Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ПРОСА В УСЛОВИЯХ ЮГО-ВОСТОКА ЦЧЗ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ПРОСА В УСЛОВИЯХ ЮГО-ВОСТОКА ЦЧЗ"

УДК 631.82:633.171

На правах рукописи

Ж/—'

ЖАБИН МИХАИЛ АНАТОЛЬЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ПРОСА В УСЛОВИЯХ ЮГО-ВОСТОКА ЦЧЗ

Специальность 06.01.04 — агрохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Каменная Степь — 2007

Работа выполнена в отделе агрохимии Государственного научного учреждения Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы им. В.В.Докучаева РАСХН в 2000-2002гг.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Рымарь Валерий Трофимович

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Воронин Василий Михайлович

* кандидат сельскохозяйственных наук Мирошник Виктор Григорьевич

Ведущая организация: Федеральное государственное учреждение «Центр агрохимической службы «Липецкий»

Защита состоится «28 »_ыая__2007года в J 3 часов на заседании диссертационного совета К.006.046.01 при ГНУ НИИСХ ЦЧП нм. В.В.Докучаева РАСХН по адресу: 397463, Воронежская область, Таловский район, п/о Институт им. В.В.Докучаева, уч. 2.Телефон/факс: (47352) 4-55-37 hflp^/yww. niictolcuchaeva. ru; E-mail: fcslep@kjpi)-vrn.ru: С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГНУ НИИСХ ЦЧП нм. В.ВДокучаева РАСХН

Автореферат разослан « 28 >> дпрудц_2007г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук

В.В.Бакалова

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Просо яаляется традиционной крупяной, кормовой и страховой культурой в Це нтрально-Чернозем ной зоне и занимает ежегодно до ЗООтыс. га пашни, однако урожайность его остается еще на низком уровне. Так за 2000-2002п\ по хозяйствам Таловского района она составила в среднем 0,73т/га, а в среднем по Воронежской области — 0,66т/га. Такая урожайность далеко не соответствует потенциальным возможностям данной культуры,

В последние годы многие исследователи отмечают постепенную деградацию почв Центрального Черноземья, снижение их потенциального плодородия, усугубляющуюся резким сокращением внесения органических и минеральных удобрений. Так, за период с 1986 по 1996гг. в ЦЧЗ было внесено в среднем по 134кг/га действующего вещества минеральных и 3,8т/га органических удобрений, а за период с 1996 по 1999гт. - 18,8кг/га д.в. минеральных и 1,3т/га органических удобрений. Снижение составило соответственно 7 и 3 раза.

Поэтому разработка приемов наиболее эффективного использования удобрений под сельскохозяйственные культуры, в т.ч. под просо, направленных на повышение урожайности и качества продукции.растениеводства на почвах с различной степенью обеспеченности элементами минерального питания является своевременной н актуальной.

Диссертационная работа является составной частью НИР отдела агрохимии ГНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В.Докучаева по выполнению государственной проблемы 05.01.01 «Изучить эффективность минеральных удобрений и кальцийсодержащих мелиорантов под основные сельскохозяйственные культуры в зависимости от обеспеченности почв элементами минерального литания».

Цель. >1 задачи исследований. Целью исследований являлась разработка приемов повышения плодородия чернозема обыкновенного путем применения минеральных улг^р-п»^ н степе-

г?

нью обеспеченности макроэлементами, ь процессе исследования решались следующие задачи:

1. Изучить водные и химические свойства чернозема обыкновенного в зависимости от обеспеченности почвы элементами минерального питания.

2. Установить взаимосвязь между внесенными минеральными удобрениями, фосфогипсом и накоплением подвижных металлов в почве и зерне проса.

3. Определить урожайность и качество зерна проса.

4. Рассчитать вынос питательных элементов с урожаем проса к коэффициенты их использования из удобрений на различных по плодородию почвах.

5. Дать биоэнергетическую оценку технологий возделывания проса с применением минеральных удобрений.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые для условий юго-востока ЦЧЗ установлены приемы повышения эффективности действия и последействия минеральных удобрений и фосфогипсз на разных по плодородию почвах при возделывании проса.

Практическая ценность работы состоит в том, что проведенные исследования по изучению динамики макроэлементов в черноземе обыкновенном, в зависимости от обеспеченности почвы элементами минерального питания, содержания подвижных металлов в ней и растениях, дополняет теорию питания растений и основы экологической защиты окружающей среды, а использование в производстве предлагаемых рекомендаций позволяет стабилизировать плодородие черноземных почв, повысить урожайность и валовые сборы зерна проса и улучшить его качество.

Положения, выносимые на защиту:

1. Внесение минеральных удобрений на менее плодородных черноземных почвах обеспечивает более высокую прибавку урожайности проса.

4

2. С ростом плодородия почвы коэффициенты использования питательных веществ из внесенных минеральных удобрений снижаются в два и более раз.

3. Внесенные минеральные удобрения и фосфогипс на черноземе обыкновенном не увеличивают как в почве, так и в растениях проса содержание микроэлементов и тяжелых металлов.

Апробация результатов исследований.

Основные положения диссертации докладывались на заседаниях проблемного совета ГНУ НИИСХ ЦЧГТ им. В.В.Докучаева в 20<М-2002гг, на заседаниях ученого совета в 2003 и 2006 годах, на научно-практических и научно-производственных конференциях — Рязань (2001г,), Белгород (2002, 2003гг.)

Объем н структура диссертации.

Диссертационная работа изложена на 129 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, 5 глав экспериментальной части, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы (191 наименование, из них 13 иностранных авторов), приложения, акта внедрения, содержит 31 таблицу, 3 рисунка и 13 таблиц помещено в приложении.

И. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проведены в 2000-2002гг, в многолетнем стационарном трехфакторном полевом опыт« отдела агрохимии ГНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В.Докучаева по изучению воздействия уровней обеспеченности почвы элементами минерального питания, фосфогипса и различных уровней удобрен-Iгости 10-польного севооборота на урожайность возделываемых культур.

Чередование культур в севообороте: горох, озимая пшеница, сахарная свекла, ячмень, кукуруза на зерно, горох, тритикале, просо, ячмень, кукуруза на зерно.

Почва опытного участка - чернозем обыкновенный средиемощный тя-желосуглинистоп» гранулометрического состава с содержанием гумуса перед

5

закладкой опыта в слое почвы 0-40см — 6,7%, pli волной вытяжки - 6,85, солевой вытяжки • 6,3, сумма поглощенных оснований - 53,6мг/экв. на 100г почвы, гидролитическая кислотность - J ,04 мг/экв. на 100г почвы.

Закладка опьгга проведена в 1991 году. На 5-ти полях севооборота и 4-х кратной повторности были внесены расчетные дозы минеральных удобрений н созданы три уровня обеспеченности почвы элементами минерального питания.

1. Естественный (средний) - без удобрений.

2. Повышенный — внесено 200кг/га д.в. азота, 300кг/га д.в. - фосфора и 300кг/га д.в. - калия.

3. Высокий — внесено ЗООкг/га д.». - азота, бООкг/га д.в. - фосфора и 600кг/га д.в. - калия.

Содержание подвижного фосфора и обмен кого калия на естественном фоне составило соответственно 75-85 и 80-85мг/кг почвы.

На повышенном и высоком фонах содержание подвижного фосфора и обменного калия составила соответственно: 115-125 и 155-165мг/кг почвы.

Изученная культура - просо.

Опыт заложен методом расщепленных делянок <табл. 1 ).

Делянки 1-го попяяка ¡"Фактор «А»*) — уровни обеспеченности ПОЧВЫ элементами минерального питания. Площадь делянки 320м1 (20м ,ч 16м).

Делянки 2-го порядка (Фактор «В»), На половине делянки первого порядка в 1991 году внесен фосфогипс из расчета Зт/га. Площадь делянки 160м3 (10м х 16м).

Делянки 3-го порядка (Фактор «С») - уровни удобренкости культур севооборота: 0; 31,5; 99,5; 177,5кг/га д.в. NPK. Площадь делянки 40м1 (Юм х. 4м).

В таблице 2 приведены норма применения удобрений под культуры и уровни удобреяности севооборота. При уровне удобренностя севооборота 177,5кг/га действующего вещества NPK непосредственно под просо под основную обработку почвы вносилось HmRioKjo.

6

Таблица ] - Схема опыта

Фактор «А» (уровень обеспеченности почвы элементами минерального питания) Фактор «В» (применение кальцийсо-держащего мелиоранта) Фактор «С» (уровень удобрен кости севооборота)

1-0

а (без фосфогнпса) 2-31,5

I 3 - 99,5

естественный 4-177,5

(средний) 1-0

6 (внесение 2-31,5

фосфогнпса) 3-99.5

4-177,5

1-0

а (без фосфогнпса) 2-31,5

11 3-99,5

повышенный 4-177,5

1 -0

б(внесение 2-31,5

фосфогнпса) 3-99,5

4-177,5

1-0

а (без фосфогнпса) 2-31,5

111 3-99,5

высокий 4-177,5

1-0

б (внесение 2-31.5

фосфогнпса) 3-99,5

4-177,5

Сорт проса - Колоритное 15 селекции ГНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В.Докучаева РАСХН. Технология возделывания - рекомендованная для ЦЧЗ, за исключением изучаемых факторов.

Наблюдения, учеты, анализы почвенных к растительных образцов проводились ПО общепринятым методикам.

Экспериментальные данные обрабатывались методом дисперсионного анализа по Б.А.Доспехову (1985).

Таблица 2 - Дозы причинения удобрений и уровни удобренкости

севооборота

Севооборот Вариант опыта

1 2 3 4

Горох - - - N^jPftfiKftfi

Озимая - - NfUpPt^lCid N^PiAhK^tk

пшеница

Сахарная - NieiPioiK.i(ii NidsPtmK мк Nic^Pj^K-ioji

свекла

Ячмень - - - NUP^lw

Кукуруза - - NtJiPtrfJC^i NhjtPnuKw

на зерно

Горох - » -

Тритикале - -

Просо - - -

Ячмень - - - NwP^K-fi»

Кукуруза - - NvtPaiKAii

на зерно

Уровень удо-

брен ностн се- 0 NnuPtHsK 1Ц5 Nu.sP-n,sK,iu,i N^PftbsKss^

вооборота

0 31,5 99.5 177^5

Биоэнергетическую эффективность технологий возделывания проса проводили по «Методике биоэнергетической оценки технологий производства продукции растениеводства» ВАСХНИЛ. - М - ] 983.

Погодные условия 2000-20U2rr. не отличались резкой засушливостью и в целом благоприятствовали получению относительно хороших урожаен возделываемых культур, в т.ч. и проса.

(II. СОДЕРЖАНИЕ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАВОТЫ Водные п химические свойства почвы. В условиях юго-востока ЦЧЗ почвенная влага зачастую является лимитирующим фактором роста урожайности сельскохозяйственных культур. Особенно от недостатка влаги рас-

8

тения страдают в летний период. В деле повышения урожайности возделываемых культур особую роль играют эффективное использование выпадающих осадков и применение агротехнических приемов, предотвращающих непроизводительные потери влаги на испарение.

Наблюдения за динамикой почвенной влаги в течение вегетационного периода проса не выявили достоверных различий в ее содержании как в пахотном, так и в метровом слоях почвы в зависимости от внесенных удобрений. Так, в среднем за три года содержание доступной влаги в метровом слое почвы в период всходов проса и уборки на высоком фоне без внесения удобрений составило 158,8 н 115,3мм, а на естественном фойе соответственно -147,8 и 94,2мм, при НСРода равной 29,7 н 24,2мм. Но уровень обеспеченности почвы элементами минерального питания и вносимые удобрения под просо оказали влияние на эффективность использования растениями проса почвенной влаги. Наименьший расход почвенной влаги на формирование Гт зерна проса отмечен на высоком фоне обеспеченности почвы макроэлементами -193 и 218т, наибольший — на естественном фоне — 269-275т.

Устойчивой закономерности в динамике содержания нитратного азота в течение вегетации проса не выявлено. Если ко времени выметывания метелок проса в среднем за три года его содержание в слое почвы О-ЗОсм ио сравнению с периодом всходов уменьшилось, то к уборке его содержание в почве существенно увеличилось, что связано с уменьшением его потребления растениями проса и сложившимися погодными условиями, способствовавшими процессам нитрификации. В среднем по вариантам опыта содержание нитратного азота в слое почвы О-ЗОсм ко этим срокам определения составило соответственно —21,0; 16,7и26,8мг/кг почвы.

Наиболее полно судить о влиянии изучаемых факторов на пищевой режим почвы можно по содержанию элементов минерального питания в почве в период начала вегетации растений. Внесенные азотные минеральные удобрения как ттод предшественники, так и непосредственно под просо, повышали содержание нитратного азота в почве, в отдельных случаях достоверно

9

(табл. 3). Азотный режим почвы в наибольшей степени улучшался при внесении минеральных удобрений на менее плодородной почве.

С целью определения обеспеченности почвы минеральным азотом, а также выявления процессов миграции ею в нижележащие слои почвы, определялись его запасы в метровом слое почвы.

В периодов посева проса содержание нитратного мота снижалось по профилю лочвы с увеличением глубины. Во время уборки проса содержание нитратного азота по слоям почвы выравнивалось и такой дифференциации не наблюдалось.

При определении аммонийного азота в период посева проса наблюдалась обратная закономерность: в среднем за 2000-2002гг, его количество в слое почвы 0-50см при внесении удобрений на естественном фоне составило 30,7кг/га, а в слое 50-100см — 50,2кг/га, на высоком фоне эти показатели составляли соответственно - 31,1 н 4б,7кг/га. Ко времени уборки проса содержание N-N111 по слоям почвы выравнивалось, как и нитратного.

Суммарное содержание минерального азота (нитратного и аммонийного) как в слое 0-50см, так и в слое 50-100см по срокам определения было практически одинаковым.

В течение вегетации проса, содержание минерального азота в почве повышалось: в период посева нроса его количество в метровом слое почвы составляло 145,6-198,1 кг/га, а ко времени уборки за счет разложения органического вещества его запасы увеличивались до ЗООкг/га,

Содержание подвижного фосфора в почве несколько снижалось в течение вегетации проса. Достоверной прибавки в его содержании от внесенных минеральных удобрений и фосфогнпса не установлено. В период всходов проса количество Р^О^ в слое почвы 0-3 Осм по вариантам опыта колебалось от 147 до 180мг/кг почвы и находилось в пределах ошибки определения (НСР0<1; равнялась 34мг/кг почвы). Существенных различий в содержание подвижного фосфора не наблюдалось и в период уборки проса (табл. 3).

Таблица 3 - Содержание нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия в слое почвы 0-3Осм под просом в среднем за 2000-2002гг.,

мг/кг

Bai энант опыта N-NOÎ Р7О, к,о

Фактор «А» Фактор «В» Фактор «С» всходы уборка всхоДЫ уборка всхоДЫ уборка

1 а 0 18,3 2Î.2 147 146 279 211

31,5 19,4 22,1 161 142 274 m

177,5 21,1 273 177 135 214 187

б 0 21,0 21,9 157 129 271 194

31,5 22,6 29,6 175 131 253 206

177,5 25,4 28,0 149 141 283 201

1] а 0 21,8 25,8 153 126 263 210

31,5 20,8 29,5 171 133 276 194

177,5 21,0 29,9 161 132 278 197

б 0 19,4 26,4 180 131 275 191

3U 21,6 28,5 164 140 277 202

177,5 21.8 28,1 172 135 340 197

Ш а 0 18,4 26,4 154 124 280 205

31,5 21,4 28,0 163 132 279 200

177.5 22,0 28,8 155 135 298 212

б 0 17,0 28,6 159 136 274 19R

31,5 21,0 25,8 154 135 286 209

177,5 23,6 26,0 176 146 284 210

НСРад, 4,0 6,0 34 20 59 35

Содержание обменного калия в почве, как правило, уменьшалось в течение вегетации проса. В среднем за 2000-2002годы его количество в слое почвы О-30см ш веем вариантам опыта в период всходов проса составляло 277, в период выметывания метелок - 239, а во время уборки - 200мг/кг почвы.

В связи с тем, что почва опытного участка хорошо обеспечена калием, достоверного увеличения содержания обменного калия от внесенных минеральных удобрений не установлено (табл. 3), хотя по мере роста уровней обеспеченности почвы элементами минерального питания отмечена тенден-

11

1ШЯ в повышении содержания обменного калия на 22-2 Змг/кг почвы, при НСРИ; = 4бмг/кг почвы.

Содержание обменного кальция в почве в течение 2000-2002 годов практически не менялось и было на уровне 25мг-экв,/|00г почвы.

Внесенный в 1991 году фосфогилс в дозе Зт/га, в последействии при выращивании проса, на содержание обменного кальция существенного влияния не оказал.

Устойчивой закономерности в содержании обменного магния в почве по вариантам опыта не выявлено: его количество по вариантам опыта в среднем за три года в слое почвы О-ЗОсм колебалось от 4,0 до 4,4 мг-эквУ 100г почвы.

Следует отметить, что внесенные удобрения как в запас при формировании уровней обеспеченности почвы элементами минерального литания, так и непосредственно под просо, а также мелиорант влияния на содержание подвижных микроэлементов и тяжелых металлов в черноземе обыкновенном не оказали: их концентрация в почве была ниже ГЩК в 4-6 раз. Среди тяжелых металлов в пахотном слое почвы наибольшее количество содержалось никеля и свинца - 0,9-1,2мг/хг почвы, минимальное - капмия - 0,017-0,030мг/кг почвы. Подвижные цинк и медь содержались примерно в равных количествах -0,5-0,7мг/кг почвы.

Урожайность зерна проса. Урожайность сельскохозяйственных культур является интегральным показателем изучаемых технологических приемов. На ее величину, кроме изучаемых факторов, значительное влияние оказывают погодные условия, которые зачастую являются решающими.

Погодные условия в годы проведения опытов (2000-2002) в целом благоприятно сложились для выращивания проса. Урожайность его по вариантам опыта колебалась от 2 до 2,5т/га (табл. 4).

Максимальная урожайность зерна проса в 2000 году получена на высоком фоне обеспеченности почвы элементами минерального питания - 2,2912

2,44г/гз. При повышении уровня обеспеченности почвы элементами минерального питания отмечена тенденция в росте урожайности проса..

Таблица 4 - Урожайность зерна проса за 2000-2002гг., т/га

Вариант опыта Год Прибавка от удобрений, т/га Среднее по фактору «А» Среднее по фактору «В»

Фактор «А» Фактор «В» Фактор «С» 2000 2001 2002 сред-неее

I а 0 2,01 2,11 1,84 1,99 0,0

31,5 2,09 2,10 1г87 2,02 0,03 2,24

993 2Т16 2,35 2,00 2,17 0,18

177,5 2,28 2,42 2,0? 2,24 0,25 2,12

б 0 2,08 2,08 1,86 2,01 0,0

31,5 2,15 2,10 1,89 2,05 0,04 2,25

99,5 2,17 2,33 2,05 2,18 0,17

177,5 234 2,37 2,10 2,27 0,22

II а 0 2,26 2,34 2,04 2,21 0.0

31,5 233 2,40 2,1» 2,28 0,07

99,5 2^8 238 2,19 232 0,11

177,5 2.39 2,42 2,17 233 0,12 2,29

б 0 2,29 231 2,09 2,23 0,0

31,5 2,37 2,42 2,15 231 0,08

99,5 2,35 2,40 2,19 231 0,08

177,5 .2^5 2,44 2,20 2,33 0,10

Ш а 0 2,29 2^6 2,10 2,25 0,0

31,5 238 2,42 2,20 2,33 0,08

99,5 238 2,43 2,18 233 0,08

177,5 2,40 2,46 2,18 235 0,10 232

б 0 234 234 2,06 2,25 0,0

31,5 2,43 2,42 2,19 235 0,10

99^ 2,44 2,40 2,21 235 0,10

1773 2,43 2,46 2,18 236 0,11

НСР (т/га) главного фактора «А» 0,03

НСР о.« (т/га) главного фактора «В» 0,03

НСР о.95 (т/га) частных различий делянок 3-го порядка 0,05

Эффективность внесенных минеральных удобрений во многом определялась уровнем плодородия почвы. Наибольшая прибавка урожайности зерна проса получена от внесенных удобрений на естественном фоне - 0,2613

0,27т'га, что в 2-2,5 раза выше, чем прибавка от удобрений, внесенных на более плодородных почвах.

Наибольшая урожайность зерна проса в 2001 году получена также прн уровне удобренности севооборота 177,5кг/га действующего вещества МРК на высоком фоне обеспеченности почвы макроэлементами — 2,4бт/га.

Наибольшая прибавка урожайности зерна проса от внесенных минеральных удобрений получена не естественном фоне - 0,29-031т/га, что в 4-5 раз превышало наименьшую существенную разницу. Внесенные удобрения на более плодородных почвах также дали достоверную прибавку урожайности зерна проса, но она была гораздо ниже, чем на средней по плодородию почве.

Аналогичная закономерность отмечена и в 2002 году. Прибавка урожайности зерна проса от внесенных удобрений как непосредственно под просо, так и под предшественники снижалась с ростом обеспеченности почвы элементами минерального питания.

Анализ урожайных данных в среднем за три года свидетельствует о том, что улучшение обеспеченности почвы макроэлементами достоверно повышает урожайность зерна проса, а минеральные удобрения в первую очередь следует вносить на менее плодородных почвах. Прибавка урожайности зерна проса от внесенных минеральных удобрений при уровне удобренностн севооборота 177,5кг/га МРК в среднем затри года составила на естественном фоне 0,22-0,25т/га, а на повышенном и высоком соответственно: 0,10-0,12 и 0,10-0,11т/га, при НСР«^ - 0,05т/га.

Качество зерна проса. Важным показателем качества зерна проса является его белковость. В исследованиях не выявлено связи между погодными условиями и содержанием белка в зерне проса. Вместе с тем подтверждено положение о том, что чем выше урожайность, тем ниже содержание белка в зерновой продукции. Средняя урожайность зерна проса по всем вариантам опыта по мере возрастания сложилась следующим образом: 2,08т/1« (2002г.), 2Д4т/га (2000г.) и 2,35т/га (2001 г.), а среднее содержание белка в зерне проса

по всем вариантам опыта в эти годы составило соответственно - 13,31%, 11,28% и 10,49% абе. сухого вещества.

Устойчивого влияния на содержание белка в зерне проса минеральные удобрения не оказали. В среднем за три года в зерне проса содержалось от 11,40 до 12,20% белка к абс. сухому веществу, а различия а его показателях по вариантам опыта находились в пределах ошибки определения (табл. 5).

Таблица 5-Условный выход белка зерна проса в среднем за 2000-2002гт.,кг/га

Вариант опыта Содер- Выход Прибав- Сред- Сред-

жание белка, ка от нее по нее по

Фактор Фактор Фактор белка в кг/га удобре- фактору фактору

«А» «В» «С» зерне ний, «А» «В»

проса, кг/га

%

I а 0 11,74 232 0,0

313 11,46 231 -1

99,5 11,53 248 16 259

177,5 12,02 268 36 247

б 0 11,89 237 ОД)

31,5 11,69 238 1

99,5 11,42 254 17 264

177,5 11,90 269 32

11 а 0 11,80 259 0,0

31,5 11,55 261 2

99,5 11,65 269 10

177,5 11,72 271 12 267

б 0 12,20 271 0,0

31,5 11,67 269 -2

99,5 11,78 272 1

177,5 11,49 267 -4

III а 0 11,40 255 0,0

31,5 1141 267 12

99,5 11,63 269 14

177,5 11,86 277 22 269

б 0 П.76 263 0,0

31,5 11,63 272 9

99,5 11,86 278 15

177 Л 71,65 273 10

НСРа« 0.65 14 12 10

Условный выход белка с единицы площади посева проса в наших опытах в большей мере определялся величиной урожая. Средний выход белка по всем вариантам опыта составил: в 2000году — 257, в 2001 — 241 и в 2002 -273кг/га. Достоверное увеличение выхода белка от внесенных удобрений под просо получено на естественном фоне — Збкг/га на варианте без внесения фосфогипса и 32кг/га с внесением мелиоранта при НСР09; равной 14кг/га. fia повышенном и высоком уровнях обеспеченности почвы элементами минерального питания получены менее существенные прибавки, что подтверждает целесообразность внесения минеральных удобрений под просо в первую очередь на менее плодородных почвах.

Повышение плодородия почвы способствовало увеличению выхода белка проса с одного гектара. Повышенный и высокий уровень обеспеченности почвы макроэлементами способствовали получению бедка проса в среднем по всем вариантам опыта соответственно 267 и 269кг/га, что достоверно превышало контрольный вариант на 20 и 22кг/га при НСГ0,^ равной 12кг/га. Внесенный фосфогилс заметного влияния на выход белка с единицы площади посевов проса влияния не оказал.

Таким образом, с целью увеличения выхода белка зерна проса его посевы следует размещать на плодородных почвах, а минеральные удобрения, в первую очередь, рекомендуется вносить на почвах, менее обеспеченных макроэлементами.

Внесенные минеральные удобрения на содержание в зерне проса зольных элементов (фосфора, калия и кальция) заметного влияния не оказали. Наибольшее количество в зерне проса содержалось фосфора (0,83-0,94% абс. сухого вещества), среднее - калия (0,40-0,46% абс. сухого вещества), минимальное— кальция (0,12-0,15% абс. сухого вещества).

Вынос питательных веществ с урожаем проса. 1} среднем за 20002002гг. вынос макроэлементов из почвы и удобрений основной и побочной продукцией проса составил: азота — 49,2-58,3, фосфора — 17,5-20,8, калия -47,5-5б.2кг/гз. По вариантам опыта коэффициенты использования питатель-

ных вешеств из минеральных удобрений колебались: азота - от 6,0 до 15,31 фосфора - от 2,2 до 7,0, калия - от 5,7 до 14,8. По мере возрастания уровня обеспеченности почвы элементами минерального питания коэффициент использования макроэлеме!Ш>в из минеральных удобрений снижался. Коэффициент использования азота из минеральных удобрений независимо от применения мелиоранта в среднем за три года составил: на среднем фоне — 14,6, на повышенном - 6,9, на высоком - 6,4%; фосфора соответственно - 6,3; 2,5; 2,3%; калия 13,8; 6,4 и 6,1%.

Приведенные данные еще раз подтверждают ранее высказанное положение о том, что минеральные удобрения в первую очередь следует вносить на менее плодородных почвах, где их усвояемость растениями проса наиболее высокая.

Содержание подвннсных металлов в зерне проса. Среди многих факторов загрязнения окружающей среды одно из наиболее опасных связано с тяжелыми металлами, токсичными для всех живых организмов. Представление об обязательной токсичности тяжелых металлов является ошибочным, так как в эту группу попадают медь, цинк, молибден, марганец, железо, т.е. элементы, «грающие положительную роль в биологии растений.

Устойчивой закономерности в изменении содержания подвижных металлов в зерне проса в зависимости от внесенных минеральных удобрений как под предшественники, так и непосредственно под просо не выявлено. Например, содержание цинка в зерне проса в среднем за три года на естественном фоне, независимо от мелиоранта и уровня удобренностн культур севооборота, составило 19,45, на повышенном - 20,93 и высоком -20,57мг/кг абс. сухой массы, при наименьшей существенной разнице -2,12мг/кг абс. сухого вещества. На этих же уровнях обеспеченности почвы элементами минерального питания содержание меди в зерне проса составило соответственно - 3,67; 3,99 и 4,14мг/кг сухого вещества, при НСРо.« = 0.63мг/кг абс. сухой почвы.

При внесении Зт/га фосфогипса в почву поступило 23,1г меди, 33,Зг цинка, 17,4г свинца. 1,35г кадмия. Такое незначительное поступление металлов с фосфогилсом практически не отразилось на содержание подвижных металлов как в почве, так и в зерне проса.

Максимальное количество в зерне проса содержалось цинка - 18-22мг/кг а5с, сухого вещества, меньшее меди - 3-5, синица - 0,20-0,35 и наименьшее кадмия - 0,02-0,04мг/кг абс. сухого вещества. Следует отметить, что содержание этих металлов в зерне проса за все годы исследований было в 410 раз меньше предельно-допустимых концентраций.

Эффективность применения минеральных удобрений иод просо. Эффективность применения удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур можно определить путем вычисления стоимостных показателей, величины прибавки урожая, окупаемости одного килограмма действующего вещества удобрений и др.

В последние годы, в связи с резкими колебаниями цен на сельскохозяйственную продукцию, ГСМ, удобрения, пестициды и другие материальные средства, для выявления эффективности изучаемых агротехнических факторов широкое применение нашла биоэнергетическая оценка. Сущность биоэнергетической оценки технологий производства сельскохозяйственной продукции заключается в определении соотношения между количеством энергии, аккумулируемой в урожае в процессе фотосинтеза, и совокупности энергетических затрат, вложенных в процесс производства сельскохозяйственной продукции. Для определения эффективности применения удобрений на черноземе обыкновенном мы провели биоэнергетическую оценку четырех технологий возделывания проса: без применения минеральных удобрений, с внесением ЫадРедК« на естественном (среднем) уровне обеспеченности почвы макроэлементами, повышенном и высоком (табл. б).

В совокупных энергетических затратах в процессе производства проса наибольшую долю занимали оборотные средства — 58,7% в технологии без

18

применения удобрений н 67,6-67,8% в технологиях С внесением под просо КкРмКдцминеральных удобрений.

При внесении минеральных удобрений энергетические затраты возрастали как за счет самих удобрений, так и за счет уборки, транспортировки и переработки дополнительной продукции. Затраты совокупной энергии по вариантам опыта колебались от 13874 до 18883МДж/га. Минимальное содержание энергии, накопленной в процессе фотосинтеза в зерне проса, составило 33715МДж/га на варианте без внесения удобрений, максимальное — 39814 на варианте с внесением на высоком фоне обеспеченности почвы эле-

ментами минерального питания.

Таблица 6 - Биоэнергетическая оценка технологий возделывания проса

на черноземе обыкновенном, 2000-2002гг.

Показатели Технологии возделывания проса

без удобрений С внесением N^P^Kj.tHa:

естественном (среднем) фоне повышенном фоне высоком фоне

Урожайность, т/га 1,99 2,24 2,33 235

Энергия, переносимая основными средствами, МДж/га 2858 2943 3026 3031

Энергия, переносимая оборотными средствами, МДж/га 8148 12630 12798 12810

Энергия, переносимая трудовыми ресурсами, МДж/га 2868 2953 3036 3042

Всего затрат совокупной энергии, МДж/га 13374 18526 18860 18883

Содержание энергии в основной продукции, МДж/га 33715 37950 39475 39814

Содержание энергии в основной и побочной продукции, МДж/га 67430 75900 78950 79628

Коэффициенты К> энергетической эффективности К; 2,43 4,86 2,05 4,10 2,10 4,19 2,11 4,22

Энергоемкость 1т зерна 6972 8270 8094 8035 |

Максимальный коэффициент энергетической эффективности с учетом только основной продукции получен при возделывании проса без применения удобрений - 2,43. В технологиях с внесением удобрений несколько снижается — до 2,11-2,05, но при этом урожайность проса повышается на 11,211,3%.

Таким образом, на основании биоэнергетической оценки технологий . возделывания проса можно заключить, что применение минеральных удобрений при возделывании проса на черноземе обыкновенном является эффективным приемом, при этом в урожае основной продукции накапливается более чем в 2 раза, а с учетом побочной - более чем в 4 раза энергии больше, чем затрачивается на его получение.

ВЫВОДЫ

1. Внесенные минеральные удобрения как в запас, так и непосредственно под просо, прямого влияния на динамику почвенной влаги не оказали, но улучшая пищевой режим почвы снизили расход влаги на формирование одной тонны зерна проса. При уровне удобренности культур севооборота 177,5кг/га д.в, ОТК на естественном фоне коэффициент недопотребления проса составил 275, а на высоком фоне — 216м1 на 1 тонну продукции.

2. При внесении Ни, минеральных удобрений под просо в весенний период отмечается повышение содержания нитратного азота в слое почвы 030см на 2,4-6,6 мг/кг почвы при НСРо,» 4,0мг/кг почвы. Устойчивой закономерности в динамике нитратного азота в течение вегетации проса в слое почвы О-ЗОсм на вариантах с различной степенью обеспеченности элементами минерального питания не выявлено: его количество в большей степени зависело от интенсивности процессов нитрификации и усвоения его просом и сорными растениями.

3. В период посева проса в черноземе обыкновенном в среднем за 20002002гг. в метровом слое почвы содержалось 145,6-198,1 кг/га минерального азота. Ко времени уборки проса за счет разложения органического вещества его запасы увеличивались до 300кг/га.

4. С увеличением глубины по профилю почвы до 1метра запасы нитратного азота снижаются, а аммиачного повышаются, что связано с процессами аэрации: в анаэробных условиях органические вещества разлагаются до аммиака, а в аэробных условиях соли аммония окисляются до нитратов.

Посредством внесения под просо фосфорно-калийных удобрений в дозе 40кг/га действующего вещества существенно изменить содержание подвижного фосфора и обменного калия в слое почвы 0-3Осм не удалось: различия по вариантам опыта находились в пределах ошибки определения. Это связано с тем, что почва опытного участка относится к высокообеспеченной данными элементами. От всходов проса до уборки содержание подвижного фосфора и обменного калия в слое почвы О-ЗОсм снижалось.

6. Содержание обменного кальция и магаия в черноземе обыкновенном является более стабильным в сравнении с другими макроэлементами. Количество обменного кальция в период уборки проса в слое почвы 0-ЗОсм по всем вариантам опыта было практически одинаковым и в среднем за три года колебалось от 23.4 до 25,8, а магния - от 4,0 до 4,8мг-зквЛ00г почвы. Для существенного увеличения содержания этих элементов в черноземе обыкновенном следует применять кальций- и магнийсодержащне удобрения.

7. Внесение Зт/га фосфогипса (в последействии) на содержание макроэлементов в почве существенного влияния не оказало.

8. Внесенные минеральные удобрения и фосфогипс существенного влияния на содержание подвижных металлов (гп, Си, Сй, РЬ) в черноземе обыкновенном не оказали: их количество по вариантам опыта практически не отличалось и было в 4-25 раз ниже ПДК.

9. Внесенные удобрения, как непосредственно под просо, так и под предшествующие культуры, в большей степени повышают урожайность на менее плодородных почвах. В среднем за три года прибавка урожайности зерна проса от внесения N^Р^оКло при уровне удобренности культур севооборота 177,5кг/га действующего вещества составила: на естественном

21

фоне 0,22-0,25т/га, а на повышенном и высоком - соответственно 0,10-0,12 н 0,10-0,Ит/га.

10. От внесения под просо ГЧюРчоК« действующего вещества минеральных удобрений получена достоверная прибавка выхода белка 32-36кг/га, что подтверждает целесообразность внесения минеральных удобрений, в первую очередь, на менее плодородных почвах. В целом же максимальный выход белка зерна проса — 269кг/гэ получен на фоне высокого обеспечения растений элементами минерального питания.

11. Устойчивой закономерности в содержании зольных элементов в зерне проса в зависимости от обеспеченности почвы элементами минерального питания, применяемых удобрений и мелмор>анта не выявлено. Наибольшее количество в зерне проса содержалось фосфора - 0,83-0,94%, среднее - калия 0,40-0,46%, минимальное - кальция 0,12-0,15% абс. сухого вещества.

12. В среднем за 2000-2002 годы вынос макроэлементов из почвы и удобрений основной и побочной продукцией проса составил: азота — 49,258,3, фосфора - 17,5-20,8, калия - 47,4-56,2кг/га.

13. По мере возрастания плодородия почв коэффициенты использования питательных веществ из внесенных минеральных удобрений снижаются. В среднем за 3 года коэффициент использования азота из минеральных удобрений, независимо от применения мелиоранта, составил: на среднем фоне -14,6, на повышенном - 6,9, на высоком - 6,4%; соответственно фосфора -6,3; 2,5 и 2,3%; калия - 13,8; 6,4 и 6,1%.

14. В зерне проса, среди металлов наибольшее количество содержалось цинка — 18-22мг/кг, меньше меди — 3-5 и свинца - 0,20-0,35 и наименьшее -кадмия - 0,02-0,04мг/кг сухого вещества. Данные показатели по вариантам опыта существенно не различались и были в 2-4 раза ннже ПДК.

15. Расчет биоэнергетической эффективности технологий возделывания проса с применением минеральных удобрений показывает, что в основ-

ной и побочной продукции накапливается 75900-79628МДж/га, что в 4 раза выше, чем расходуется энергетических затрат на ее получение, РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При возделывании проса на обыкновенных черноземах ЦентральноЧерноземной зоны минеральные удобрения в дозе ЭДдоРдоКчо в первую очередь необходимо вносить на менее плодородных почвах. При этом обеспечивается максимальная прибавка урожайности проса ( 12,5-12,9%), повышается коэффициент использования макроэлементов из удобрений в 2,3 раза, а в урожае зерна проса накапливается в 2 раза больше энергии, чем затрачивается на его получение.

2. С целью получения максимального выхода белка зерна проса его посевы следует размещать на плодородных почвах, при этом минеральные удобрения можно не вносить.

3. Применение фосфопшса и минеральных удобрений не приводит к накоплению подвижных металлов ни в черноземе обыкновенном, ни в зерне проса.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ |»АБОТ НО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ:

1. Жабин М.А. Влиянне обеспеченное™ почвы элементами минерального питания и удобрений на урожайность и качество проса в условиях юго-востока ЦЧЗ (Беспалова НС. к. с.-х.н., М.А Жабин ГНУ НИИСХ ЦЧП им.

B.В.Докучаева РАСХН: Агрохимический вестник. - Москва, 2007,- № 3. -

C. 27-23.

Публикации в других изданиях:

2. Жабин М.А. Влияние интенсивных факторов на урожайность проса в степной зоне ЦЧЗ/Беспалова Н.С., Жабин М.А7/Машшшьге технолога! дифференцированного применения удобрений н мелиорантов: Труды 2-й Международной научно-практической конференции по проблеме дифференциро-

23

ванного применения удоорений в системе координатного земледелия. — f л-зань,200К-С. 268-270.

3. Жабнк М.А. Влияние факторов внешней среды, удобрений, норм высева и способов посева на урожайность и качество зерна проса/Душкин А Н., Беспалова Н.С., Балюнова Е.А., Жабия M.AJ/Теория н практика использования агрохимических средств в современном земледелии Центрально-Черноземных областей России; Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Крестьянское депо. —Белгород, 2002. - С, 39-48.

4. Жабнн М.А. Эффективность удобрений под просо на почвах с различным содержанием элементов питания/Рымарь В-Т., Беспалова Н.С., Жа-бин М.А^/Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения: Материалы VII международной научно-производственной конференций. — Белгород, 2003. — С. 30-31.

Отпечатано 8 ГУН ВО "Бутурлиновская типография" Бумага офсетная. Заказ № 796. Тираж 100.