Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ СЕВООБОРОТА, УДОБРЕНИЙ И ОБРАБОТКИ НА РЕЖИМ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА СРЕДНЕСУГЛИНИСТОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ СЕВООБОРОТА, УДОБРЕНИЙ И ОБРАБОТКИ НА РЕЖИМ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА СРЕДНЕСУГЛИНИСТОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР"

Л- Ї5ЧЮ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ нменн К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи Владимир Васильевич КРУГЛОВ

ВЛИЯНИЕ СЕВООБОРОТА, УДОБРЕНИЙ И ОБРАБОТКИ НА РЕЖИМ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА СРЕДНЕСУГЛИНИСТОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР

(Специальность 06.01.01 —общее земледелие)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1978

Диссертационная работа выполнена на кафедре земледелия и методики опытного дела Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научные 'рушводителн: доктор сельскохозяйственных наук профессор В. Е. Егоров и кандидат сельскохозяйственных наук доцеит А. М. Лыков.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук профессор И, Ф. Копыл, кандидат сельскохозяйственных саук доцент Б. А. Пиуновский.

Ведущее предприятие — Всесоюзный научно-исследовательский институт удобрений И агрСИТОЧВОВеДеИ'ИЯ именн акад. Д. Н. Прянишникова.

Зашита состоится « / /ЮЖ-су* 1976 г.

часов на заседании Специализированного совета Д—120.35.04 при Московской сельскохозяйственной академии : имени К. А, Тимирязева. Адрес: 125008, Москва А-8, Тимирязевская ул«ца, 47, Ученый совет ТСХА.

С диссертацией" можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА (10-й корпус). ./.

Автореферат разослан «/Д» ОМОрО. 1976 г.

Ученый секретарь /л Специализированного совета^^

докторбнол паук /Г^^у^К Е* Е* КРАСТИНА.

Актуальность проблемы. Расширенное воспроизводство и земледелии связано с активным воздействием на растение и почву — регулируемые факторы урожая и основные средства сельскохозяйственного производства. Оба эти фактора в процессе производства тесно взаимодействуют. Мерой взаимодействия и объективным показателем производительности почвы являются процессы превращения органического вещества почвы.

Органическое вещество — важнейший компонент почвы н основной носитель ее плодородия, В интенсивном земледелии почвенный гумус в значительной стадени утрачивает роль источника питательных веществ. На лервый план выступает его косвенная роль: влияние на физико-химические, физические и биологические свойства почвы. Интегральное положительное влияние органического вещества на почву проявляется: 1) неповышении способности накапливать и продуктивно использовать воду и 2) в трансформации элементов корневого питания, вносимых с минеральными,удобрениями. Кроме того, высокогумусированные почвы требуют меньше затрат на обработку, позволяют широко использовать пестициды, менее подв ер га ютй,, деградации и эрозии.

Дерново-подзолистые почвы Нечерноземной зоны РСФСР вследствие генетических особенностей почвообразования бедны органическим веществом, что обуславливает их низкое потенциальное плодородие. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по дальнейшему развитию сельского хозяйства Нечерноземной зоны РСФСР» (1974), а также и в постановлении XXV съезда КПСС об «Основных направлен ннях развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 годы» намечена гигантская комплексная программа повышения плодородия нечерноземных почв. Ее успешное выполнение потребует обогащения дерново-шодэолистых пахотных почв органическим веществом с хорошим качественным составом.

Вместе с тем регулирование баланса гумуса при интенсивном использовании подзолистых почв встречает ряд трудностей. С одной стороны, они связаны со значительными материальным« затратами (внесение органических удобрений, вне-

дренне рациональных севооборотов и др.). а с другой, с отсутствием научно обоснованных, экономически наиболее рентабельных .параметров режима органического вещества в пахотной почве.

Цель и задачи исследования. Наши исследования '«мели целью решение следующих ,вопросов:

К Оценить количественно роль корневых и пожнивных остатков культур севооборота в балансе органического вещества дерново-подзолистой почвы.

2. Обосновать возможность прогнозирования гумусового баланса в интенсивно используемой почве.

■3, Выявить зависимость между режимом органического вещества и производительностью интенсивно используемой почвы,

Объект исследования. Исследования проводились в длительных, стационарных опытах ■экспериментальной базы учхоза « М и х а йл ов с ко е » Подольского района Московской области и в серии мел ко дел я ночных II вегетационно-полевых опытов в 1972—1975 гг.

Научная новизна результатов исследования. В результате исследований установлено, что поступление в .почву растительных остатков хотя и возрастает по мере повышения урожаев полевых культур, но не -пропорционально увеличению хозяйственной части. В результате роль растительных остаток в режиме органического вещества почвы но мере роста урожаев снижается.

Установлено, что применение высоких доз минеральных удобрений на хорошо гумусированных почвах обеспечивав! более-высокую их окупаемость.

Практическая ценность и реализация результатов. Для использования в -практических условиях предложены уравнения регрессии, ^позволяющие определять количество растительных остатков расчетным путем.

Предложен расчетный метод прогнозирования баланса и режима органического вещества интенсивно используемой дер ново^подэоли стой почвы.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на научной конференции ТСХА 1974 г., на научной конференции «Биологические основы повышения урожайности сельскохозяйственных культур», на экспериментальной базе «Михайлов-ское» в 1973 г.

Объем диссертационной работы. Работа изложена на 127 страницах машинописного текста, содержит 51 таблицу, 5 рисунков и состоит из введения, 7 глав, общих выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы (218 наименований) и приложения (24'приложения),

Условия и методика проведения исследований ~

Основные исследования ¡проведены в многофакторном, стационарном опыте заложенном в 1967 г. на срсднесуглиннстой слабоокультуренной дерново-подзолистой почве. В опыте изучается влияние на урожай культур и .плодородие ■ следующих приемов земледелия: двух четырехпольных севооборотов, ОС* иовной обработки почвы на 20—22 см и 30—32 см, минеральных и органических удобрений. Схемы опытных севооборотов: плодосменного — ячмень {с подсевом клевера), клевер 1 г. пользования, оз. пшеница, картофель; зернопропашного—ячмень, картофель ранний, оз. пшеница, картофель. Варианты удобрений в опыте: О (контроль), 'МздРгвКво, навоз (15 т/га)', , навоз + ИРК по;суммарной дозе. Размер посевной делянки-— 371 м2, учетной — 245 м2. Повторность, площадь и размещение опытных делянок в стационаре установлены с учетом статистически обработанных результатез дробного учета уравнительного посева овса 1906 года. Помимо этого, ряд вопросов был .изучен в стационарном опыте 7, методика которого описана в работах Б- А. Доопехова (1974, 1975). В мел кодел я ночных и ве-гетационно-лолевых опытах изучали влияние гумусировап-ности почвы, а также внесения навоза и других органических удобрений на эффективность возрастающих доз минеральных туков. - "

ВЛИЯНИЕ СЕВООБОРОТА, УДОБРЕНИЙ И ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА ДИНАМИКУ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ

I. Количество растительных остатков под разными культурами

Поступление в почву растительных остатков зависит прежде всего от биологических особенностей растения. Наименьшее количество растительных остатков констатировано под картофелем (табл. 1). Зерновые культуры оставляют после себя значительно больше растительных остатков. Внко-овсяная смесь находится на уровне озимых зерновых. Наибольшее количество,растительных остатков учтено в поле, занятом клевером 1-го .года пользования (клеверный пар).

Систематическое применение минеральных и органических удобрений способствовало примерно в одинаковой степени росту количества растительных остатков у всех подопытных культур, что соответствует аналогичному влиянию этих удобрений на величину урожая. Совместное внесение навоза с минеральными удобрениями (но суммарной дозе) при одновременном росте урожая обеспечивало и большее поступление <в почву растительных остатков.

Увеличение глубины вспашки до 30—32 см, по нашим данным, не способствовало увеличению количества корневых н пожнивных остатков. Что касается распределения корней по слоям лочвы в зависимости от тлубнны н интенсивности обработки, то исследования проведенные в опыте 7, показывают, что прннцшиальных различий в распределении корней по профилю почвы в зависимости от обработки не было.

Таблица!

Поступление в почву растительных остатков при возделывании полевых культур, ц/га сухого вещества в слое почвы 0—40 см при вспашке на 20—22 см

Варианты удобрения Картофель, 1971 г. Ячмень, 1072 г. Клевер в плодосмене, вико-овеяна я смесь— и зернопропашном севообороте, 1973 г. Озимая пшеница, 1974 г. Среднегодовое поступление растительных остатков Процент к контро- лю

о 12.9 24.3 39,1 31.6 20,9 100,0

12,7 19,0 26.fi 27,4 21,4 100,0

NPK 20.8 20,5 54.1 29.4 33,5 124,5

18,6 26,7 25,6 31,8 25.6 119,6 .

Навоз 20,9 29.4 59,1 36.4 36,4 135,3

18.8 26,8 29.9 31,7 26,8 125,2

Навоз + 2С.0 28,5 50,3 35,4 36,4 135,3

NPK 21,7 33,0 32,5 42.» 32,6 1г>2,3

Примечание: в числителе — данные для плодосменного севооборота; п знаменателе — для зернонронашного.

В'целом за ротацию севооборота больше органического вещества в почву поступает в плодосменном севообороте, меньше— в зернопропашном. В основном это различие обязано органическому веществу корневой системы и этоукосных остатков, остающихся в почве после клевера; остальные культуры в обоих севооборотах дают примерно одинаковое количество растительных остатков.

При сравнении количеств растительных остатков с общим биологическим урожаем культур (рис. I) можно видеть тенденцию опережения роста урожаев при сравнении с той долей, которая поступает в почву. Эта закономерность характерна не только для однолетних зерновых и пропашных культур, но и для многолетних бобовых, отличающихся от шервых положительным кумулятивным действием на почву.

Поскольку определение количества растительных остатков, остающихся в -почве петеле уборки сельскохозяйственных культур, является трудоемкой работой, мы тюлыталлсь выявить количественную зависимость между продуктивной частью урожая и массой растительных остатков и на ее основе предложить формулы для расчетного определения веса этой массы остатков. Проведенные .исследования показали, что для основных культур, гэыращиваемых в Нечерноземной зоне, зависимость количества растительных остатков от величины урожая подчиняется уравнениям линейной регрессии:

для клевера (в интервале урожаев от 20,0 до 105,5 ц/га)

У = 0,23 х+35,1 (г ==э 0,48);

для вико-овсяной смеси (в интервале урожаев от 15,3 до 64,8 ц/га)

У = 0,25х-Н4,7 (г ==0,47);

для озимок ншеницы (в интервале урожзев от 12,5 до 50,8 ц/га)

У=0,41х-И9,9 (г = 0,50); для ячменя (в интервале урожаев от 6,6 до 42,3 ц/га)

Уя=0,54 х+ 10,1 {г=0,73); для картофеля (в интервале урожаев от 72,0 до 256,0 ц/га)

У=0,07x4-3,5 (г =0,45);

для кукурузы на силос (в интервале урожаев от 124,0 до 373,0 ц/га)

У = 0Д0х+6,3 (г = 0,91);

где: х—урожай культуры в ц/га;

У—масса растительных остатков, соответствующих данному урожаю ц/га; г — коэффициент корреляции.

Вынос азота, фосфора и калия с хозяйственным урожаем для зерновых культур в 3—6 раз превышает "количество этих элементов, остающихся в почве в форме растительных остатков. При внесении полного минерального удобрения дефицитность баланса питательных элементов в системе растение —

удобрение »с только не уменьшается, но даже заметно возрастает (табл. 2).

Т а б л и и а 2

Превышение выкоса азота, фосфора и калия над их поступлением , в почву с растительными остатками от возделываемых культур

Варианты удобрения О - ЫРК

культуры

элемент! л --- N Р К N ' Р К

питания ----.

Озимая пшеница ....... 4,77 4.56 2,37 5.10 5.16 4,09

Ячмень .......... 3.34 6,59 (>,20 3,69 ь.сс 5.50

Картофель......... 0,83 1,61 1,47 0.90 2,06 1,40

Внко-овсяная смесь ..... 1,08 1,11 1,30 2,29 1,44 1.40

0.83 0,84 0,73 - 1,01 0,97 1,67

Многолетняя бобовая культура (клевер) характеризуется наиболее благоприятным соотношением азога, фосфора и калия в хозяйственном урожае н растительных остатках, поступающих в почву. Но и для этой культуры при применении' удобрений соотношение ло азоту и калию превышает единицу.

2. Биологические свойства почвы в связи с содержанием в ней растительных остатков

Систематическое внесение в почву органических и минеральных удобрений, а также глубокая обработка почвы в зер-нопропаншом севообороте оказали заметное влияние на численность микроорганизмов (табл. 3).

По мере окультуривания почвы в составе микрофлоры возрастает количество бактерий использующих минеральный азот (микроорганизмы на КЛЛ). Наибольшее количество бацилл отмечено также в варианте навоз + ЫРК. Верхний слой почвы значительно превосходит нижележащий по численности микрофлоры. Однако окультуривание почвы способствует повышению биогенностн и подпахотного слоя.

Дыхание почвы в зерпоиронашном севообороте на удобренных вариантах заметно интенсивнее, чем на контроле. При глубине вспашки на 20—22 см интенсивность дыхания/ при и неселил навоза + Г\ГРК была максимальной. Увеличение глубины вспашки до 30—32 см без 'применения удобрений резко снижает интенсивность газообмена 'слоя почвы 0—20 см,- но •повышает его в нижележащем слое. Применение удобрений по глубокой вспашке позволяет избежать снижение интенсивности газообмена. ; , й

Таблица З

Влияние удобрений и обработки на количество н состав микроорганизмов в почве зерно пропашного севооборота (в тыс., на 1 г почвы, среднее за 1972—1073 гг.)

Слой Микроорганизмы на Споры н: СА+ МПЛ Грибы

Варианты удобрении почвы, см МП Л КЛА на подкис л. С А

* Вслашка на 20—22 см

о ........; 0—20 20—40 761 202 2056 263 27,2 2,0 2,0 1.7

МРК........ 0—20 20—40 1698 413 2137 419 13,6 1,6 2,3 0,9

Навоз....... 0—20 20—40 2756 364 3247 ' 662 8.3 3,5 3,4 0,7

Навоі+КРК...... 0-20 20-40 1809 1134 6650 1622 17.7 2,2 5.4 2,1

Вслашка на 30—32 см

Навоз 4-КРК

0-20 20—40

6-20 20—40

1084 192

1712

786

1899 311

4428 1962

1,9 1.9

9.0

4.1

Нитрифицирующая способность ¡почвы, которая была'определена по методике С, П. Кракова, в отличие от рассмотренных выше показателей характеризует наибольшую активность одной физиологической группы микроорганизмов — питрифл-клторов. Из таблицы 4 видно, что нитрифицирующая способность почвы в слое. 0—40 см на контроле заметно уступает но споен 'величине энергии нитрификации в почве удобренных вариантов.

Увеличение глубины вспашки до 30—32 см без применения удобрений уменьшает способность почвы накапливать нитраты. Учет разложения в почве льняного полотна .позволяет судить о наличии в почве минерального азота и мобилизационных возможностях почвы в отношении этого элемента. Наши данные (табл. 4) подтверждают это •положение.

Корреляционный анализ, результаты которого сведены в таблице 5, показал наличие существенной .положительной корреляции между величиной урожая и такими свойствами почвы, как продуцирование СО2, нитрифицирующая и целлю-лозоразрушаюшая способность почвы.

Т а б л н ц а 4

Влияние систематического применения удобрений н обработки в эернопро па иском севообороте на биохимические показатели почвы

Нитрифицирующая способность л = в °

Варианты удобрения а" г(3 П яЗо А о-и I—■ Ё; Я с эо 1 1* ¡¡I ООО ш£

<3 3 3 мкл/г ■час * п 1 О V ООО И « й г1 « 5 о. ч «V

Вспашка на 20—22 см

О..... 0-20 20—40 4.18 1,67 4,16 2,03 0,27 0,17 . 2,65 »,19 28.8 29,3

1ЧРК . . . . 0—20 20—40 4,92 1,83 4,77 1,91 0,26 0,26 2,94 1,33 37,0 28,7

Навоз .... 0—20 20—10 4.52 2,71 5,03 2,44 0.46 0,37 3,12 1,60 36,0 30.0

Навоз+МРК . 0-20 20—40 6,01 2,55 5,94 2,81 0,57 0,42 3,61 1,90 37.4 27.5

Вспашка на 30—32 см

О..... 0—20 20—40 2,28 2,09 3,16 5,72 0,88 0,60 1,41 0,98 29,0 29,7

Навоз ■+МРК . 0—20 20—40 4,90 2,28 5,36 2,77 0,42 0,43 , 3,64 2,39 37,3 32,3

Таблица 5

Взаимозависимость показателей биологической активности почвы и их связь с урожаем, 1972 г.

Продуцнро- |Нн«рифици-паг'не почвой)руюшзя с/зо* Со2 собность Целлюлозо-рэзрушаю-шая способность

Урожай культур....... Продуцирование почвой СОг , , Нитрифицирующая способность , 0,71 0,47* + оо 0,82 0,58 0,74

* Корреляция несущественна на 5%-ном уровне значимости.

Следует отметить отсутствие положительной корреляции между дыханием почвы (СОг) и нитрифицирующей способностью ее. Этот факт можно объяснить тем, что с одной стороны, нитрифицирующие микроорганизмы представляют

частную н весьма малочисленную группу почвенных микроорганизмов, а, с другой стороны, эти микроорганизмы находятся под сильным вобдействием экологических факторов, которые, в свою очередь, не оказывают заметного влияния на общую биогенность почвы. И, наоборот, корреляция между дыханием почвы и целлюлозоразрушающей микрофлорой является существенной, что объясняется большим распространением этой группы микроорганизмов в почве и меньшей зависимостью се от экологических факторов.

Положительная корреляция между нитрифицирующей и целлюлозоразрушающей способностью почвы находит объяснение в том факте, что минеральные формы азота, в частности, нитраты являются необходимым-условием развития целлюдо-зоразрушителей.

ИЗМЕНЕНИЕ ЗАПАСОВ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА И АЗОТА В ИНТЕНСИВНО ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ПОЧВЕ

Интенсивное земледелие на дер ново-'подзол истых почвах предполагает как бездефицитный баланс элементов почвенного питания растений, так и бездефицитный или даже положительный баланс органического (вещества. Наиболее сильное влияние на режим органического вещества почвы оказывают возделываемые растения и систематическое применение удобрений, 'Поэтому в данной главе предпринята попытка количественного определения роли отдельных культур и удобрений в балансе органического вещества почвы.

В основу расчетов роли отдельных культур в балансе органического вещества почвы положен баланс азота в системе растение—почва — удобрение. Коэффициенты использования азота приняты: для минеральных удобрений — 50%, для навоза — 25%, для растительных остатков — 50%. Обеспечение азотом атмосферы потребностей клевера на вариантах без применения удобрений принято в (размере 80%, три внесении удобрений—70%. Аналогичные показатели для вико-овсяпой смеси соответствуют 20 и 10%, Изогумусовые коэффициенты составили: для навоза—30%, растительных остатков зерновых, зернобобовых и клевера — 25%, картофеля — 8%.

Полученные данные, частично представленные в таблице 6, показывают, что возделывание зерновых культур и картофеля без применения удобрений создает условия отрицательного баланса 'почвенного гумуса. Наибольший дефицит гумуса характерен для картофеля (—527 кг С в слое 0—10 см), наименьший— для ячменя {—82 кг С). Дефицит гумуса при возделывании картофеля несколько сокращен за счет оставления ботвы на поле. Более высокий уровень урожаев зерновых

культур (озимая пшеница) сопряжен с большей дефицит--^ ностыо баланса органического вещества почвы.

Клевер первого года пользования и вико-овсяная смесь обеспечили: первый—положительный баланс почвенного гу- " муса ( + 416 кг С), вторая — бездефицитный. (-МО кг С). От- " сутствие дефицита гумуса три возделывании внко-овсяной смеси объясняется не только некоторой фиксацией азота атмосферы, но и невысоким уровнем урожаев этой ; культуры в наших опытах при доволыю значительных количествах остав-,. ляемых в почве растительных остатков. V

Система удобрений, включающая применение только^минеральных туков, на картофеле и озимой пшенице увеличивала дефицитность баланса гумуса. Применение ЫРК под ячмень создало условия равновесия в гумусовом балансе почвы. Не- . обходимо однако заметить, что ячмень размешается в изучаемых севооборотах по картофелю, ботва которого полностью поступает в почну. Следовательно, в урожае ячменя весьма значительна доли азота растительных остатков предшествующей культуры. Минеральные удобрения обеспечили положительный баланс органического вещ ее га я почвы пол ппко-овся-ной смесыо н, особенно, иод клевером.

Таблица С

Влияние молевых культур На запасы гумуса

(для слоя почвп 0—10 сч) ''

Посцплеиие азота из 3 2 ОС £ з1 г!? § £ 3 <-> 3 § « £ у 5 о ~ Я Г* о £ Си И ^ а (

Культура Рэрнэитм улобрсолн ^ £ £ о х ^ г * я р £ 1° & -ч и а С^ Я О Ч^Г >. ч • 2 у ь- ° «с ч п з 3 ^ £ 2 э 1« £ ь с^ гт Г - я е а: О * а, х я о в 2 о о< а « г- л ^ ^ о 3 | § Ь За ■ь -1. : и ^ и ^ о и и Ж * У г.,1-'! нЭ Л §.5*

Озимаи твениця О Навоз Швоз+КРК 101,0 156,0 Ш,0 175,3 25.0 25.1 50,1 19,4 23,4 33,6 32,0 822 1076 753 Э32 440 458 1006 1С83 — 382 — 618 -4- 253 + 151

Клевер 1 года пользования ■ О Навоз Иавоз+МРК 124.7 186,4 220,3 220.8 2~0 21.8 46,8 8,0 13,2 ¡0,8 11.8 169 177 335 76 585 Ш 1Ш 1343 -Р 416 + 634 + 1047 + 1267

Ежегодное унавоживание почвы на всех культурах, кроме картофеля, способствует прогрессии ному обогащению почвы органическим веществом. Особенно велика эффективность унавоживания на ячмене и клевере. На картофеле применяемые дозы навоза (15 т/га) только лишь обеспечили восполнение потерь гумуса от минерализации. Совместное применение навоза и минеральных удобрениГі не повышает эффективности унавоживания.

Сравнение -расчетной модели гумусового баланса почвы в двух четырехпольных севооборотах с фактическим, экспериментально определенным балансом гумуса показало высокую сходимость 'расчетного и фактического балансов органического,вещества почвы. Расхождения в запасах гумуса в слое 0— 40 см в конце ротации не превышали, как правило, 200—250 кг углерода, и только в севообороте с вико-овеяной смесью на варианте смешанной системы удобрения разница составила около 900 кг углерода. Учитывая допустимую точность методов определения содержания и запасов гумуса в почве, необходимо признать высокую точность предложенной расчетной модели. Аналогичное точное совпадение расчетной модели и фактического баланса гумуса получено и для двух пятипольных севооборотов.

ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ

ОТ РЕЖИМА ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПОЧВЫ И ДОЗ УДОБРЕНИИ

Экспериментальные севообороты при принятой системе удобрений обеспечили получение высоких и весьма близких ПО абсолютному значению урожаев возделываемых культур (табл. 7). Различия между средними урожаями культур за период опыта, полученные при применении только МРК или навоза, незначительны и статистически недостоверны. Совместное внесение навоза и ЫРК способствовало получению максимальных урожаев нолевых культур. Увеличение глубины вспашки с 20—22 см до 30—32 см не сказалось положительно на величине урожаев.-Прн невысоких дозах удобрений влияние органического вещества почвы часто более отчетливо проявляется на химическом составе урожая, В плодосменном севообороте, как правило, содержание азота в зерне выше, чем в зернопропашном.

Величина урожая не исчерпывает понятия плодородия почвы. В интенсивном специализированном земледелии большее значение для характеристики лочвы имеет не урожай при относительно невысоком уровне применения удобрений и других агротехнических приемов, а способность почвы максимально эффективно использовать высокий уровень интенсив-

Урожаи полевых культур в плодосменном и зернопропашном^ севооборотах, в ц/га основной продукции. .

: Варианты удобрения * . ■ ^ iJ ' X ** їго S (О Клевер в шюдосмен-ііом севообороте, картофель в зер-цопропаш* ном, 1909 г. Озимая пшеница. 1970 г. Картофель, ,1971 г. Ячмень, 1972 г.. Клевер в плодосменном севообороте, вико-овсяная. смесь в зер-нопропаш-ішм, 1973 г. Озимая пшеница, 1974 г.. Среднегодовой сбор корм, ед; ; с 1 га,ц Обеспеченность 1 к. ед. проїейном, в среднем за 1972- ^ 1974 г.г.;

Плодосменный севооборот . '. Л.

О . , . 7,1 40.0 21,2 97,2 20,3 24,9 , 32,2 27,70 121,5

NPK .... 11.7 50,0 35,0 150,2 27,3 39,0 . 44,7 41,12. 134,2 -

Навоз .... 9,9 50,1 32.8 150,7 20,3 50,6 40,5 38,30 133,2 .

Нгвоз+NPK . 12,2 61,3 . 30,0 187,7 ' 27,3 51,1 . 46,2 44,57 144,8

НСРо« . . . 1,52 9,28 3,94 14,4 0,99 6,0 4,7

Зерно пропашной севооборот

о ..... ' 7,9 79,9 26,9 96,1 21,7 19,2 31,5 28,45 100,С

NPK . . . .і 11,7 102,3 37,3 147,8 20,1 20,0 46,8 40,59 110,9

Навоз . : . 9,5 99,8 • 37,9 148,0 20,0 32,4 40,6 37,80 ■ 107,9

Навоз+NPK . 12,5 119,1- 38,8 175,3 ' 27,5 , 34,4 -47,6 43,87 123,8

НСРо.05 - . - 1,52 - 12,8 4,60 14,4 0,99 6,6 г ' 4,7 ■ >'

«ого земледелия, обеспечивать максимально высокие и, что не менее важно, устойчивые, независимые от складывающихся погодных условий, урожаи важнейших полевых культур. С учетом сказанного, представлялось интересным апробирование моделей гумусового баланса экспериментальных севооборотов, ■ выяснение их -производительной способности при"использовании, например, высоких доз минеральных удобрений.

В проведенных с этой целью мелкоделяночных II вегета-ционню-полевых опытах были сопоставлены два разных режи-' ма органического вещества. Одни отвечал плодосмену, а другой зернопропашному севообороту. Опыты показали, что производительность режима органического вещества, присущего плодосменному севообороту, выше -по сравнению с режимом органического вещества почвы зернопропашного севооборота. Полученные результаты так же показали, что окупаемость единицы удобрений (N + P;0s-fK20) при режиме органического вещества, соответствующему плодосменному севообороту, составила 12,2 единицы урожая (зерно+солома), а для зернолроиашного севооборота—У,2 грамма. При внесении же утроенной дозы удобрений (NisoP2*oKiso) окупаемость их снизилась, но закономерность оставалась такой же.

Поскольку основным носителем плодородия чаще всего является органическое вещество почвы, то выяснение связи между эффективным использованием высоких доз мннер>аль-ных удобрений и режимом органического всшества почвы представляет большой теоретический и -практический интерес.

Мы ставили перед собой задачу выяснения роли, с одной стороны, органических удобрений при принятых дозах их применения, а, с другой стороны, собственно гумусовых веществ почвы.

Полученные в опытах данные (табл. 8) показывают, что урожай ячменя при применении только минеральных удобрений увеличивался до тройной дозы NPK-. Дальнейшее увеличение количества удобрений не привело к повышению урожая. У озимой пшеницы, п отличие от ячменя, урожай увеличивался только до двойной дозы ÑPK. Пятикратные дозы NPK на обеих культурах вызывали очевидную депрессию урожаев. Средние данные но двум культурам показывают рост урожая при увеличении доз минеральных удобрений до NieoPsj&Kjeo-

Применение минеральных удобрений на фоне навоза обусловило ■получение абсолютно более 'ВЫСОКИХ урожаев ячменя и озимой,пшеницы. Так, .при двойной дозе NPK урожай ячменя по навозу был выше урожая при внесении только минеральных удобрений на !3%, а пшеницы — на 11%, при тройной дозе соответственно на 7% и 18%. Однако пятикратная доза NPK,

Влияние возраст ли щнх дол минеральных удобрений на урожаи ячменя и озимой пшсницьг (зерно) с делянки в 4,76 м1

Варианты удобрення Ячмень, 1973 г. Озимая пшешша, - - 1974 г. Среднее по двум культурам .

г % к контролю г % к контролю . г : % к контролю

Без унавоживания

О .... . 903 100 ■1412 100 1157 100

M,.,P»Kw . . 1210 134 • -2038 . - - 144 1624 '140 ^

NmPiwKiu . . 1324 142 2252 159 1788 ■ 154

NisoPucKno . . 1446 : 160 - 2095' ■ .148 1770 - ' 153 -

NjctP^Ksoo , . 1358 М50 ; - 2070 т 147. 1714 . 118' '

- . Прн унавоживании

О...... 1021 113 1524 108 1272 ' ПО

NeoPsoKíii , , 1410 ' 156 2052 . 145 1731 .-150 -

МілРіиКиз . . 1450 160 2403 170 1926 165.

N[íoPi«Kud . , 1511 167 ■ 2348 І 66 1929 : 167

1431 - 158 Г 2200 156 1815 ■157 -Ч

НСРсьоз для ячменя 62 г, для озимой пшеницы — 73 г.

внесенная по фону навоза, оказалась столь же неэффективной, как и при внесении без навоза. .'.■•.'- у -

Коэффициенты использования ячменем азота минеральных удобрений, в зависимости от дозы №К колебались от 30,7% до 15,3%, фосфора от 6,8 до 2,2%, калия — от 22,4 до"15,7%. Озимая пшеница использовала питательные элементы удобрения значительно продуктивнее: азот на 41,4—27,8 фосфор — на 14,4—6,7%", калий— 39,6—26,9%. Более высокие коэффициенты использования питательных веществ удобрений'озимой пшеницей по сра.внению:с ячменем объясняются -прежде всего значительно более высоким урожаем пшеницы и соответственно большим выносом питательных веществ.

Унавоживание заметно увеличивало величины коэффициентов использования всех питательных элементов удобрений, причем влияние навоза на-второй год после 'внесения (последействие) не уменьшалось. - .;. - -

; Роль собственно гумусовых веществ почвы в повышении эффективности минеральных удобрений значительно выше. В опыте со снятием гумусового слоя почвы несмотря на внесение высоких доз ЫРК урожаи ячменя не превышали 60:—70% от уровня урожаев, полученных, при тех же условиях на обыч-.14

ной почве (без снятия гумусового слоя). Увеличение гумусиро-ванности почвы в вегетационно-нолевых опытах в 2—3 раза *увел!гчивал0 окупаемость МРК примерно в 2 раза. -; , Периодическое определение в течение вегетационного периода подвижных форм питательных элементов в почве вариантов с внесением только ЫРК или ЫРК по фону навоза не показало лучшего состояния питательного режима унавоженной почвы. Показатели же биологической активности почвы, наоборот, были значительно лучше при внесении в почву на: воза.

Таким образом, повышение урожаев культур при внесении высоких доз МРК на более гумутированных почвах или «ри внесении в почву органических удобрений объясняется прежде всего косвенным влиянием органического вещества на плодородие дерново-подзолистой почвы.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ , МЕРОПРИЯТИИ ПО РЕГУЛИРОВАНИЮ РЕЖИМА ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА

Интенсивное земледелие Нечерноземной зоны предусматривает 'получение не только максимально высоких урожаев полевых культур, но и сохранение и увеличение почвенного плодородия. Обе эти стороны должны учитываться при экономической оценке приемов земледелия.

■ Применение удобрений значительно увеличивает продуктивность севооборотов. При сравнении минеральных удобрений и навоза все экономические показатели более выгодны при применении минеральных удобрений. Совместное применение навоза и минеральных удобрений увеличивает выход валовой продукции, но'одновременно растут затраты труда и мате-рнально-денежных средств. Чистый доход в этом варианте несколько ниже, чем на вариантах с применением только ЫРК или только навоза. Внесение по глубокой вспашке навоза и минеральных удобрений позволяет получить наибольший выход валовой продукции в обоих севооборотах. В плодосменном се-Еообороте получен и наибольший чистый доход.

-Возделывание культур в севообороте с клевером более выгодно. По всем вариантам удобрений получен наибольший выход валовой продукции, меньше затраты, так как отпадает операция вспашки, выше производительность труда.

Возделывание культур в зернопропашном севообороте без внесения удобрений и при внесении только минеральных удобрений не обеспечивает поддержание почвенного плодородия на исходном уровне. Для поддержания гумусированности люч-вы вместе с минеральными удобрениями необходимо дополнительно вносить ежегодно 8 т навоза или других органических

удобрений. В плодосменном севообороте также необходимо внесение навоза, однако в меньших количествах.

Внесение навоза связано с дополнительными затратами, что влечет за собой и изменение экономических' показателей' (табл. 9)... ; ■ .— ^ ■ ;г;-:-:.

■■■;.'" ■:■.:>'.■", Т э б л ИЦ а 9

Экономическая эффективность мероприятий по поддержанию ■■; бездефицитного режима органического веществ ав вариантах, удобряемых минеральными удобрениями V

Выход * валовой продукции, руС 11 Затраты Условно чистый Г,оход, руб. , Я •

' Севооборот ч/ди. - ' руб. М г*« ■ О • Мй* с- 17 (- а.

Плодосменный , . Зернопропашной . ,425,20 < 405,84 ; 2,75 2,83 148,31 135,52 277,89 271,32 287 300 151,61 143,74

Экономический анализ'эффективности удобрений и.обработки почвы в экспериментальных севооборотах не учитывает значительного положительного изменения химического состава урожая в плодосменном севообороте. Это может при соответствующих методических подходах значительно влиять на экономическую эффективность 'агротехнических приемов. Поддерг жание бездефицитного-режмма органического вещества' почвы также достигается со значительно меньшими издержками в плодосменном севообороте: . - -■ ■■■

.'■""" . Выводы

1. В интенсивном специализированном земледелии на дерново-подзолистых почвах корневые и пожнивные остатки полевых культур являются важнейшей приходной статьей баланса органического "вещества почвы. Особую ценность в севооборотах Нечерноземной' зоны -представляет возделывание клевера, обогащающего почву большим количеством органического вещества высокого биологического достоинства. : :

2. При-получении высоких урожаев в эксперементальных условиях установлена закономерность, что поступление :в^поч-ву растительных остатков хотя и возрастает по мере повышения урожаев^ но не пропорционально приросту их хозяйственной части. При наивысших урожаях имеет место заметное отставание. В результате роль их в режиме органического вещества почвы снижается.. Эта закономерность характерна не только для однолетних пропашных, зерновых и зернобобовых

.16 .- < ■

культур, ко и в известной степени >дли многолетних бобовых культур.

3. Систематическое применение на дерново-подзолистых почвах только одних минеральных удобрений, без периодического (то циклам) внесения навоза или других органических удобрений, не в состоянии противодействовать ухудшению режима органического вещества в шахотной почве.

4. Установлена форма и теснота связи между величиной хозяйственного урожая и количеством растительных остатков, поступающих ,в почву. Для использования в 'практических условиях при балансовых расчетах предложены уравнения регрессии, позволяющие определять количество растительных остатков расчетным путем.

5. Абсолютное поступление в почву растительных остатков и их химический состав оказывают существенное влияние па состояние биологических свойств интенсивно используемой дерново-подзолистой почвы. Зернотравяной и плодосменный севообороты 'ПО сравнению с зериопропашным севооборотом обеспечивали лучшие биологические свойства почвы; дыхание, общее'количество почвенных микроорганизмов и беспозвоночных, нитрифицирующую и целлюлозоразрушающую способность 'почвы. Подтверждено существование тесной .положительной "связи между основными биологическими свойствами почвы и содержанием в ней органического вещества.

6.: Предложен расчетный метод прогнозирования баланса и режима органического вещества интенсивно используемой дерново-подзолистой -почвы. Сравнение расчетных моделей гумусового баланса с фактическим балансом органического вещества в четырех экспериментальных севооборотах показало высокую точность ¡предложенного метода,

7. Сравнение урожаев, полученных в плодосменном и зер-ноиропашном севооборотах при принятых системах удобрения и обработки'почвы'не выявило достоверных различий в их абсолютном уровне, однако по химическому составу и обеспеченности одной кормовой единицы протеином ■плодосменный севооборот значительно превосходит зернопропашной.

8. Применение высоких доз минеральных удобрений на хорошо гумусированных почвах обеспечивает более высокую их окупаемость. Повышение содержания гумуса в почве в 2— 3 раза для зерновых культур приводит примерно к удвоению величины окупаемости урожаем единицы МРК.

9. Регулирование баланса органического вещества в интенсивно используемой дерново-подзолистой 'Почве является вполне рентабельным и экономически выгодным мероприятием. Однако существующая -методика расчета экономической эффективности не учитывает долгосрочного влияния органического вещества на плодородие почвы.

• Л Предложения Производству : ' / ' •

1. Наряду с подсчетом баланса азота, фосфора и калия в пахотных интенсивно используемых »почвах необходимо обязательное : составление гумусовых балансов согласно ттреоло-женного (расчетного) метода прогнозирования баланса органического вещества дерново-подзолистой почвы.: , . ; .: л

■-.< . 2. Поскольку, устойчивые максимальные урожаи при ¿внесём •'•нии высоких доз минеральных удобрений возможны. только^ при одновременном достаточном обеспечении почвы органиче . ским веществом, тотакне дозы-следует в первую очередь вносить на хорошо окультуренных ' почвах с бездефицитным ба-; лансом органического .вещества!'*' . -V ; ■

Список работ, опубликованных по теме диссертации ■

■ I. Биологические свойства дер ново-под золи стой почвы при ежегодном применении удобрений в севообороте. В-сб. «Биологические основы повышения урожайности сельскохозяйственных культур». М., 1974, вып. 2. (в соавторстве). \;

2. Биологические свойства дерново-цодзолистой лочвы как показатель эффективного -плодородия. Доклады ТСХА,.вып. 209, 1975, (в соавторстве). •

3. Эффективность ^минеральных удобрений в связи с обеспечением, дерново-подзолистой почвы органическим веществом. Известия ТСХА," вып. 5, 1975 (В соавторстве). .

Объем I1/« П- л.

Заказ 1629.

Тираж 150

Типография Московской с.-х. академии им. К, А. Тимирязева 125008. Москва А-8, Тимирязевская у л,, 44