зешюделии.

1.5. Апробация. -Материалы диссертации докладывались на научно-технических совещаниях лаборатории фосфорных удобрений ВИУА (Москва, 1991¡1993;1995), на конференции молодых ученых (Москва,1993г.),на Ученом совете Башкирского НИИЗ и селекции полевых культур (Уфа,1996 г.). Основные положения диссертации опубликованы в 8 печатных работах.

1.6. Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 192 страницах машинописного текста, включает 31 таблицу, 5 рисунков, список использованной литературы содержит 250 наименований, из них 17 -на иностранном языке. В приложении приведено 15 таблиц.

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

' Исследования проводились в стационарных полевых опытах в Бшмакс-кюм ОПХ Башкирского НИИ земледелия и селекции полевых культур в зер-нопаропропашном севообороте: пар чистый (сидеральный), яровая пшеница (озимая режь), яровая шеница - кукуруза на силоо, яровая пшеница, ячмень. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный, среднемоцный, среднегумусный, тяжелосуглинистый со следующей характеристикой пахот-

ного слоя: содержание гумуса - 8.0Z (по Тюрину), рНксь ~ 6,8; гидролитическая кислотность по Каппену - 2,14 мг/экв. на 100 г почвы, азот общий - 0.391Х, фосфор общий - О.159*, сумма поглощенных оснований 34.6 мг/экв. на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями 94.47., содержание легкогидролизуемого азота 24.4 мг, подвижного фосфора (по Чири-кову) -7.7 мг/ЮОг), подвижность фосфатов в 0.03 н. K2SO4 - 0.020 мг/л, содержание обменного калия - 21.4 мг/на 100г почвы.

Для решения поставленных задач были заложены два стационарных полевых опыта. В первом опыте изучали эффективность доз фосфорных удобрений (Р30, Peo, Pso» Р120) на фоне зеленого удобрения. В качестве си-дерата высевали горох. Размер делянки посевной: 600 м2 (6x100), учетной - 360 мг (4x90), повторность опыта четырехкратная. Фосфорные удобрения вносились в пару перед посевом ржи, а в дальнейшем под основную обработку почвы, на замыкающей культуре севооборота (ячмень) изучали последействие удобрений. В.качестве удобрения использовали двойной суперфосфат (Р2О5 - 43-45Z).

Во втором опыте изучали сравнительную эффективность различных си-дератов (горох, рапс, донник), навоза 40 т/га, соломы 5 т/га как в чистом виде, так и на фоне разового внесения фосфора в дозе 180 кг/га. Общее число вариантов в опыте - 12, размер делянки посевной - 180 м2 (30x6), учетной - 120 м2 (30x4), повторность - четырехкратная. Сидера-ты высевали в паровом поле в 1990 году и в период максимального накопления вегетативной массы скашивались, измельчались и запахивались на глубину 23-25 см. В соответствии* о вариантами опыта одновременно запахивались навоэ и солома.

Урожайность сидератов перед запашкой составляла: гороха - 301 ц/га, рапса - 313 ц/га и донника - 330 и/га, т.е. это доза внесения зеленой массы сидератов. При запащке надземной массы и корневых.остатков гороха в почву поступило 196.9 кг/га ааота; 24.8 кг/га фосфора; 137.7 кг/га калия; рапса соответственно - 137.4, 27.2 и 204.0 кг/га; донника - 275.9, 47.9 и 343.8 кг/га. При запашке 40 т/га навоза внесено азота - 165.6 кг/га, фосфора,- 50.2 кг/га, калия - Í85.9 кг/га; 5 т/га соломы соответственно 43.6, 14,0 и 95:9 кг/га. -Из результатов анализа органических удобрений видно, что они являются преимущественно азотно-калийными. Фосфорные удобрения в виде двойного суперфосфата в дозе 180 кг/га Р2О5 вносили локально сеялкой C3-3.8 после запашки органических удобрений.

Агротехника в опыте - рекомендованная для степной зоны. Однако

следует отметить, что основная обработка почвы под яровую пшеницу в 1992 году и под кукурузу в 1993 году проводилась плоскорезом без оборота пласта, т.е. органические удобрения в течении трех дет не выпахивались на поверхность почвы. Гак как органические и фосфорные удобрения вносились один раз за ротацию севооборота, молно было проследить их последействие в течение ротации севооборота.

В опытах высевались районированные сорта эерновых культур высших репродукций (суперэлита): озимая рожь - Чулпан, яровая пшеница -Саратовская 55; ячмень - Одесский i 00. На зеленое удобрение высевали: горох - Чишминский 242, донник Альшеевский, рапс - Эввин.

Закладку опытов, отбор почвенных и растительных образцов, учет урожая, анализы точен? растений и зерна выполнялись по общепринятым методикам. В лаборатории ОПХ и ДАЛ нитраты определяли на иономере ЭВ-74, подвижные формы фосфора и калия из одной вытяжки по Чирикову. В лаборатории Института биологии УНЦ РАН содержание углерода определяли по Тюрину со спектрофо'тометричеоккм окончанием, групповой и фракционной состав гумуса - по Понамаревой и Плотниковой, подвижный гумус - по Егорову о центрофугированием почвенных суспензий. Показатели, характеризующие фосфатный режим почвы, определяли следующими методами: фосфор валовой - мокрым озолением с перхлоратом калия, фосфор подвижный по . Мачигину, степень подвижности фосфатов - по Карпинскому-Замятиной, фракционный состав минеральных фосфатов - по Чангу-Джексону. Расчет баланса элементов питания выполнен по методике ВЙУА и Института биологии БФ РАН (Хазиев и др. 1985). Экономическая эффективность дана по методикам и инструкциям ВИУА и ЦИНАО (1081, 1990); энергетическая эффективность (энергоотдача или биоэнергетический КПД) применения удобрений определялась на основе Методики ЦИНАО (1981), как отношение количества анергии, полученной в прибавке урожая,и энергозатрат на применение удобрений. Статистическая оценка полученных данных проведена методом дисперсного и регрессионного анализов (Доспехов, 1979).

Метеорологические условия в годы проведения исследований весьма разнообразны. В целом за годы исследований островасушливыми были 1989, 1991 и 1ЭЭ5 годы. При средней многолетней норме осадков за сельскохозяйственный год 328.5 мм в эти годы выпало от 20В.9 до 242.5 мм, в том числе за вегетационный период от 142.2 до 104.Э мм, или меньше нормы на 14.7 - 58.3 мм. Среднегодовая температура воздуха была в-эти годы выше на 0.5-1.2 град.С., в том числе за вегетационный период выше на 1.4-6.7 град.С. Неблагоприятным был 1894 год. Ранние осенние заморозки

в фазу мелочно-восковой спелости зерна яровой пшеницы резко снизили урожай и его качество. 1988, 1990, 1992, 1993 годы по количеству осадков и температурному режиму были благоприятными для роста и развития полевых культур, что отразилось нз уровне урожайности.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3. ВЛИЯНИЕ СИДЕРАТОВ И ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЯ НА ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ ОБЫКНОВЕННОГО ЧЕРНОЗЕМА.

3.1. Гумус. Гумусное состояние почвы определяется размерами поступления органического вещества и процессами его трансформации. Исследования показали, что содержание общего гумуса в почве без внесения органических удобрений уменьшилось с 8.25 до 7.632 (табл.1). При внесении навоза и соломы содержание общего гумуса в конце ротации севооборота немного выше, чем в начале. Аналогичное положение и на фоне разового внесения фосфорных удобрений. Примерно те же тенденции сохраняются и в содержании подвижного гумуса .

Максимальное увеличение содержания подвижного- гумуса наблюдалось при запашке соломы и навоза. Из сидератов преимущество имел донник, по сравнению с горохом и рапсом. На фоне внесения фосфора максимальное увеличение содержания подвижного гумуса отмечено на варианте с внесением соломы и навозз. Таким образом содержание подвижного гумуса можно регулировать путем внесения органических удобрений, что в.свою очередь позволяет управлять гумусовым состоянием почзы в целом.

В вариантах с внесением биомассы сидератов, более насыщенных азотсодержащими соединениями (горох, донник), показатели гумусового состояния почвы ближе к контролю, чем к варианту с навозом. При запашке навоза и соломы намечается тенденция-повышения содержания гуминовых кислот.

Нз основании проведенных исследований можно сделать вывод о том, что чернозем обыкновенный тяжелосуглинистый отличается высокой стабильностью гумусового состояния. При этом наиболее подвержено изменению при запашке сидератов, навоза и соломы содержание подвижного гумуса. По степени воздействия нз гумусное состояние чернозема обыкновенного органические удобрения распологаюгся в следующем порядке: на-воэ-солома-сидераты. Из сидерзтов наиболее эффективным для условий зоны оказался денник.

Гумусиое состояние почвы при внесении органических удобрений

-1-

Варианты | Содержание в 7. | Сгк : Сфк

I-г-;-=-1-1-

| гумуо общий | гумус подвижный |1991 г Ц995 г

|начало |конец | начало |конец | I

I ротации |ротации| ротации|ротации | |

I _1_1_> _1_

Без удобрений 8.25 7.63 0.38 0.38 2.80 2.67

Сидерат (горох) 8.10 , 8.11 0.35 0.41 2.33 2.64

Сидерат (рапс) 8.06 7.79 0.35 0.40 2,39 2.55

Сидерат (донник) 7.90 7.95 0.33 0.40 2.50 2.60

Навоз'40 т/га 7.90 8.21 0.38 0.42 2.68 2.78

Солома 5 т/га 8.00 8.05 0.38 0.43 2.68 2.70

3.2. Фосфатный режим. Результаты проведенных исследований показали, что обыкновенный чернозем Южного Урала обладает значительными потенциальными возможностями в отношении обеспеченности запасами фосфора. Содержание валового фосфора колеблется в пределах О.13-0.16Х в пахотном горизонте, однако количество его подвижных форм не превышает 1.5-4.ОХ от общих запасов фосфора в почве. Характер изменения содержания подвижного фосфора при запайке биомассы применяемых в опыте сиде-ральных культур, навоза и соломы неоднозначен (табл.2). В исходных образцах и почве контрольных вариантов содержание подвижного фосфора в течение трех лет колебалось в пределах 2.3-2.8 мг/100г, увеличиваясь до 2.9-3.5 мг/100г при разовом внесении фосфорных удобрений. Запашка навоза, соломы и биомассы сидеральных культур увеличивала содержание' фосфора в почве почти на ЗОХ, однако его уровень оставался в 1.5-2 раза более низким по сравнению с той же дозой органических удобрений на Фоне фосфорного удобрения. По абсолютным значениям данная-тенденция сохранялась в течение двух лет (1991-1992 гг.).

Важной информативной характеристикой фосфатного состояния почв

хотном горизонте почвы относительно его исходного содержания. При этом увеличивалось общее количество активных фосфатов, возрастало содержание всех групп при фракцировании почвенных фосфатов. Если оценивать действие отдельных факторов, то и в этом случае наиболее заметное влц-' яние на увеличение всех фракций активных фосфатОб оказывйЬо запахивание навоза, соломы и зеленой массы донника. В то же время по сравнению с варпактом запахивзния сидератов, навоза и солим в чистом виде и по фону фосфорного удобрения значительно возрастала в почве фракция фосфора, представленная группой фосфора остатка. Несколько увеличивалось количество органического фосфора. Таким образом, фосфор удобрений способствует созданию более еысокого фосфатного -уровня, обеспечивающего значительную концентрацию фосфора в почвенном растворе, что подтверждается изменением соотношения фракций минеральных фосфатов в сторону большего накопления активных и наиболее подвижных форм.

В результате проведенного корреляционно-регрессионного анализа установлено наличие достоверных связей на достаточно высоком уровне значимости между содержанием подвижного фосфора, степени его подвижности и фракциями активных минеральных фосфатов. Эти связи аппроксимировались уравнениями линейной регрессии, представленными в таблице 3.

Наиболее тесная статистическая зависимость между подвижным фосфором и степенью его подвижности обнаружена для рыхлосвязанных фосфатов, а также фосфатов, связанных с алюминием.и железом,и в целом для суммы активных фосфатов. Для фракции фосфатов, связанных с кальцием, связи несколько слабее. Представленные уравнения позволяют получить достаточно точную информацию о связи различных фосфатов в почве между группами и переходе их из одной группы в другую; а также оценить запас в почве тех форм фосфатов, которые способны переходить в раствор по мере уменьшения в нем концентрации фосфат-ионов. Отмечая в целом достаточно высокую достоверность установленных связей, следует подчеркнуть, что на фоне фосфорного удобрения получены связи па более высоком уровне значимости, чем в вариантах с сидератами, навозом и соломой.

Математическая обработка результатов исследования фосфатного состояния чернозема обыкновенно показала, что формирование урожая яровой пшеницы тесно связано с запасами валового фосфора в почве, количеством его подвижных форм и степенью подвижности фосфатов, что подтверждается уравнениями линейной регрессии и коэффициентами корреляции (табл.4).

Статистическая характеристика взаимосвязей между подвижным фосфором, степенью подвижности и количеством • фракций "активных" минеральных'фосфатов (п - 48, 1991-1992 гг.)

Варианты i |Фракции Уравнения 1 г I V2 t-Факт

¡минераль- регресии 1

ных фос- 1

|фатов (у) i .1 ,

' Подвижный фосфор (х)

Сидераты,на- Рыхлосвя- у-0.13+0.13Х 0.75 0.02 3.56

воз, солома заиные

AI-P у«9.93+1.02х 0.52 4.60 1.92

Fe-P у-8.64+0.81Х 0.55 2.48 2.08

Са-Р у-16.87+0.80Х 0.58 2.03 2.25

Сумма у-30.91+3.59х 0.69 22.48 3.05

Фон Р180 Рыхлосвя- у«-0.29+0.22х '0.87 0.02 5.60

+сидераты, занные

навоз,солома AI-P у=6.£)7+1.62х 0.79 2.43 4.04

Fe-P . у«8.96+0.72Х 0.60 1.42 2.36

Са-Р у-13.07+1.42х 0.86 1.06 5.39

Сумма у-27.81+3.98Х 0.86 8.15 5.44

Степень подвижности фосфора (х)

Сидераты ,'на- Рыхлосвя- у-6.82+82.ЗЗх 0.76 1.54 3.71

воз, солома занные

М-Р у=7.32+76.83х 0.78 2.24 3.92

Fe-P у-9.31+36.43х 0.63 1.19 2.55

Са-Р у»18.08+2.18х 0.35 2.20 0.11

Суша у=35.47+106.13х 0.64 9.06 2.69

Фон PISO Рыхлосвя- У--0.11+13.68х 0.88 0.02 5.88

+сидераты, ванные

навоз,солома AI-P у-5.88+121.54х 0.86 1.60 5.38

Fe-P у-6.80+82.ЗЗх 0.75 . 1.51 3.69

Са-Р У-16.29+66.63х 0.70 1.49 3.06

Сумма У=27.99+299.43х 0.93 ■4.18 8.20

Уравнения связи между урожаем яровой пшеницы (у) и показателями фосфатного состояния чернозема обыкновенного (п»48)

Показатели 1 ■ ■ ■ 1 (Уравнения регрессии| > 1 v2 \ ^ г 1 1 килю I

Сидераты, навоз, солома

Рыхлосвязанные фосфаты у*22.97+10.ЭЗх Б: 17 0.63 2.59

А1-Р у-16.09+0.98Х 3.14 0.80 4.20

Ре-Р у-17.33+0.91Х 7.01 0.44 1.53

Са-Р y-37.40-0.53x 8.02 0.27 0.89

Сумма минеральных У«1б.60+0.27к 7.52 0.36 1.-23

фосфатов

Рвал у«0.73+0.20х 2.30 0.86 5.25

Рорг у-25.65+0.ОЗх 8.55 0.11 0.35

Рподв У-13.49+4.95Х 4.31 . 0.71 3.18

Степень подвижности у«22.46+90.88х 3.1в ' 0.80 4.18

фосфатов

Фон Р1Й0+сидераты, навоз. солома

Рыхлосвязанные фосфаты у-24.57+7.ОЗх 3.29 0.73 5.02

А1-Р у-19.65+0.72Х 3.67 0.69 4.50

Ре-Р у-20.32+0.72Х 5.54 0.46 2.44

Са-Р , у-8.45+1.06Х 2.41 0.81 6.50

Сумма минеральных у-15.12+0.31Х 4.1в 0.64 3.91

фосфатов

Рвал у »11.40+0. Их - 3.29 0.73 5.01

Рорг у=23.24+0.0бх 6.46 0.29 1.42

Рподв у=23.53+1.3бх 4.13 0.64 3.95

Степень подвижности у-24.45+72.31Х 4.26 0.63 3.80

фосфатов

Между содержанием основных фракций минеральных фосфатов и формированием урожая яровой пшеницы также существуют определенные свяэи. При этом под воздействием только навоза, соломы и сидератов обнаружена наиболее тесная связь для рыхлосвязанных фосфатов и AI-P, слабая - с суммой активных фосфатов и недостоверная - с Са-Р. • Внесение фосфорных удобрений существенно изменило эти связи. При внесении навоза, соломы и сидеральной массы испытываемых культур на фоне фосфорных удобрений обнаружена тесная связь между урожаем яровой пшеницы и рыхлосвязанными фосфатами, А1-Р, Са-Р и в целом с суммой активных фосфатов. Корреляции между урожаем яровой пшеницы и Fe-P подтверждают средний уровень связи' как по фону фосфорных удобрений, так и без них. Для фракции органофос-фатов в том и другом Ълучае связь с урожаем недостоверна.

3.3. Динамика и баланс питательных веществ в севообороте. Сидера-ты способствовали уменьшению процессов нитрификации и минерализации гумуса. Осенью га счет запашки биомассы сидератов и навоза содержание нитратов возрастало,' наибольшее их количество отмечено на варианте с донником (37 мг/кг), а наименьшее - на варианте с соломой - 14 мг/кг. Весной 1991 года содержание нитратов было максимальным га все годы исследований, при этом варианты с донником и навозом имели преимущество (73 и 50 цг/кг). После уборки отмечено вымывание нитратов в нижние горизонты на всех вариантах опыта. В целом влияние органических удобрений на содержание нитратов проявлялось в паровом поле и на первой культуре после пара, в дальнейшем различия по вариантам опыта сглаживались ,

Внесение органических удобрений не обеспечивает содержание подвижного фосфора на оптимальном уровне. В конце ротации севооборота отмечено существенное снижение содержания подвижного фосфора на вариантах без внесения фосфора, при этом запашка навоза и соломы имела преимущество. При разовом внесении фосфора в дозе Р180 содержание подвижного фосфора за ротацию севооборота уменьшилось незначительно - с 6.7 до 6.1 мг/ЮОг почвы. Совместное применение биомассы сидератов, навоза, соломы и фосфорного удобрения способствовало поддержанию содержания подвижного, фосфора на исходном уровне или незначительному снижению.

Содержание подвижного калия в почве изменялось в зависимости от применяемых органических удобрений, при этом сидераты по'своей эффективности уступали навозу. В конце ротации севооборота отмечено сущест-

венное снижение содержания обменного калия на всех вариантах опыта, что свидетельствует о необходимости дополнительного внесения калийных удобрений.

Установлено, что сидерзты, навоз, солома и их совместное применение с фосфорными удобрениями оказывает существенное влияние на баланс питательных веществ в севообороте.

При ежегодном внесении возрастающих доз фосфора на фоне гороха баланс фосфора складывается отрицательно при интенсивности баланса 13.7Z. Минимальная доза фосфора (F30) ке обеспечивает положительного баланса, а увеличение дозы фосфора до 60, 90 и 120 кг/гз соответовенко повышала интенсивность баланса до 117.1; 159.4 и 203.1%.

Внесение навоза, соломы и биомассы сидератов без внесения фосфора увеличивало интенсивность баланса фосфора до 26.4-54.6% (табл.5). По степени эффективности варианты располагались в следующей последовательности: донник-навоз-горох-рапс-солома. На фоне Р180 интенсивность баланса увеличивается до 80.6%, а при совместном внесении с спдерата-' ми, навозом и соломой позволяет достигнуть положительного баланса при интенсивности .баланса'от 97.2 до 116.8%.

ТЮложительный баланс азота достигнут на варианте с донником при интенсивности баланса 108.ЗХ. Запайка биомассы гороха, рапса и внесение 40 т/га навоза, 5 т/га соломы обеспечила ооответсзенно интенсивность баланса азота 98.1; 82.8; 73.1 и 59.4%.

Баланс калия на всех вариантах опыта складывается отрицательно. Существенное улучшение баланса калия произошло при запаске биомассы донника. Интенсивность баланса калия увеличилась с 23.6% на контроле до 91.0% на варианте с донником. Варианты с навозом и горохом увеличили интенсивность баланса калия соответственно до 60.8 и 83.1%. Интенсивность баланса калия при внесении соломы составила 40.8%.

Запасы продуктивной влаги в почие при посеве сидератов уменьшаются , однако к посеву яровой пшеницы они восстанавливаются за счет осенне-зимних осадков. В дальнейшем содержание продуктивной влаги по вариантам опыта иммеет тенденцию к выравниванию и зависит от величины урожая и выпадающих осадков.

Агрофизические свойства почвы при запашке биомассы сидератов, навоза И соломы улучшаются, при этом навоз и солома имеют преимущество перед сидератами. Из сидератов наиболее предпочтительно выглядит донник. Коэффициент структурности в первый год после внесения увеличился

с 2.9 на контроле до 3.1-3.5 при внесении органических удобрений. На второй год коэффициент структурности на вариантах с донником, навозом к соломой составил соответственно 4.0; 4.1 и 4.0, а на контроле -2.8. Внесение е паровом поле навоза, соломы и биомассы сидератов способствовало уменьшению плотности и увеличению порозностц почвы, при этом более предпочтительно Еыглядели варианты с навозом и соломой.

Физико-химические свойства почвы за ротацию севооборота изменились незначительно, что свидетельствует о высокой буферной способности обыкновенных черноземов. Внесение навоза, соломы и биомассы сидератов ке повлияло на обменную кислотность, гидролитическая кислотность несколько увеличилась на всех вариантах опыта: с 2.07-2.46 дб 2.63-3.08 мг/экв на 1D0 г почвы. Сумма поглощенных оснований до закладки опыта составила 34.3-34.7, а в конце ротации 3S.8-37.9 мг/экв на 100 г почвы; ■ степень насыщенности основаниями соотЕетсвенно 93.2-94.3 и S2.4-53.4X. Содержание легкогидродизуешго азота уменьшилось на всех вариантах опыта с 23.8-26.5 до 1S.2-19.7 мг/100г почвы..

Биологическая активность почвы, определявшаяся по степени убыли массы льняного полотна, в пергый год после Енесения органических удобрений была максимальной на контрольном варианте опыта. Через 30 дней на контроле в горизонтах почвы 0-10; 10-20 и 20-30 см разложилось соответственно 37.1; 36.9 и 31.БХ ткани, а через 60 дней соответсвенно 61.1; 55.4 и 47.QZ. На вариантах с внесением органических удобрений через 30 дней в горизонтах почвы 0-10, 10-20 и 20-30 см разложилось соответсвенно 25.8-33.7; 27.1-37.8 и 15.7-22.1%, а через 60 дней -48.4-55.8; 46.5-54.2 и 34.7-42.37. от исходной массы. В последующие года биологическая активность почвы на вариантах с внесением органических была существенно выше чем на контрольном варианте опыта. Увеличение биологической активности почвы в 1993 году на посевах кукурузы через 60 дней свидетельствует об усилении темпов минерализации органического вещества почвы (гумуса). Изучение биологической активности почвы по горизонтам почвы показало, что в течение первого месяца потребление питательных веществ и влаги происходит в основном из слоя почеы 0-10 см, а на второй месяц - преимущественно из горизонтов 10-20 и 20-30 см. '

Баланс питательных Беществ в системе почва-удобрение-растение (в среднем аа год, кг/га).

Варианты

Адот

Фос-фср

Калий

1 1- |баланс "1- |интен- | баланс "!- 1 i интен- ¡ баланс 1 |интен-

| + |сивность| + |спеность + |сизность

! |баланса, | 1 X 1 1 » ¡баланса, | 1 7. | i | баланса, 1 % i

Без удобрений -47.5 55.9 -43.4 15.8 -86.5 23 6

Сидерат (горох) -2.2 98.1 -32.2 39.3 -36. 7 63 1

Сидерат (рапс) -18.4 82.8 -27.4 44.8 -26.1 76 3

Сидерат (донник) 10.6 108.3 -25.6 54.6 -11.1 91 0

Навоз 40 т/га -34.6 73.1 -29.5 51.0 -51.6 ео 8

Солома 5 т/га -49.0 59.4 -42.2 26.4 -74.3 40 3

Р180 - фон -55.9 52.9 -10.7 80.6 -91.4 23 6

Фон + горох ' -12.5 90.7 -1.6 97.2 -63.7 48 0

Фон -ь рапс -30.8 73.9 -0.5 99.1 -55.0 55 4

Фон + донник 0.2 100.0 9.5 116.8 -14.2 88 5

Фон + навоз -31.2 75.9 9.1 115.9 -64.3 .50 8

40 т/га

Фон + солома -61.1 53.9 -8.7 85.4 -79.6 39 4

5 т/га

4. ВЛИЯНИЕ СИДЕРАТОВ И ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ПРОДУЮТ!!!!

4.1. Урожайность и качество продукции. Исследованиями установлено, что при внесении возрастающих доз фосфорных удобрений урожайность всех культур севооборота на фоне гороха в качестве сидерата возрастает на 11-20Х на зерновых культурах, на кукурузе на силос на 18.5-28.4.7., а

Таблица б

Влияние возрастающих доз Фосфорных удобрений на Фоне зеленого удобрения на урожайность сельскохозяйственных культур

Варианты 1988 г. Озиная рожь 1939 Яровая г ■ пшеница 1990 Г-Кукуруза на силос 1991 г. Яровая пшеница 1992 г. Ячмень

Урожай ц/га Прибавка Цронай ц/га Прибавка Уроасэй ц/га Прибавка Урожаи Ц/га Прибавка Урожай ц/га Прибавка

ц/га У. ц/га ц/га ц/га •А ц/га •А

Зеленое удоб рение-фан Фон + РЗО Фон + Р60 Фон + Р90 фон * Р120 21.в 28.3 31.0 33.2 34.7 3-5 7.0 8-4 9-9 14.1 28.2 33.9 39-9 8-9 10.4 11.2 12-0 13.3 1-5 2-3 3-1 4.4 16.9 25.8 34.8 49 -1 216 256 266 286 299 40 50 70 83 18-5 23-2 32.4 38.4 14.4 17.9 19.7 20. 1 21.1 3.5 5-3 5.7 6.7 24.3 36.3 39-6 46-5 18.8 20.0 20.0 21.5 23.2 1-2 1.2 2-7 4.4 6-4 6.4 14-4 23-4

Р. # 3 5 3.8 3.2 3.8 2-7

НСР05 3 .3 1.3 30.8 2.1 1.7

на ячмене за счет последействия высоких доз фосфорных удобрений на 14.4-23.47. (табл.6).

Внесение органических и фосфорного удобрения (Р180) способствовало значительному повышению урожайности культур севооборота (табл.7). При запашке биомассы донника, гороха и рапса урожай яровой паеница увеличился соответственно на 39.8; 19.9 и 9.5%. При внесении навоза и соломы ка 30.8; 19.5Х.

РазоЕое внесение фосфора (Р180) совместно с органическими удобрениями повышает урожайность культур севооборота, при этом с учетом последействия, внесение навоза и соломы оказалось более эффективным. При равной отдаче преимущество имеет внесение соломы, требующее меньших затрат на приготовление и внесение, а также вследствие того, что прибавка достигается при меньшем количестве азота, фосфора к калия на единицу продукции.

Наиболее перспективной культурой на зеленое удобрение в условиях зоны является донник. Внесение фосфорных удобрений совместно с органическими повышало продуктивность севооборота на вариантах о горохом, рапсом, донником, навозом и соломой соответственно на 19.7; 11.3; 18.5; 30.0; 32.7 ц/га кормовых единиц.

Избыточное или несбалансированное применение удобрении и других средств химизации может привести к загрязнению окружающей среды. Особую опасность представляют тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк и мышьяк).

Исследования, проведенные в 1991 году на посевах яровой пшеницы показали, что разовое внесение фосфора в дозе 180 кг/га и его совместное применение с биомассой сидератов, навозом и соломой не привели к накоплению в почве и растениях свинца и кадмия в количествах, превышающих ЩК (табл.8).

4.2. Экономическая, энергетическая эффективность применения удобрений. Оценка экономической эффективности удобрений дана по их окупаемости за ротацию севооборота в зерновых и кормовых единицах и энергоотдаче. Энергетическая эффективность (энергоотдача или биоэнергетический КПД) применения удобрений определялась как отношение количества энергии, полученной в прибавке урожая, и энергозатрат на применение удобрений.

При ежегодном внесении возрастающих доз фосфорных удобрений на

Таблица 7

Урожайность сельскохозяйственных культур Си/га).

1990г Пар Варианты 1991 г. ярсе^пшенбца 1992 г. Яровая пшеница 1993 г. Кукуриза 1994 г. Яровая пшеница 1995 г. Ячмень

фон-без удобр• Фон--100 Фон- оез удобр. фон--Р1В0 Фон-ёез удобр. Фон--Р1Е0 Фон — без удавр. фон- Р100 фон-без Удобр■ фон- Р1В0

1 2 3 4 3 • 6 7 8 9 10 11 12

Пар ЧИСТ - Без удобр. Навоз 40 т/га Солона 5 т/га 22.1 2В.9 26.4 26.6 29.6 27.6 27.9 32.2 31.5 30-6 33.2 32-7 302 334 306 345 347 13-0 16.7 13.5 14.9 15-5 16.1 27-3 28-8 30.7 29-3 29.1 31.3

Пар сиде-ралъ - Горох Рапс Донник 26-5 24-2 30.9 29.3 27.7 29.8 27.0 26.4 30.7 30.1 29-3 31.5 306 306 313 31В 340 326 13.5 10.5 13.5 14.9 13.1 15-3 27.4 24.1 27-0 23-0 23.9 25 . 6

Р . % 3-8 2.7 1.0 3.2 4.4 4.1 9-7 4.7 4.3 2.9

НСР05,ц/га 3.1 2.3 2.В 2-В 42.6 42.1 3.8 2.1 3.6 2.6

Содержание тяжелых металлов в почве н надземной массе яровой пшеницы (1991 г.)

-1--1-

Варианты ¡Содержание кадмия, мг/кг|Содержание свинца, мг/кг

|в почве|в зерне|в соломе]в почЕе|в зерне|в соломе j_i_i_i_i_i-

Без удобрений 0.45 0.05 0.03 17.4 0. 14 0. 40

Р180 0.41 0.08 0.08 22.3 0. ,30 0. 30

Р180+ горох 0.36 • 0.07 0.07 15.0 0. ,17 0. 18

Р180+ рзпс 0.31 0.08 0.05 15.4 0. 30 0. 18

Р180+ донник 0.36 0.08 0.08 14.5 0. ,08 0. 16

Р180+навоз 0.41 0.03 0.05 19.3 0. 13 0. 18

40 т/га

Р180+солома 0.51 0.07 0.03 17.3 0. ,40 0. 16

5 т/га

пдк 1 0.1 - 60 0. ,5

фоне гороха наиболее эффективными были дозы фосфора 60 и 90 к?/га, обеспечивающие окупаемость 1 кг Р205 10.1 и 8.8 кг зернозых единиц и биоэнергетический КПД 15.5 и 13.6.

При разовом внесении фосфора в дозе 180 кг/га Р205 на фоне гсро-ха, рапса, донника, навоза 40 т/га и соломы 5 т/га наибольшая окупаемость фосфорных удобрений выявлена на вариантах с соломой и навозом -13.4 и 13.0 кг кормовых единиц, а при запашке гороха, рапсз и донника - соответственно 7.6; 5.8 и 7.7 кг кормовых единиц.

Энергетическая эффективность была максимальной также на вариантах с соломой и навозом - 19.8 и 19.2; несколько меньпе на вариантах о горохом, рапсом и донником - 10.5; 12.4 и 12.5 при зкергоотдаче на варианте Р180 - 8.1. •

ВЫВОДЫ

-.1. Установлено, что в зернопаропропашном севообороте без внесения удобрений наблюдается снижение содержания гумуса. Внесение навоза и соломы способствует его стабилизации. Из сидератов наиболее заметное

влияние на гумус оказывал донник.

2. Общие запасы фосфора и его подвижных форм повышались под влиянием запахивания навозз, соломы и биомассы всех сидеральных культур, причем в большей степени на фоне фосфорного удобрения.

3. Подвижность фосфатов, Еыраленная величиной концентрации фосфора в вытяжке 0.03 н K2SO4, повышалась. Максимальную степень подвижности фоофатоБ в почве обеспечивало внесение навоза и соломы , а из сиде-ральн&ч культур - донника. Внесение органических удобрений на фосфорном фоне способствовало перегруппировке минеральных фосфатов в направлении увеличения суммы минеральных фосфатов, преимущественно за счет Са-: .

4. Внесение органических удобрений улучшало баланс азотэ, при этом по СЕоей эффективности, они располагались в следующем порядке: донник, горох, ране, навоз, солома.

5. Без внесения удобрений баланс фосфора отрицательный - интенсивность баланса 15.3%. Разовое внесение фосфора (Р180 кг/га) увеличивает интенсивность баланса до 80.6%, а совместное внесение с сидерата-ми и навозом позволяет достигнуть положительного баланса фосфора при интенсивности баланса от 97.2 до 116.8%. При ежегодном внесении возрастающих доз фосфора на фоне сидерата (горох) положительный баланс фосфора достигается при уровне фосфора 60-120 кг/га.

о. При внесении возрастающих доз фосфорных удобрений урожай озимой ржи возрастает с 24.8 до 37.7; яровой пшеницы в условиях засухи в 1939 и 1931 годах - с 8.9 до 21.1 ц/га; кукурузы на силос с 216 до 299 ц/га; на ячмене за счет последействия фосфора с 18.8 до 23.2 ц/га.

7. Наиболее перспективной культурой на зеленое удобрение в условиях зоны является донник, повышающий урожай яровой пшеницы в первый год с 22.1 до 30.9; во второй с 27.9 до 30.7 ц/га. В последующие годы эффективность снижается. Запашка наЕоза и соломы обеспечила наивысшую эффективность в целом за ротацию севооборота на фоне Р180 и без внесения фосфора.

8. При ежегодном внесении Р60 на фоне зеленого удобрения достигнута оптшальная окупаемость 1 кг Р2О5 - 10.1 кг зерновых единиц и энергоотдача - 15.5. При разовом внесении Р180 наибольшая окупаемость 1 кг Р0О5 выявлена при внесении соломы и наЕоза: 13.4 и 13.0 кг кормовых единиц. 1.з сидератов более предпочтительно' выглядит в качестве си-

дерата донник. Энергетическая эффективность Р180 была также макс::магь-ной при использовании солош и навоза, составляя соответственно 19.8 и 19.2. Несколько меньше энергоотдача при использовании в качестве енде-ратов донника, ралса и гороха (12.5; 12.4; 10.5) при энергоотдаче только Р180 - 8.1.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПШЯВОДСТВУ

1. На обыкновенных черноземах Южного Урала рекомендуется использовать в качестве зеленого удобрения донник. Посев донника, улучпая азотное питание, не снимает вопроса дефицита фосфора, что обусловливает высокую эффективность фосфорных удобрений при ежегодном внесении Peo.-so ми разовом внесении Р180 на всю ротацию сеЕООброта. При недостатке кормов возможно использование зеленей массы сидерата на секзж или сено, запахивая отаву на зеленое удобрение.

2. Для улучшения гумусного состояния почвы рекомендуется вносить в чистых парах солому, которая является дешевым источником углерода и не уступает по СЕоей эффективности внесению навоза в дозе 40 т/га.

СПИСОК РАЕОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Хасанов Р.Ф. Влияние фосфорных и органических удобрений на накопление свинца и кадмия в почве и растениях яровой пшеницы /Тезисы докладов конференции молодых ученых: Эффективность средств химизации и продуктивность сельскохозяйственных культур.М.: 1993. С.38-39.

2. Хасанов Р.Ф. Влияние органических и фосфорных удобрений на содержание сырой клейковины в зерне яровой пшеницы. Еаштехинформ. Информационный листок N 88-93. Уфа, 1993. 4 с.

3. Мукатанов А.Х., Хасанов Р.ф., Гарипов Т. Т., Середа Н.-А. Гумус-ное состояние чернозема обыкновенного и урожайность яровой пшеницы при внесении органических удобрений // Агрохимия, 1993. N 2. С.58-62.

4. Кольцова Г. А., Хасанов Р.Ф., Габбасова И.М., Середа H.A. Изменение фосфатного состояния чернозема обыкновенного под влиянием органических удобрений и сидератов // Агрохимия, 1994. NÖ. С.10-16.

5. Хасанов Р.О., Лукьянов С.А. Эффективность возрастающих доз фосфорных удобрений на фоне зеленого удобрения // 80 лет Башкирскому научно-исследовательскому институту земледелия и селекции полевых культур. Уфа, 1994. С.150-154.

6. Хасанов Р.Ф. Эффективность зеленого удобрения, навоза и соломы е условиях Зауралья Башкортостана. / Гам же на С.155-162.

7. Хасанов Р.Ф. Резервы обогащения почвы органикой. //Земледелие, 1994. N6. С.21-22.

8. Хасанов Р.Ф. Зернопаропропашной севооборот. // Сельские узоры, 1995. N 5. С.15.