Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ И ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ ОСНОВНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ И ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ ОСНОВНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ"



На правах рукописи

Сушков Виктор Петрович

ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ И ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ ОСНОВНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 06.01.01. - Общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных неук

Курск 2004

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Белгородский научно - исследовательский институт сельского хозяйства РАСХН

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук С.В.Лукин Научный консультант: кандидат сельскохозяйственных наук

С.И.Тюпонов

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

А.С.Акименко

Доктор сельскохозяйственных наук, профессор Г.И.Уваров

Ведущее предприятие: Курская государственная сельскохозяйственная

академия имени профессора И.И.Иванова

Зашита состоится «28» апреля 2004 г. а 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 006.016.01 при Всероссийском научно -исследовательском институте земледелия и защиты почв от эрозии РАСХН.

Просим отзывы в двух экземплярах присылать по адресу: 305021, г.Курск, ул. К.Маркса, 70-6, ГНУ ВНИИЗиЗПЭ.

С диссертацией можно ознакомиться а библиотеке ГНУ ВНИИЗиЗПЭ. Автореферат разослан «24» марта 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

М.Г.Агаркова

Актуальность исследований. Основными факторами, влияющими на урожайность сельскохозяйственных культур, являются: плодородие почв, погодные условия и уровень применения удобрений. Для условий Белгородской области имеются конкретные рекомендации по удобрению сельскохозяйственных культур в зависимости от уровня плодородия почвы (Акулов, 1992; Богомазов, 1994; Анисимов и др., 2001). Однако за последние 10 лет применение минеральных удобрений резко сократилось, что характерно для всего земледелия России (Иванов, 2003). Например, в Белгородской области в 1986...1990 гг. на гектар посевной площади применялось 180 кг минеральных удобрений, а в 1997...2001только 38,7 кг. Это связано со стремлением «сэкономить» за счет удобрений, занимающих большой удельный вес в структуре затрат. При этом величина урожайности сельскохозяйственных культур на 40% определяется естественным плодородием, на 20 % погодными условиями и на 10% уровнем использования удобрений.

При интенсивном земледелии вклад факторов в формирование урожая радикально меняется, лишь 10% урожая формируется за счет естественного плодородия почв н столько же за счет погодных условий. Вместе с тем,' величина урожая на 30% зависит от уровня применения удобрений (Ладонии, Милащенко, 2001).

Количественная оценка вклада этих факторов на региональном уровне позволит повысить -точность прогноза урожайности основных' сельскохозяйственных культур, что крайне важно для стабильного развития агропромышленного комплекса на современном этапе;-Кроме того, возникла необходимость агроэкономич ее кого обоснования - уровней' применения удобрений в севооборотах. Поэтому данные вопросы являются актуальными для многих областей России н в частности для Белгородской области.

Цель и задачи исследований. Цель.' исследований дать агроэкономическое обоснование уровней удобренности-по их влиянию на урожайность культур и плодородие почв; установить закономе^^сти.

ЦКБМСХА

летарвтуры

влияния погодных условий и удобрений на урожайность сахарной свеклы, кукурузы на силос и озимой пшеницы в Белгородской области. В процессе работы решались следующие задачи:

-изучение эффективности применения минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры;. . .

- агроэкономическая оценка уровней- удобренностн в интенсивных звеньях севооборота; -

•анализ изменения плодородия почв, на территории Белгородской области за последние 20 лет;

•оценка влияния погодных факторов и удобрений на-урожайность сельскохозяйственных культур;

-разработка математических моделей, позволяющих с достаточной точностью прогнозировать урожайность сельскохозяйственных культур.

Научная новизна. Впервые для; условий Белгородской области на основе анализа результатов полевых исследований, статистических материалов изданных агрохимического обследования почв разработаны математические модели,, позволяющие с достаточной- точностью -прогнозировать урожайность сельскохозяйственных культур, как в разрезе агроклиматических районов, так и в целом для области. -

Практическая значимость работы. Полученные результаты дают возможность на ранних этапах развития культур прогнозировать их урожайность и валовые сборы в условиях Белгородской области, что важно для оперативного: принятия управленческих решений в целях устойчивого развития агропромышленного комплекса области. Основные положения, выносимые на дяшитуг • закономерности изменения основных, агрохимических показателей плодородия почв на протяжении 1980-2000 гг;

-агроэкономическос обоснование уровня « применения? удобрений. в интенсивных звеньях севооборота;

А**.л». ** ^'

-------^^»Г^г „

- математические модели, позволяющие прогнозировать урожайность озимой пшеницы, сахарной свеклы и кукурузы ■ на силос в условиях Белгородской области.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 5 работах.

Апробация работы. Результаты работы обсуждались на областных научно-практических конференциях и на VII Международной научной конференции «Биосфера и человек» (Пенза, 2003).

Стпук-тура н объем диссертации. Работа состоит из введения, 8 глав, выводов, предложений производству, списка используемой литературы, приложения. Она изложена на 117 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц, 17 рисунков, 11 приложений. Список использованной литературы включает 153 источника, из них 7 на иностранном языке.

Содержание работы 2. Условия и методы проведения исследований В работе проанализированы материалы областного комитета государственной статистики за 1980.. .2000 г.г. по урожайности сельскохозяйственных культур и применению удобрений. Использованы материалы комитета по гидрометеорологии за зги же годы, данные агрохимического обследования почв, результаты полевых стационарных опытов.

При проведении сплошного агрохимического обследования, объединенная почвенная проба отбиралась из пахотного слоя (0-25 см) с площади 20 га. За цикл агрохимического обследования отбиралось и анализировалось около 80 тыс. проб. В почве определяли: органическое вещество по методу Тюрина в модификации ЦИНЛО (ГОСТ 26213-93), подвижные соединения фосфора и калия по методу Чирикова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26204*91), рН солевой вытяжки.методом ЦИНАО (ГОСТ 26483-85).

В работе проанализированы и обобщены материалы агрохимического обследования^а четвертый (1984...1989 гг.), пятый (1990.1., 1994 гг.) и шестой (1995... 1999 гг.) циклы.

Представленные в работе данные по урожайности сельскохозяйственных культур, дозам применяемых удобрений, а также агрохимические показатели являются средневзвешенными значениями.'Для-математической обработки материала использовалась программа ЭТАТ-ВИУА.

Экспериментальные исследования проводились в течение 1992... 1994 гг. и 1997...1999 гг. в полевом стационарном опыте, расположенном в Белгородском районе (юго-западная часть лесостепной зоны России). Почва опытного участка • чернозем типичный среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый на лессовидном суглинке. Содержание в пахотном слое гумуса составляет 5,2%, подвижного фосфора (по Чирикову) — 53 мг/кг, обменного калия - 107 мг/кг, рН({Ш>)-бД

Исследования проводились в звене озимая пшеница - сахарная свекла -кукуруза на силос зернопаропропашного севооборота. Изучалось влияние на урожайность озимой пшеницы, сахарной свеклы, кукурузы на силос трех уровней удобренности почвы. Повторность вариантов — трехкратная. Размер опытной делянки -120 м:. Минеральные удобрений в опыте вносились под основную обработку почвы. В качестве способа основной обработки почвы под сахарную свеклу и кукурузу применялась вспашка на глубину 30...32 см, под озимую пшеницу - поверхностная обработка на глубину 10...12 см. Агротехника возделывания культур - общепринятая в зоне.

3. Эффективность минеральных удобрений в звене севооборота «озимая пшеница - сахарная свекла - кукуруза на силос» Погодные условия в годы исследований были благоприятными для получения высоких урожаев озимой пшеницы. Лаже без использования удобрений урожайность зерна в среднем за 2 ротации составила 3,40 т/га (табл.1). Использование дозы удобрений Н^Р^Кьо приводило к увеличению урожайности в среднем на 15,0%. Увеличение её в два раза оказалось не

7 ...

эффективным. Окупаемость 1 кг минеральных удобрений зерном при лозе МюРмКбо составляла 3,2 кг или 3,8 кормовых единицы. При её удвоении окупаемость снижалась до 2,2 кг. Опенка энергетической эффективности возделывания озимой пшеницы, проведенная по методике ВНИИЗнЗПЭ В.М. Володин и др. (1999)," позволяет заключить, что без использования удобрений на каждую единицу затраченной антропогенной энергии в урожае основной и побочной продукции О1нмой пшеницы .аккумулировалось энергии в 13,3 раз больше. При использовании дозы удобрений Н^РооКю показатель энергетической эффективности снижался до 103, а при увеличении ей до МюР]гоК];;> - до 7,9.

Без использования удобрений в среднем за две ротации урожайность корнеплодов сахарной свеклы составила 21,0 т/га. При внесении . урожайность увеличивалась на 75,7%, а при дозе М^Р^К^о - на 94,3%. Окупаемость 1 кг минеральных удобрений прибавкой урожайности корнеплодов при дозе К^Р^К^ составила 58,9 кг, что эквивалентно 15,3 кормовым единицам; Увеличение дозы до М^оРиоК^» приводило к существенному снижению* окупаемости ' Г * кг удобрений прибавкой урожайности корнеплодов. Биоэнергетическая оценка эффективности технологий. возделывания сахарной свеклы, ' показывает, что' без использования.удобрений на каждую затраченную единицу антропогенной энергии в урожае аккумулируется 11,6 единиц энергии, при до!е удобрений ЫчоР^Кэд - 9,4 единицы, а при дозе М|(йР|8оК|М-всего 7,7 единиц.

В среднем за две ротации; даже без применения удобрений, урожайность зеленой» массы кукурузы была достаточно - высокой - 29,5 т/га. При' использовании удобрений'в дозе ЫтоРгоКто урожайность'увеличивалась' на' 25,4%, а'при* внесении-Ы|4гР|4«Кю — на 44,4%. Окупаемость 1 кг минеральных удобрений прибавкой" урожайности зеленой массы' кукурузы при дозе М?!>Рк>Кл) составила 35,7 кг, что эквивалентно'7,1 кормовым единицам. При увеличении дозы удобрений в два раза окупаемость кг удобрений снижалась незначительно. Без использования удобрений

энергетическая эффективность составила 10,1, при дозе удобрений МтсРтоКю она снижалась до 6,0, а при дозе ЫцоРцоКцо- до 5,5.

Таблица 1

Эффективность применения удобрений под сельскохозяйственные культуры

Доза минеральных удобрений Урожайность, т/га Прибавка урожайности, т/г» Окупаемость удобрений прибавкой урожайности, кг/кг Энергетическая эффективность, ГДж/ГДж

N Р;0* К]0 I ротищ» 19921994 гг. 11 ротация 19971999 гг. в среднем

Озимая пшеница

0 0 0 3,80 2,99 3,40 - 13,3

40 60 60 4,12 3,70 3,91 0,51 3.2 10,3

80 120 120 4,20 4,00 4,10 0.70 2,2 7,9

Сахарная свекла

0 0 0 22,0 20,0 21,0 - - 11,6

90 90 90 34,6 39,2 36,9 15.9 58,9 9.4

180 180 180 40,1 41,4 40.8 19,8 36.7 7,7

Кукуруза на силос

0 0 0 32,3 26,7 29,5 - - 10,1

70 70 70 37.9 36,4 37.0 7.5 35,7 6,0

140 140 140 44.0 41,1 42,6 13.1 31.2 5,5

Продуктивность пашни по сбору кормовых единиц на первом уровне удобрснности повысилась на 40%, на втором — более чем наполовину, а в энергетическом выражении соответственно на 40,0 и 67,0 % (табл. 2).

С повышением уровня, удобренности увеличивалась и стоимость произведенной продукции, Однако увеличение затрат опережало прирост продуктивности. Так, на втором уровне удобренности они были большими по сравнению с неудобренным вариантом в 2,2 раза в денежном и почт в 2,5 раза в энергетическом выражении, что обусловило снижение энергетической эффективности и уровня рентабельности. Доля затрат на; приобретение и внесение удобрений в структуре всех денежных затрат состав ила 20,5% на первом уровне удобренности и 32,5% . на втором (по отношению к неудобренному варианту соответственно 36 и 72%).

Таблица 2

Продуктивность и энергетическая эффективность эвена «озимая пшеница—сахарная свекла - кукуруза на силос» в зависимости от уровня удобренности, на 1 га (среднее за 1992... 1994 и 1997... 1999 гт.)

Дота удобрений, юг/га Выход Затраты энергии, ГДж Энергетическая эффективность, ГДж/ГДж

N Р] 0( К* О кормовых единиц, т перевари* ваемого протеина, т энергии. ГДж

0 0 0 7.2 0,404 120,2 9,45 12,7

67 73 73 10г08 0,538 168,1 17.82 9.4

133 147 147 11,18 0,593 201,3 23,49 8,6

По показателям эффективности первый уровень удобренности предпочтительней второго, а сравнение с неудобренным вариантом не имеет смысла, так как при этом заведомо не соблюдается один из основных законов земледелия - закон возврата. Положительный баланс фосфора имел место уже на первом уровне удобренности; а положительный баланс калия и практически бездефицитный баланс азота - только на втором. Баланс азота под озимой пшеницей был отрицательным на всех вариантах опыта, тго объясняется высокой урожайностью этой культуры и сравнительно невысокими дозами удобрений.

Таким образом, применение минеральных удобрений обеспечивает существенный прирост в сборе растениеводческой продукции. Внесение в среднем на 1 га севооборотной площади дозы ^РтэКт» экономически оправдано и обеспечивает положительный баланс фосфора, практически бездефицитный баланс калия и баланс азота с интенсивностью 65%.

4. Оиенка метеорологических показателей, используемых для прогноза урожайности > -Анализ показал, что использовать для прогноза урожайности сельскохозяйственных культур только; погодные факторы (температуру, количество осадков;; ГТК)-без .учета уровня применения удобрений, не целесообразно в силу их достаточно слабого влияния на продуктивность культур в рассматриваемые годы. Как показали расчеты, из погодных; факторов на урожайность культур в наибольшей степени влияют; количество осадков за май, июнь или июль н ГТК за эти же месяцы. Однако поскольку изменение величиныТТКв основном определяется изменением количества выпавших осадков, то при регрессионном анализе эти два показателя можно использовать с равным успехом. В дальнейшем, при расчетах использовались данные по количеству осадков за месяц.

5- Закономерности изменения плодородия почв -Важнейшим показателем плодородия почв является содержание гумуса. Практически все исследователи отмечают развитие процессов дегумпфикзшш при распашке и использовании почв в сельском хозяйстве {Ахтырцев, Соловиченко, 1984; Акулов, 1992; Щербаков, Васенев, 1996). Однако процесс относительно быстрого снижения запасов органического вещества за счет его минерализации происходит до определенного предела. Это минимальное содержание гумуса в почве представляет собой «скелетную» часть органического вещества, которая трудно минерализуется даже при* создании благоприятных условий. Подтверждением данному выводу служат данные агрохимического обследования за-1984....1999 гг., свидетельствующие о стабилизации содержания гумуса в пахотном слое почв области на уровне 4,9 % (табл. 3),

Таблица 3

Средневзвешенные показатели агрохимического состояния пахотных почв

Белгородской области по циклам обследования

^Показатели Циклы Подвижный фосфор, мг/кг Обменный калий, мг/кг Органическое вешество, % Обменная кислотность, рН,Ы|

I агроклиматический район

IV 109 119 5.1 5.7

V 127 117 5.0 5.7

VI 133 119 5.1 5,7

П агроклиматический район

IV 101 ! 132 4,8 6,0

V 116 | 130 4,7 6,0

VI 130 | 131 4,8 6,0

В среднем по области .

IV 103 128 4,9 5.9

V 120 126 4,8 5,9

VI 131 127 4,9 5,9

В течение четвертого и пятого циклов обследования дозы вносимых органических удобрений в зернопропашных севооборотах были близки к научно обоснованным, соответственно 7,5 и 6,7 т/га, а баланс гумуса был близок к бездефицитному. В шестом цикле органических удобрений вносилось в среднем по 3,4 т/га, и при этом формировался отрицательный баланс гумуса. Однако промежуток времени в пять лет недостаточен для того, чтобы современными методами зафиксировать достоверное снижение содержания гумуса в почве.

Одним из основных факторов почвенного плодородия, существенно влняюшнм на формирование урожайности культур, является кислотность почв. За последние три цикла агрохимического обследования не отмечалось увеличения площади кислых почв и повышения средневзвешенной величины рН. Стабилизация кислотности, видимо, связана с существенным сокращением применения физиологически кислых удобрений и снижением выноса кальция с урожаем сельскохозяйственных культур.

В течение четвертого, пятого и шестого циклов агрохимического обследования средневзвешенное' содержание обменного калия было стабильным и находилось на оптимальном для большинства сельскохозяйственных культур уровне - 128...130 мг/кг. Баланс калия в земледелии области был отрицательным даже в годы с наиболее высоким уровнем внесения удобрений (четвертый цикл), однако прямая связь между балансом калия в земледелии и содержанием его обменных форм в почвах отсутствует (Рудай, 1985; Чендев, Лицу ков, 1997). Стабильность данного показателя, вероятно, обусловлена очень высоким содержанием общего калия в черноземах (2.0.. .2,3%) и наличием динамического равновесия между различными его формами в почве.

Средневзвешенное содержание подвижного фосфора в почвах на протяжении последних трех циклов увеличилось с 103 до 131 мг/кг Изменение величины этого показателя в соответствии с принятой в России градацией почв происходило в пределах одной группы 101...150 мг/кг, которая характеризует содержание данного элемента как повышенное. В течение четвертого и пятого циклов интенсивность баланса фосфора в земледелии области была в пределах 150...200 %, а в шестом цикле данный показатель снизился до 80 %. Незначительный отрицательный баланс фосфора, сложившийся в последние годы, пока не привел-к снижению содержания подвижных форм этого элемента в почве. . ,

Относительная стабильность основных агрохимических показателей почв области в течение последних двадцати лет позволяет не учитывать фактор плодородия при прогнозировании- урожайности

сельскохозяйственных культур и ограничиться лишь наиболее динамично изменяющимися факторами: уровнем применения удобрений и погодными условиями.

6. Влияние удобрений м погодных условий на урожайность озимой пшеннцы

Урожайность озимой пшеницы за исследуемый период изменялась в пределах 1,81 —3,89 т/га, а уровень применения минеральных удобрений -38....216 кг д.в/гэ (рис.1). Максимальная урожайность была достигнута в 1993 г, когда под эту культуру вносилось в среднем по области NuP)|Ku. Минимальная урожайность отмечалась в 19SI г. (1,84 т/га) и 1984 г (1,81 т/га), при этом дозы вносимых удобрений составляли N*|P16Ku и NîoPjjKj», а количество выпавших осадков в мае было в два раза ниже нормы.

В условиях Белгородской области прослеживается прямая линейная связь (R=0,56) между дозами азотных удобрений и урожайностью ознмой пшеннцы (табл.4, уравнение 3). Однако достаточно надежный прогноз урожайности данной культуры, используя только информацию о внесении азотных удобрений, дать нельзя. Надежность прогноза существенно повышается, если наряду с данными о применении азотных удобрений используются данные о количестве выпавших осадков за сентябрь (период сева и появления всходов) (табл. 4, уравнение 1). С увеличением количества осадков за сентябрь и доз азотных удобрений урожайность пшеницы повышается. В целом для области достаточно точно (R*0,S2) можно прогнозировать урожайность пшеницы, зная уровень применения азотных удобрений и количество выпавших осадков за май. Расчеты по уравнению 2 показывают, что максимальная урожайность пшеницы может быть достигнута при дозе азотных удобрений - 68 кг/га и количестве майских осадков - 67 мм (табл. 4). Уменьшение или увеличение данных оптимальных параметров приводит к снижению урожайности. Тот факт, что на урожайность озимой пшеницы в большей степени влияют условия увлажнения в сентябре (период появления всходов) и мае (период от выхода в трубку до колошения) подтвержден исследованиями Е.К. Занозе (1987), ИЛ- Коновалова (2000).

Использование при прогнозе урожайности данных о применении доз фосфорных или калийных удобрений не приводит к повышению нааежности прогноза, поскольку в условиях области урожайность пшеницы определяется в первую очередь азотными удобрениями. Содержание подвижного фосфора и обменного калия в почвах области находится практически на оптимальном для развития пшеницы уровне, а содержание азота находится в первом минимуме.

Годы

\ ■ I + .

■« урожайность лкнмятренда

Рисунок 1, Динамика урожайности озимой пшеницы

Таблица 4

. Математические модели,- отражающие влияние удобрений и месячной суммы осадков на урожайность озимой пшеницы

№ * ' ■ -I Л

п/п Уравнение ретрессии Я

1. У* 0,084Ы - 0,0007Ыг + 0,0002м0< 0,74

2. У--2,168+0,105Ы + 0,0680« - О.ОООвЫ1 - 0.00050«1 0,82

з; • У=*1,72 + 0,0219М ' 0,56

В уравнениях регрессии: У - урожайность озимой пшеницы, т/га; N ~ доза азотных удобрений, кг д.в./га; Ос. О» - количество, осадков, соответственно за сентябрь и май, мм; К— коэффициент корреляции.

. 7. Влияине удобрений м погодных условий на урожайность сахарной свеклы

В течение 1980. ..2000 гг. урожайность сахарной свеклы изменялась в пределах 11,6...31,5 т/га, при этом уровень использования минеральных удобрений был в пределах 157...536 кг действующего вещества на гектар посевной площади (рис.2). Наиболее высокая урожайность 31,5 т/га была достигнута 19В9 г при внесении в среднем дозы N■ иРI »Кт- Наиболее низкая урожайность 11,6 т/га была зафиксирована в 1981 г. при внесении М[78р»|К|)ь Причина низкой урожайности свеклы в очень засушливых условиях мая и июня. ГТК этих месяцев составил 0,4 при среднемноголегней норме 1,0.

Годы

—♦—урожайность Л*ння тренда

Рисунок 2. Динамика урожайности сахарной свеклы

В условиях Белгородской области прослеживается не очень сильная прямая линейная связь (И.=0,б2) между дозами азотных удобрений и урожайностью сахарной свеклы (табл. 5, уравнение 4), Увеличение доз азотных удобрений приводило к увеличению урожайности.

Таблица 5

Математические модели, отражающие влияние удобрений и месячной суммы осадков на урожайность сахарной свеклы

X» п/п Уравнение регрессии Я

1. У=36,2-20^Р-0,0140мг +0,000бы0м 0,76

2. У=15,7Р + 0,3680„ + 0,000 И^-0,372РО_ 0,82

3. У-0,81 + 0,0009М"— 0,003 5ЫО, - 0,384РО„ 0,68

4. У=0,224М + 18.52Р—0,239ЫР 0,62

В уравнениях регрессии: У - урожайность сахарной сеемы, т/гец N — доза азотных удобрений, кг деУга; Р - отношение Ьош азотных удобрений к сумме фосфорных и калийных удобрений( №{Р ♦ Ю); О, - количество осадков, соответственно за май,

июнь, июль, .а«: /? - коэффициент корреляции,

В минеральном питании сахарной свеклы большое значение имеет соотношение элементов в применяемых удобрениях. Существенное превалирование азота над фосфором и калием приводит к ухудшению структуры урожая (увеличению доли ботвы по отношению к корнеплодам) и ухудшению технологических качеств корнеплодов. Расчеты по всем моделям таблицы 5 показывают, что наиболее высокая урожайность данной культуры достигается при отношении азота к фосфору и калию 1:1:1. Изменение этого соотношения до 1:0,5:0,5 сопровождается уменьшением урожайности. Достаточно надежный.прогноз урожайности данной культуры можно дать, зная уровень применения минеральных удобрений и количество осадков за май и июнь (табл. 5, уравнения 1, 2). В условиях Белгородской области оптимальное количество осадков, выпадающих за май, для свеклы составляет 50 мм, отклонение от этой величины в обе стороны, как показывают расчеты по уравнению 1 таблицы*5~снкжает урожайность. Продуктивность свеклы линейно зависит от количества осадков, выпавших в июне. Максимальная урожайность достигается при максимальном количестве осадков (119 мм). Использование для прогноза урожайности данных о количестве осадков за июль или август не приводит к повышению его точности.

Наиболее целесообразно для прогнозирования урожайности сахарной свеклы в целом на территории Белгородской области использовать данные по применению минеральных удобрений и количеству осадков выпавших в июне (табл. 5, уравнение 2).

8. Влияние удобрений и погодных условий на урожайность кукурузы на силос В течение исследуемого периода урожайность кукурузы на силос изменялась в пределах 10,8....32.9 т/га, а уровень применения минеральных удобрений изменялся в пределах 19,5...241,0 кг д.вУга. Максимальная урожайность данной культуры отмечалась в 1989 г. - 32,9 т/га. Доза удобрений, внесенных под кукурузу, в этом году в среднем по области составила N91 Минимальная урожайность (10,8 т/га) отмечалась в

1994 г. при внесении дозы КюР^К] и в 1999 г. (11,0 т/га) при внесении М|}Р4К}. В 1994 и 1999 гт. величина ГТК июля была существенно ниже нормы соответственно 0,4 и 0,7 (рис. 3).

Годы

—урожайное?* """'геши* тренд*

Рисунок 3. Динамика урожайности кукурузы на силос

В условиях Белгородской области прослеживается достаточно тесная прямая линейная связь (К-0,73) между дозами азотных удобрений и урожайностью зеленой массы кукурузы. (табл. б, уравнение 4). Поэтому достаточно надежный прогноз урожайности данной культуры можно дать, зная уровень применения азотных удобрений.

,.-,,., ... Таблицаб

Математические модели, отражающие влияние удобрений и месячной

суммы осадков на урожайность кукурузы на силос

№ '-'■"'- Уравнение регрессии '

п/п Л

1. У= 14,62 + 0, ИЫ-О,00090м1 0,81.

2. . У=0,255Ы,+ 0,19Ю„- 0,0019м0 0,78

3. У=13,0 + 0,0019ы0„ 0,78

4. У™ 12,94 + 0,126Ы 0,73

В уравнениях регрессии: У - урожайность зеленой массы хугурузы. т,'га; N - докз аотных удобрений, ¡и 0«, От О■ - количество осадков, соответственно за май,

июнь, ию гь. ми; Л - коэффициент корреляции.

При учете совместного влияния на урожайность кукурузы доз удобрений и количества осадков замесяц (май-июль) надежность прогноза повышается. Положительное влияние азотных удобрений на урожайность проявляется во всех'уравнениях регрессии (табл. б, уравнения 1-4). Урожайность зеленой массы кукурузы возрастает с увеличением лоз азотных удобрений вплоть до уровня 120 кг/га. Заслуживает внимания' факт отрицательного влияния количества осадков за май на урожайность кукурузы (табл. 6, уравнение 1). Одна из причин в том, что между количеством

майских и июльских осадков обнаружена отрицательная связь (г"-0,3б), а

. ..)

осадки июля имеют решающее значение в формировании продуктивности кукурузы.

Для предварительного прогнозирования урожайности кукурузы в масштабах области целесообразно использовать данные по применению

азотных удобрений под эту культуру и уравнение 4 (табл. 6). Более точный прогноз можно дать, используя данные по применению удобрений и количеству осадков за май, июнь или июль (табл. б, уравнение 2).

Выводы

1. В полевых исследованиях установлено, что увеличение доз минеральных удобрений, применяемых под озимую пшеницу и сахарную свеклу, соответственно более N<0 (V, К«, и N<<1 Рад приводит к существенному снижению окупаемости удобрений и уменьшению величины показателя энергетической эффективности. Использование под кукурузу на силос минеральных удобрений в дозах Ы?о Р?о Кц> и Ыно Рио К|«) характеризуется примерно одинаковой эффективностью, однако в целом технология возделывания кукурузы по энергетическим показателям является менее выгодной, чем технологии возделывания пшеницы и свеклы. Внесение в среднем на 1 га севооборотной площади дозы КыР^Кц экономически оправдано н обеспечивает положительный баланс фосфора, практически бездефицитный баланс калия и баланс азота с интенсивностью 65%.

2. За период с 1983 по 1999 гг. основные агрохимические параметры пахотных почв области были относительно устойчивыми. Средневзвешенное содержание гумуса стабилизировалось на уровне 4,9 %, обменного калия - 127 мг/кг, рН - 5,9. Содержание подвижного фосфора увеличилось с 103 до 131 мг/кг. Обеспеченность пахотных почв области обменным .калием и подвижным фосфором можно считать оптимальной для получения высоких урожаев большинства сельскохозяйственных культур.

3. Достаточно надежный прогноз урожайности на территории Белгородской области можно дать, основываясь на данных по применению минеральных удобрений (в первую очередь азотных) и

количестве осадков за критические периоды развития сельскохозяйственных культур.

4. В производственных условиях урожайность озимой пшеницы в основном определяется дозами азотных- удобрений. Максимальная продуктивность данной культуры достигается при дозе азота 70 кг/га. Повышение уровня азотного питания приводит к снижению урожайности. Оптимальные условия увлажнения для развития данной культуры создаются при количестве осадков за сентябрь 115 мм, за май - 70 мм.

5. Урожайность сахарной свеклы (фабричной) линейно увеличивается с увеличением доз азотных удобрений до уровня 240 кг/га. Оптимальное соотношение азота к фосфору и калню в минеральных удобрениях составляет 1:1:1. Оптимальное количество осадков в мае, необходимое для формирования высокой продуктивности свеклы, составляет 50 мм, а в июне— 120 мм.

6. Урожайность зеленой массы кукурузы возрастает с увеличением доз азотных удобрений вплоть до уровня 120 кг/га. Оптимальное количество осадков в* июле, необходимое для формирования высокой продуктивности данной культуры, составляет 120 мм.

Предложения производству

В условиях Белгородской области для прогнозирования урожайности сахарной свеклы, озимой пшеницы и кукурузы на силос рекомендуется использовать следующие математические модели:

У,оямм „„„„.ц,)"^, 168+0,105N + 0,068Он - 0,0008N: - 0,00050„г; y(Tf.^„fffr..)°:15>P + 0.368Q- + 0,0001N2-0^72PO.; yf^pprt^ 14,62 + 0,14N-0,00090м1

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Анисимов А.И., Смык A.B., Сушков В.П., и др. Проблемы эффективного использования земли. Белгород: Крестьянское дело. - 2000. -80 с.

2. Авраменко П.М., Лукин C.B., Сушков В.П. Влияние погодных условий и удобрений на ; урожайность сельскохозяйственных культур в Белгородской области// Достижения науки и техники АПК.- 2003.- Ks 3. -С. 16-18.

3. Сушков В.П., Лукин C.B. Урожайность сельскохозяйственных культур в зависимости от уровня использования удобрений и погодных условий. Материалы международной научной конференции «Биосфера и человек: проблемы взаимодействия». Пенза.- 2003. - С. 163-165.

4. Лукин C.B., Сушков В.П. Влияние удобрений и погодных условий на урожайность кукурузы в Белгородской области// Кукуруза и сорго,- 2003.-№6.- С.6-8.

5. Смык A.B., Тютюнов С.И., Лонедельченко М.Н., Акулов П.Г., Сушков В.П. и др. На пути к устойчивому сельскохозяйственному пронзводству.-Бслгород: Крестьянское дело.- 2003, - 88 с.

Сдано в набор 22.03.2004 г. Подписано в печать. 22.03.2004 Формат 60x84'/)6 Бумага офсетная. Объем 1,0усл. печ. л. Тираж ПО экз. Заказ № 96

Отпечатано в Комитете госстатистики Белгорол ул. Попова, 20

^ Т '[/

* к ' W Í.