Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние удобрений на плодородие чернозема типичного и продуктивность зернопропашного севооборота в Предуральской степи Башкортостана

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние удобрений на плодородие чернозема типичного и продуктивность зернопропашного севооборота в Предуральской степи Башкортостана"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ УДОБРЕНИИ И АГРОПОЧВОВЕДЕНИЯ имени Д. Н. ПРЯНИШНИКОВА

На правах рукописи р ^ ^БОГДАНОВ Фагим Миннигарифович

8 / НОН 1ЬэЗ УДК 631.82:631.45:633.1

\ ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ

НА ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА ТИПИЧНОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОПРОПАШНОГО СЕВООБОРОТА В ПРЕДУРАЛЬСКОЙ СТЕПИ БАШКОРТОСТАНА

(Специальность 06.01.04 — агрохимия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1993

Работа выполнена в Казангуловском опытно-производственном хозяйстве Башкирского научно-исследовательского института земледелия и селекции полевых культур в 1986—

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук Явтушенко В. Е.

Официальные оппоненты: Дерюгин И. П., доктор с.-х. наук, профессор, Адрианов С. Н., кандидат с.-х. наук.

Ведущее предприятие — Институт биологии Уфимского научного центра РАН. л .у

Защита состоится « .•/ . . » . 1993 г.

в 14 часов на заседании специализированного совета Д.020.09.01 Всероссийского научно-исследовательского института удобрений и агропочвоведения им. Д. Н. Прянишникова, 127550, Москва, ул. Прянишникова, 31, специализированный совет ВИУА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

1991 гг.

ВИУА.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета — доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Л. П. Воллейдт

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуольность_темы. Предуральская степь Башкортоствна- известный производитель сельскохозяйственной продукции. Стабильный рост урожайности сельскохозяйственных культур невозможен без сохронения и повышения плодородия почв. Интенсивное использование почв в республике привело и существенному снижению их плодородия и осложнение зкологической обстановки.

Первостепенная роль о увеличении продукции растениеводства и управлении плодородием почв принадлежит рациональным системам применения органических и минеральных удобрений.

Цель и задачи исследования/ Основной целью исследований было изучение действия минеральных и органических удобрений на агрохимические, водно-физичаскив и биологические свойства чернозема типичного карбонатного и.продуктивность зернопропашого севооборота в условиях Преду р^ья Башкортостана.

В задачу исследований входило:

- изучить, влияние различных систем удобрения на содержаний гумуса а почва;и его качестЕзнный состав; .

- выявить основные направления изменения агрохимических, агрофизических И биологических свойств почвы под влиянием минеральных удобрений, навоза и сидератов;

- установить оптимальные уровни применения удобрений,обеспечивающие высокую продуктивность аернопаропропавного севооборота и охрану окружающей среды;

- определить изменение качества урожая,выкоса и баланса элементов, питаний при различных системах удобрения;

. дать экологическую я; экономическую оценку системам удобрения в зернопаропропашои севообороте;

- установить оптимальные показатели плодородия чернозема типичного карбонатного.

Научная новизна. Впервые в условиях Предуралья степи Башкортостана выявлены положительные изменения в плодородии чернозема типичного в агрохимических,агрофизических и физико-химических его свойствах, вызванных систематическим внесением в севообороте органических и минеральных удобрений и сидеритов.

Установлено,что внесение в пару 60 т/га навоза или запашка 25 • т/га свдерата в сочетании с минеральными удобрениями стабилизировало содержание гуцуса в почва,повысило ферментативную и микробиологическую активность ее по сравнению с минеральной системой.Систематическое применение в севообороте одних минеральных удобрений снижает плодородие чернозема типичного. Определена продуктивность зерио-паропропашного севооборота при различных системах удобрения.

Практотесмя^тщшость_работы. Установлены оптимальные параметры чернозша типичного и оптимальные нормы органических,минеральных удобрений и сидерата для поддержания плодородия почв и продуктивности зернопропаиного севообота на заданном уровне.

• Ремизещя_результото^ иссл одо ваннй.

Результаты исследований использованы:

- при разработке "Научно обоснованных систем земледелия по зонам Башкирской АССР'.'Уфа, 1990 г;

- при разработке "Комплексной прогрешы повышения плодородия почв Башкирской АССР на 1990-1995 гг.", Уфа, 1990 г;

- при разработке и внедрении интенсивной технологии возделывания культур в ОПХ "Каз&нгудовское" Башкирского НИИЗкС в 1991-1992гг.

Апробация и публикация работы. -

Основные гшлокения диссертации доложены и обсуждены на республиканской научно-практической конференции (Уфа,1991),на научно-тех-

ническом совещании ШУА (Москва,1993), на Ученом совета Башкирского НИИЗиС (Уфа, 1993). По материалам диссертационной работы опубликованы 5 статей.

• Диссертация состоит из введения, б глав,выводов и предложений производству.Работа изложена на 147 страницах машинописного текета,содержит 39 таблиц,3 рисунка,17 приложений. Список литературы включает 203 отечественных и 18 зарубежных авторов.

Стационарные полевые опыты проведены в Казангуловскоы ОПХ Башкирского НИИ земледелия и селекции полевых культур. Исследования проводили на черноземах типичных карбонатных срадногуыусных среднеыощных тяжелосуглинистых,типичных для пахотных угодий в Предуральской степи Башколостана.Перед закладкой опыта почва пахотного слоя имела следующие агрохимические и агрофизические показатели: гумус (fio Тюрину) -5, 5-7,055, рНсол>-7,0-7,3,Са и Мр. ( по Шцуку)-35-40 и 2-4иг-экв/ 100 г, Р205 и KgO (по Мачигину)-4,1-5,9 и 20,4-30,4 мг/100 г,объемная масса-1,03-1,20 г/см^,полная влагоемкость-46,1-54,1!£,коэффициент структурности 2,4-2,6,коэффициент водопрочности 0,45-0,56.

■ Выполнение программы исследований осуществляли методой длительных стационарных полевых опытов в зернопаропропашном севообороте со следующим чередованием нультур:пар-озимая рожь- яровая пшеница-^ку-руза-яровая пшеница- ячмень. Проводили два блока (дозы азота и фосфора) многофакторных опытов,расположенных в одном массиве.Схемы опытов с удобрениями представлены в таблицах 4 и 5.

Дозы азотных и фосфорных удобрений изучали на 5 фонах: без удобрений,навоз 30,60,90 т/га и зеленая масса гороха (сидерат) 25 т/га. Удобрения в составе мочевины,двойного суперфосфата и хлористого калия

- б - • вносили локально-ленточным способом зерновой сеялкой СЭ-3,6 на глубину 8-10 см после предпосевной культивации, С I т навоза в почву поступало 4 кг азота,2 кг фосфора и 4 кг калия,а с I т сидерата кроме элементов питания, содержащихся в зеленой ыассе-1,5 кг симбиоти- ■ чески накопленного азота.

Сорта: озимая рожь Чу л пан, яровая пшеница-Московская 35,кукуру-эа-Коллектидаый 210,ячмень-Первенец. Агротехника возделывания- согласно зональным рекомендациям. Анализы почвы,растений и зерна выполняли по соответствующим ГОСТ,ОСТ и общепринятым методикам. Расчет баланса элементов питания выполнен по методикам ШУА и института биологии Ш РАН (Хазиев и др.,1985). Эколого-экономическая эффективность применения удобрений дана по методикам и инструкциям ШУА и ЦИНАО (1981,1990).Статистическая оценка полученных данных проведена методом дисперсионного и регрессионного анализов (Доспехов,1979).

Метеорологические условия в годы проведения опытов были различными.При среднешоголетней корме осадков sa год 426 ш шпало в198бг, -498 мм,в 1987-553,в 19Ш-Ь23,в 1989-419,в 1990-564 и в 1991г.-361ш. За вегетационный период ГШ в 1987,1988 и 1989 гг. составил,соотеат-ствечю, 0,3; 0,4 и 0,6, а в 1990 и 1991 гг- 0,9. Среднесуточная температура воздуха при среднешоголетней норме 12°С составила в 1987--11,3;в 1988-9,9; в 1989-6,6;в 1990-3,4; в 1991 -12,а°С. В 1987 и ,. 1988 гг содержание продуктивной влаги в почве было низким, а в 19891991 гг-близким к норме,что отразилось на уровне урожаев сельскохо-хяйственных культур в соответстцуюцие года.

РЕЗУЛЬТАТУ ИССЛЕДОВАНИЙ 1 ШИШИЕ УДОБРЕНИЙ НА ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА Ш1ИЧН0Г0 .

КАРБОНАТНОГО И ПРОДУКТИШОСТЬ ЗЕРНОПРОПАШНОГО CEBQ-ОБОРОТА В ПРВДУРАЛЬСКОЙ С'ГШ БА1ШЗРТ0СТА11А.

I. ГУцус и биологические свойства почвы.

Правильное применение удобрений является решающим условием регулирования содержания и состава гумуса. Анализ гуцусного состояния чернозема типичного карбонатного показал,что количественные и качественные изменения гуцуса тесно связаны с характером сельскохозяйственного использования почвы. Потери общего гумуса пахотной почвой из верхнего обрабатываемого слоя по сравнению с целинный аналогом составляет з среднем 20$, подвижного гумуса-405?, водорастворимого органического вещества-50^ относ.Снижение содержания гуцуса в верхнем пахотном горизонте почвы объясняется уменьшением поступления органического вещества и минерализацией накопленных легко разлагаемых соединений при перепашке почвы. При сельскохозяйственном использовании содержание гумуса постепенно относительно стабилизуется соответственно сложившейся агротехника,ко на более низком уровне, чем на целинном варианте.

Системы удобрения оказывают неодинаковое влияние на показатели гуцусного состояния чернозёма типичного карбонатного.Изучение содержания гуцуса в почве показало,что количество гуцуса в пахотном слое варьирует в пределах 5,85-6,28%. Сельскохозяйственное использование почвы без применения удобрений приводило я снижению запасов гуцуса' (в слое 0-30 см) в сравнении с исходным (-2,0 т/га).Следоватедьно, при экстенсивном использовании чернозема типичного карбонатного еже-■. годные потери гуцусошх веществ в среднем составляет 0,33 т/га.Несение только минеральных удобрений не предотвращает потери запасов органического вещества почвы даже вследствие роста поступления под-нивно-корневых остатков на фоне увеличивающейся урожайности сельскохозяйственных ^лыур.Применение невысоких доз навоза (30 т/га) тал-же не изменяло содержание гумуса.Наибольшее увеличение содержания гукуса обнаружено на фоне 90 т/га навоза и сочетании 60 т/га навоза и минеральных удобрений (табл.1).

Таблица I

Изменение содержания гумуса в черноземе типичном карбонатном за ротацию аернопаропропашного севооборота (слой 0-30 см)

____—_—

привита в ,шчале в конце измене- в начале в конце изме-ротации ротации нив, ротации ротации нение, П986г) П99Гг) г П986г) ^199Гг)

Вез удобрений 6,10 6,04 -0,06 193 196 -2

%0Р60К30 , 6,24 6,22 -0,02 206 205 -I

Навоз 30 т/га 6,00 6,04 +0,04 198 199 +1

Навоз 60 т/га 5,93 6,03 +0,10 196 199 +3

Навоз 90 т/га 5,65 5,96 +•0,11 193 197 +4

Сидерат 25т/га 6,00 6,03 +0,03 193 199 +1

Навоз бОт/га +

%0Р601130 6,25 6,40 +0,15 _ 206 211

Сидерат 25т/га+ ^90Р60К30 '

6,2Б 6,36 +0,08 207 210 +3

Р- I,® НСР0б »СР05 "год" =0,10$ ■ да' =о,2о$

Определение некоторых показателей микробиологической деятельности (выделение СО^.С микробной биомассы) показало,что внесение органических удобрений способствует больше^ росту биологической активности почвы по сравнению с минеральной системой удобрений (табл.2). Максимальное продуцирование микроорганизмами двуокиси углерода наблюдается при оргаио- минеральной системе удобрения. В черноземе типичном карбонатном менее одного процента органического углерода представлено углеродом микробной биомассы.

Биологическая активность почвы в отношении разлояения навоза, сидератов,продуцирования СО^, ассимиляции из образовавшихся и внесенных с удобрениями питательных веществ новых соединений,в конце концов остающихся в почве и входящих в её состав,показывает ее окуль-туренность.Изменение активности,происшедшее в результате внесения

удобрений в течение севооборота,свидетельствует об изменении почвенного плодородия.

Таблица 2

Влияние удобрений на некоторые биологические показатели чернозема типичного,1991г.

Еарианты Гу лайиль ный м у с, % водораст воримнй С лаб. Собм. с- со2 , , мг/кг почвы С микробной биомассы,% от С общ.

Без удобрений 0,067 0,026 1,14 1,75^0,10 0,63

^ЭО^О^О 0,072 0,025 1,12 1,76±0,06 0,62

Навоз 30 т/га 0,069 0,025 1,14 1,75±0,03 0,63

Навоз 60 т/га 0,072 0,026 1,19 1,76±0,13 0,63

Навоз 90 т/га 0,073 0,026 1,21 1,77±0,Ю 0,64

Сидерат 25 т/га 0,070 0,027 1,16 1,83*0,12 0,66

Навоз 60т/га+ *

К*90Р601{30 0,078 0,027 1,22 1,88*0,06 0,67

Сидерат 25 т/га+ 1,92±0,07

^бО^О 0,080 0,028 1,26 0,70

Определение ферментативной активности подтвердили выявленные закономерности в отношении влияния удобрений,на изменение гумусного состояния исследованной почвы.

Таким образом,систематическое применение в течение ротации севооборота органических и минеральных удобрений определило направление изменений параметров плодородия чернозема типичного карбонатного. Отмечается,что народу с увеличением в пахотном слое фонда лабильных . компонентов гумуса наметилась тенденция в сторону уменьшения общего содержания гуцуса в сравнении с началом ротации севооборота.Сочетание навоза (60 т/га) и сидерата (25 т/га) с минеральными удобрениями в зернопаропропаином севообороте способствовало стабилизации гуцуса в почве,повышению ферментативной й микробиологической активности чернозема типичного по сравнению с минеральной системой . удобрения.

-102. А1ТОШИЧЕСКИЕ И АГР0ХИШ4ЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧШ .

Как показали результаты наших исследований (табл.3).различные дозы органических и минеральных удобрений в севообороте оказали неодинаковое влияние на структурное состояние чернозема типичного карбонатного.Количество глыбистых фракций по вариантам опыта колебалось в широких пределах от 10 до 20%.Количество агрономически ценных фракций осталось на исходном уровне только при органо-ыинеральной системе.

Таблица 3

Влияние удобрений на структурно-агрегатный состав чернозема типичного (0-30 см), 1991 г.

Коэффициенты

Варианты ¡момером_(мм2_ -_ _ _! ___ ___

" >10 10-0,25 < 0?25 ("структур- "водопроч- ~

^хи V и,«.о I ности ности

Целина 7,3 73,9 18,8 2,8 0,76

Пар (б лет) 22,2 62,6 15,2 0,55

Исходные данные 12,8 72,6 14,6 2,6 0,48

Без удобрений 11,6 70,3 18,1 • 2,4 0,45

^оРео^о 20,5 64,9 И,6 1,8 0,64

Навоз 60 т/га+ 2,5 .

^ъсРбсРзо 11,4 71,8 ... 16,8 0,50

Сцдерат 25т/га+ ^оРбо^о ю,х 70,9 19,0 . ' . 0,58

Ухудшение структуры почвы наблюдалось в бессменном пару и при минеральной системе удобрения. Органические и минеральные удобрения оказывали заметное положительное влияние на водопрочность почвенной структуры. При внесении органических и минеральных удобрений пищевой реаим почвы существенно улучшился. Запахивание зеленой массы гороха как отдельно,так и в сочетании с И^едКзд.а также навоза в нор-, ме 60 т/га с минеральными удобрениями особенно улучшило азотное состояние почвы. (РисЛ).

Однако увеличение содержания минерального азота в почве в большей степени зависело от условий года и ввда возделываемой культуры, чем удобрений.Так,наиболее высокое содержание азота в почве обнадежено на посевах пропашной культуры-кукурузы,где процесс минерализации органического вещества происходит более интенсивно по сравнению с фльтурами сплошного посева.

Наблюдения в конце ротации севооборота (Рис.2) и расчеты'показали, что максимальное содержите нитратного аэота в метровом слое отаечено весной на паровом поле (814 кг/га) и навозно-минеральной системе удобрения (292 (сг/га), минимальное- при внесении сндерата + "90*60^0 <201 кг/га) и на делянках без удобрения (180 кг/га). Увеличение нитратов наблвдалось до глубины 80 см, что дает основания полагать, что в течение 6-летнего систематического внесения удов-рений в севообороте вымывания нитратов в грунтешв воды не происходило. .

1. 5. Г 1' 3 ♦ У ■ 7' // Ч * 1 >1 ¥ ' ■ А* : '■/Л Т*1 у :ж Т \ \ V- ' V ш /л у \ - - V

Рис. I Динамика содержания минерального азота в пахотном слое почвы ва ротацию .севооборота. 1-без удоб-> рений; 2-»д0Р60К30 ;3-60т/га навояачЛдоР^д;

: 4-25 т/га сидера?а+1»90Р60Кд0 .

Рис. 2. Миграция нитратного ааота по профилю чернозема типичного.

Пар: 1-1996 г., 2-1991г. Пашня (май,1991г.); .

3-беэ удобрений; 4- ^до^о^зо; б-навоз 60 т/ра+

4 %0Р60К30!б-с'«еРат 23т/,га + )?90Р60К30

. Под влиянием органических и минеральных удобрений содержание подвижного фосфора и исследуемой почве растет. Увеличивается также степень подвижности фосфора,хотя в карбонатной почве он находится в труднодоступном состоянии. Содержание подвижного калия в почве ва ротацию севооборота несущественно снизилось практически при всех .'■ системах удобрения. / '

Таким образом,на основании полученных данных можно заключить, что в зернопаропропашном севообороте только сочетание навоза и саде-рата с минеральными удобрениями позволяет оптимизировать содержание гуцуса,подвижных форы азота,фосфора и калия в почве, улучшить агрофизические и биологические свойства чернозема типичного карбонатного в Предуральской степи Башкортостана.

ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОПАРОПРОШШОГО СЕВООБОРОТА

Иа данных таблиц 4 и б следует,что продуктивность севооборота без удобрений составляет 21 ц/га з.е. С повышением норм навоза продуктивность непрерывно растет,достигая уровня 26 ц/га o.e. Влияние свдврата можно приравнять к действию навоаа в норме 60 т/га. 4она РбО^ЗО и WgQKjQ повышали продуктивность по органическим удобрениям до 2,9 ц/га в.е. Несение ff в дозе 30-120 кг/га обусловливало прибавку продуктивности 9 1,3-6,8 ц/га в год. Оптимальная продуктивность (30-31 ц/га а.е.) получена при внесении ^¿q-90 на Ф°нв и навоаа 60 т/га.

Таблица 4

' Продуктивность аернопаропропашного севооборота в

зависимости от доз азотных удобрений (ц/га а.ед. в год)

Варианты -555------Н5в5Г9"йав5з Навоз Сйдёрт *

удобрений ЗОт/га бОт/га 90т/га 25т/га

Бее "удобрений " 21^2 24^3 "~2М "26^5 25~0

рб0%0"^°и 23,0 25,4 27,1 28,6 27,0

Фон + Я^о 24,5 26,8 28,5 30,3 28,3

Фон + »б0 26,3 28,8 30,0 ■ 32,2 29,6

Фон + *до 27,1 29,4 -31,4 33,8 31,0

Фон + »I20 27,9 30,3 33,0 35,4 31,6

Средняя по фону 25,0 27,5 29,2 ЗГ,1 28,8

HCPqq для органических удобрений (ц/га а.ед.) * 3,2

HCPgg для минеральных удобрений (ц/га а.ед.)»2,6

Внесение фосфора в дозах 30-120 кг/го обеспечило прибавь продуктивности к фоцу »gQKgo в 0,6-6,4 ц/га а.0. в год. Экономически оправдано внесение PgQ на фоне и 60 т/га навоаа.Иаксималь-

ная продуктивность (33,1 ц/га з.е.) получена при сочетании высоких доз фосфорных (Род) и органических (90 т/га) удобрений.

Таблица 5

Продуктивность вернопаропропашного севооборота в зависимости о* доз фосфорных удобрений (ц/га а.ед. в год)

Варианты

Фоны

Без ' Навоз Навоз Навоз Сидерат удобрений ЗОт/га бОт/га. 90т/га 25 т/га

Беа"удобрчний 23^4 25~о" 25,6 ~~~24^9

*60%ГФ°Н 23'3' 25,5 27,1 28,0 27,8

Фон 4 Р30 24,7 26,7 28,2 28,6 28,6

Фон + Рад . 26,1 26,2 29,6 31,7 30,2'

Фон + Рад 26,8 29,0 30,6 33,1 31,2

Фон + Р120 27,4 29,6 31,5 34,4 32,0

Средние по фо- ^, 27,1 28,6 30,2 29,1

НСР05 для органических удобрений (ц/га е.е.)»3,5 НСр05 для минеральных удобрений (ц/га з.е.)-2,7 .

Продуктивность севооборота,выражающая общую составлялся уро- -жайности всех культур,несколько скрывает отеывчивость на испытуемые удобрения каждой отдельной культуры. Под озш^ю рожь эффективность органических удобрений была намного выше,чем действие, минеральных. Эффективность азотных и фосфорных удобрений была на одинаково низком уровне. Яровая пшеница незначительно отзывалась на удобрения из/за аасухи. К/кукува даваласущественную прибавку зеленой массы при внесении Идо^бО^О* Эффективность применения фосфорных удобрений под ячмень была близка к азотным. Последействие навоэа.на уро- . жайшсть цулмур было невысоким. Зеленое удобрение по эффективности было равноценно навозу в норке 60 т/га.

Удобрения положительно влияли на качество урожая. Навоз ц сцде-рат,особенно сошестно с минеральными удобрениями,способствовали повышению содержания протеина,вдейковкны и крахмала в зерне хлебов;

' - 15 -

Внесение навоза и сидерата обусловили близкое по значениям и высокое по уровню содержания в зерне ржи, пшеницы и ячменя протеина и клейковины. Содержание сырого протеина при навозно-минераль-ной системе в вегетативной массе кукурузы составило 17,3% или возросло на против контроля (беа удобрений).

В целом можно сказать,что качество основной продукции,подученной в вариантах с внесением средних норы навоза и сидерата о минеральными удобрениями«хорошее.

Характеристика качества урожая была бы неполной, если бы мы не упомянули о негативных последствиях, которые могут возникать при излишке вносимых удобрений или их одностороннем влиянии. Определение содержания микроэлементов по вариантам показывает,что в почве кобальта и меди было слишком много при всех системах удобрения,а марганца- в вариантах с внесением навоза 90 т/га и навоза 60 т/га +

*90Р60К30' '

Повышение подвижности микроэлементов в почве увеличило содержание цинка в аернв ячменя в вариантах Ид^^Кдд,навоз 30 и 90т/га, сидерат,навоз и сидерат шесте с КК. В соломе слишком много было железа, в вариантах с низкими урожаями- цинка.

Наиболее вредными для здоровья человека является такие загрязнители, как тяжелые металлы.Известно,что повышенное содержание свинца в растениях наблвдается при недостатке фосфора в почве. Ьюсение фосфорных удобрений повышает опасность загрязнения кадмием, сопровождающего фосфориты. Основным фактором очищения почвы является увеличение численности микроорганизмов,обеввреживащих сюими ферментами соединения этих тяжелых металлов.

Содержание тяжелых металлов в почве, зерне к побочной продукции не превышало ГЩК при всех изученных системах удобрения.

При внесении органических и минеральных удобрений шесте с ростом урожаев возрастает вынос питательных веществ, а затраты их на создание единицы продукции хотя и растут,но незначительно.

Наибольший шнос (кг/га) азота (95-97), фосфора (36-37) и калия (77-82) в вариантах с внесением 60 т/га навоза + %)Рб0%0 и 25 т/га сидерага + *90^60%0' ® зависимости от погодных условий для получения I т зерна требуется внести 25-33 кг авота, 7-II кг фосфора и 15-33 кг калия на гектар пашни, что близко к нормативным.

В нашем опыте коэффициенты использования питательных веществ из минеральных удобрений за ротацию севооборота составили: азота-25$, фосфора-13$, калия-53$. Из органических удобрений с минеральными соответственно-37-45$-, 20-215? и 73-00$.

БАЛАНС ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ В СИСТЕМЕ ПОЧВА-УДОБРЕНИЕ- РАСТЕНИЕ .

Баланс азота. Расчет баланса азота необходим не только с точки зрения оценки систем удобрения и повышения плодородия почв,но. и возможных eco потерь в результате избыточного внесения азотных удобрений. Д.Н.Прянишников (1965) считал,что для устойчивого повышения урожайности^ сельскохозяйственных культур необходимо возвращать в почву 80$ азота к выносу, у рожаем.В Предур&льской степи Башкортостана вследствие недостаточного внесения органических и азотных удобрений баланс азота пока остается дефицитным (Хаяиеви др., 1990).

Возделывание сельскохозяйственных ц/льтур а севооборотах при дефицитном балансе азота ведет к недобору урожая и. постепенному истощению запасов гумуса и общего азота ■ почве.;

Полученные данные (табл.6) свидетельствуют,что бадане азота ; отрицательный по всем вариантам.Однако,при совместном внесении средних доз минеральных удобрений с навозом или сидератами баланс азота становится благоприятным.

Таблица 6

Баланс питательных веществ > системе почва-удобрение-растение (в среднем за год, кг/га).

Варианты Аз - - —Т( 0 Т | Фасрор | Калий

баланс, + интенсивность баланса, % баланс + интенсивность баланса,% баланс + интенсивность баланса^

Без удобрений -42,4 66 -43,3 17 -42,5 40

!>90160К30 ~17»4 Навоз ЗОт/га -43,6 89 63 +13,2 -36,1 122 35 -27,0 -31,6 69 61

Навоз бОт/га -44,3 68 -28,9 50 -18,5 79

Навоз 90т/га -42,2 73 -18,8 69 -0,5 - 99

Сидерат 25т/га -36,9 71 -40,0 30 -47,4 44

Навоз 60 т/га+ ^60*30 . ~15'9 92 +25,1 138 +1,3 101

Сидерат 25т/га "♦чюГбСЙЗО ~6'5 97 +14,8 123 -27,5 72

Интенсивность баланса в этих вариантах 92-97$,т.е. почти пол- . ностью расход покрывается приходом. Во всех других вариантах приход значительно ниже расхода, интенсивность баланса низкая.

Баланс фосфора, без удобрений и при внесении одного свдерата резко отрицательный (-40-43 кг/га).Отрицательным он остается и при внесении различных норы-навоза от 30 до 90 т/га. , ., Дри внесении фосфорных удобрений в дозах 60 кг/га баланс становится положитель-* нш (+13 кг/га), а интенсивность более 100%, Наиболее благоприятным баланс становится при органо-минеральных системах удобрения (+14,&--+25,I кг/га).

Баланс калия, в основном,отрицательный,лишь при внесении 90т/га чавоэа или сочетании 60 т/га навоза о минеральными удобрениями он становится уравновешенным.При запашке одного сидерата 25 т/га отрицательное значение баланса достигает 4? кг/га,но не следует делать вывод,что дозы калия необходимо увеличивать,т.к. в типичных черно-

земах Предуралья Башкортостана содержание калия высокое, так как идеч систематическое пополнение его обменных форм из необменных.(Хазиев и др.,1990).

Таким образом,исследования баланса азота,фосфора и калия, проведенные в зернопаропропашном б-польном севообороте на типичном черноземе Предуралья Башкортостана,позволяют рекомендовать разовое внесение за севооборот навоза в норме 60 т/га совместно со средними дозами минеральных удобрений (#90^60^30' П°А возделываемые культуры, а на полях, удаленных от ферм, запашку зеленой кассы гороха (25 т/га) с минеральными удобрениями (ИддР£оКдд). При таких системах удобрения обеспечивается высокая продуктивность культур и не снижается плодородие черноземов.

ОППШАЛЬШЁ ПАРАМЕТРЫ ПОЧВЕННОГО ПЛОДОРОДИЯ .V л ЧЕРНОЗЕМА ТИПИЧНОГО КАРБОНАТНОГО .

На основании проведенных исследований выявлены агрохимические и агрофизические параметры,обеспечивающие наибольшую продуктивность сельскохозяйственных культур на черноземе типичном карбонатном.

Определяющими высылают показателя гуцусиого. состояния,плбтно-сть сложения почвы,содержания подвижныхформ фосфора я калня.эапа-сы продуктивной влаги в слое I м весной и др.

Оптимальные параметры агрохимических я агрофизических свойств почв были определены на вариантах. опытов,обеспечивапцих максимальную продуктивность севооборота,высоко« качество урожая и расширенное воспроизводство плодородия почв. . • -

Исследования показали,что л услрвиях Предуралья Башкортостана продуктивность зернопропашного севооборота на уровне 30-35 ц/га может быть достигнута при содержании в пахотном слое чернозёма типичного карбонатного гу»уса 5-6{6,подвижного фосфора 4,0-4,5 к калия 20-25 мг/100 г почвы. Другие оптимальные параметры плодородиячер-нозема карбонатного приведены ниже (та&л.7).

■ • Таблица 7

Оптимальные параметры плодородия пахотного слоя (0-30 см) чернозема типичного карбонатного тяжелосуглинистого _ _ _____

Показатели

Запасы гумуса, т/га 200-210

рНсол . 7,0-7,1

Са+ Ыр, мг-экв/100 г почвы ,4 38-40

Р20&, мг/100 г почвы 4,0-4,5

К^О, мг/100 г почвы . 20-25

Объемная масса, г/см 1,00-1,15

Пористость,& 55-57

Коэффициент структурности 2,5-3,0

Запасы продуктивной влаги в I и слое

весной, мм. 150-200

Расчеты показали,что для черноземов типичных с повышенным содержанием фосфора в пахотном слое ежегодные затраты фосфорных удобрений на накопление I ыг Р^О^ в 100 г почвы в 6-польном севообороте составляли от 22 до.34 кг на I па сверх выноса урожаем. Полученные нормативные данные по оптимальным показателям плодородия почвы и затратам удобрений на накопление фосфора в почве могут быть использованы для уточнения рекомендаций по повышению плодородия черноземов типичных Предуральской степи Башкортостана.

ЭКОЛОГО-ЭКОНОШЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ

В соответствии с Методикой (Явтушенко, Хузин,1990) оценку различных систем удобрения, изучаемых в опытах, проводили с учетом не только величины хозрасчетной эффективности (чистого дохода), но и зумыы дополнительных затрат на воспроизводство потерянного плодороден. Если, благодаря применению рациональной системы удобрения,про-иошло повышение плодородия почвы, то обвую эколого-экономическую (ффективность предлагается определить путам суммирования хозрасчет-юго дохода и стоимости питательных веществ и гумуса,накопленных в очве за определенный период.

В перспективе экономически выгодным будет считаться такая система удобрения, при которой потребуется меньше затрат энергии на единицу продукции.В связи с этим,наряду с определением эколого-эко-номической эффективности различных систем удобрения проводилась их энергетическая оценка.

Энергетическая эффективность (энергоотдача или биоэнергетический КПД) применения удобрений определялась на основе Методики ЩНАО (1981),как отношение количества энергии,полученной в прибавке урожая, и энергозатрат на применение удобрений.

В расчетах,энергия,накопленная в прибавке урокайности(продуктивность севооборота),оценивалась в мигоджоулях(ВДк). Совокупные энергозатраты на осуществление технологического процесса производства и применение I кг д.в. азотных удобрений равнялись 86,8 ВДж, фосфорных-12,6,калийных-8,3 и навоза-0,42 ВДи. В оценке эколог.о-эко-номической эффективности удобрений нормативы затрат, и стоимость продукции определяли с учетом изменения оптовых цен на удобрения и: горюче-смазочные материалы,а также существующие (на УП.1992 г. ) закупочные цены на сельскохозяйственную продукцию по данным ШХ России.

В среднем ва ротацию севооборота, с точки зрения эколого-экокомической эффективности,смешанная система удобрения с применением навоза была более выгодной (табл.8). По этой системе удобрения, приро< продуктивности был в 1,7 раза выше и эколого-экономический эффект нг 4,2 тыс.деб. больше,чем при минеральной.Применение органо-минераль-ной системы удобрения позволило стабилизировать положительный балан! гунуса.что является одним из условий дальнейшего повышения продуктивности севооборота.В то же время при минеральной системе удобрения за б лет произошло некоторое уменьшение содержания гуцуса и калия в почве. Следовательно,для восстановления содержания гумуса до

исходного уроыш (начало ротации) требуется дополнительно затратить до 750-800 руб/га.

Таблица 8

Эколого-экономнческая эффективность различных систем удобрения в севообороте (в расчете на I га)

Без удобрений %>Р6СГ30 5,9 6,5 2~7 3^8

Навоз ЗОт/га 2,2 2,4 1,5 0,9

Навоз бОт/га 4|1 4,5 3,0 1.5

Навоз 90т/га 5,2 5,7 4,4 1.3

Сидерат 25т/га 3,8 4,2 1,3 2.9

Навоз 60т/га+ 5,8

'■'эо^о^о 10,2 11,2 5,4

Сидерат 25т/га 10,8 4.1 6,7

4"59(Г60!{30 9,8

п^ Прирост . Стоимость Дополни- Чистый Эколого- Энерго-

шрианты продукт»- дополни- тельные доход, экономи- отпача шости со тельной затраты, тыс.руб. ческий м вооборота продукции т6 эффект,

ц з.е. тыс.руб. - тыс.руб.

7~9 ИД

I,6 2,9 . 6,1 2,7

7,3 2,3

9,8 2,6

12,1 8,9

II,2 8,7

В данном случае рост содержания гумуса,фосфора и калия оценивался как агроэкологическиИ потенциал,увеличивающий экономическое плодородие почвы и учитывался в расчетах эколого-экономической эффективности различных систем удобрения.И,наоборот, снижение показателей плодородия рассматривалось как фактор,уменьшающий эколого-эко-номический эффект. Величина коэффициента энергоотдачи (КЦЦ) зависела от суммы энергии,полученной с прибавкой урожая и затрат энергии на применение удобрений.Наибольший коэффициент энергоотдачи (11,1) оказался в варианте опыта с применением минеральной системы удобрения. Сравнительно низкий ЩЦ при органической системе удобрения объясняется не только меньшей прибавкой урока я,но и большей энергоемкостью применения навоза. По показателю энергоотдачи варианты с применением органо-минеральных систем (с навозом и сидератом),в связи с меньшими энергетическими затратами при равной продуктивности,предпочтение следует отдать варианту с применением сидерата.

Чтобы затраты на внесение основного удобрения сеялками были оправданы,нужно получить прибавку не менее 0,5 ц/га верна (Трапезников, 1992), В наших опытах прибавки достигали 3,3 ц/га.

Следовательно,если учесть сумцу прибавки урожая за ротацию эернопаропропашого севооборота,величину чистого дохода и эколого-экономической эффективности,а также анергоотдачи.то целесообразно : применять органо-минеральщую систему удобрения.При этом можно получить прирост продуктивности по 3-4 кг э.в. в расчете на I кг JPFK удобрений,что соответствует нормативному уровню.

ВЫВОДЫ

1. Установлено,что в процессе длительного сельскохозяйственного использования плодородие чернозема типичного карбонатного существенно изменилось.Содержание гуцуса в целинном черноземе за более чем 60-летний период распашки понизилось с 7,4 до 6,1$.

2. Органические и минеральные удобрения оказывали различное влияние на изменение плодородия почш.Систематическое применение в зернопаропропапном 6-польноц севообороте одних минеральных удобрений (WgQpgQKgQ) снижало плодородие чернозема типичного.Шесение один раз в пару навоза (60 т/га) или свдерата (25 т/га)в сочетании с'минеральными удобрениями (J^qP^qK^q) стабилизировало содервание гуцуса

в почве,повысило ферментативную и микробиологически активность чернозема по сравнению с минеральной системой удобрения. -V. . ;.

3. Под воздействием совместного внесения органических и минеральных удобрений изменились в положительную сторону агрофизические свойства чернозема типичного увеличилось количество агрономически ценных фракций (10-0,25 мм) и водопрочных агрегатов,снизились глы-бистость ( > 10мм) и плотность сложения пахотного слоя,возросла.пористость и не изменился гранулометрический состав.

4. Ежегодное внесение одних, минеральных удобрений Сдо^бС^Ьо^

S

привело к некоторое снижению содержания гумуС^н кальдая в почвен-но-поглощашцем комплексе. Увеличение содержания подвижного фосфора в черноземе типичном отмечено как при минеральной (1,9 мг на. 100 г),так и органо-минеральной (2,0-3,7 иг/IOQ г) системах удобрения.

5. Наибольшее влияние на накопление нитратов s почве в весенний период оказывают пар,затем пропашая культура-кукуруза и органические удобрения (навоз и сидераг)в сочетании с минеральными. ЕЬ-швания нитратного азота ниже верхнего метрового слоя ripn систематическом б-летнем Енесении азотных удобрений под культурами севооборота не к/явлено.Максимальное накопление нитратов в верхнем метровом слое почт происходит в паровом поле (814 кг/га),наименьшее (201 кг/га)-при снесении свдерата (25 т/га) и минеральных удобре-

яий. (f.'gop60K30>v

6. Вынос элементов питания культурами севооборота находится

в прямой зависимости от уровня урожая и применяемой системы удобрения. За ротацию севооборота, растениями использовано из внесенных ' минеральных удобрений: азота 2Ё&, фосфора-13$, калия-53^; из органических и минеральных- соответственно 37-46$, 2Ch21% и 73-605?. Для получения I т зерна з зависимости от погодных условий требуется внести на-1 га пашни от 25 до.33 нг //, от 7 до II кг P^Og и от 15 до 33 кг К^О.

7. На черноземах типичных карбонатных с пошшенным содержанием подвижных, форы фосфора и калия'в условиях неустойчивого увлажнения наибольшая продуктивность аернопаропропашного севооборота обеспечивалась при разовом внесении в 6 лет 60-90 т/га навоза и ежегодном-^бО-ЭО^бО^О^1"34 з.е.),а также сидерата 25 т/га+»60_90Рб0К30(31э.е.)

Органо-минеральная система удобрения увеличила выход основной продукции в 1,5-1,6 раза,повысила ее качество и обеспечила положительный баланс гуцуса и фосфора и уравновешенный-калия и азота в почве в сравнении с биологической системой (без применения удобрения).

8. При 6-летнем применении в севообороте навоза,сидерата, минеральных удобрений и их сочетаний избыточного содержания нитратов,тяжелых металлов и микроэлементов в почве и растительной продукции,превышающего ПДК, не обнаружено.

9. Наибольшая среднегодовая продуктивность зернопаропропашного севооборота (30-35 ц/го з.е.)в Предуральской степи Башкортостана достигается при следующих агрохимических и водно-физических показателях плодородия пахотного слоя чернозема типичного карбонатного:рН 7,0--7,I;содержание гуцуса 5,0-6,0$;содержание подвижного фосфора и калия соответственно 4,0-4,5 и 20-25 кг/100 г почвы; объемная масса 1,00-1,15 г/смтпористость 55-57%,коэффициент структурности 2,5-3,0; запасы продуктивной влаги в I м слое почвы весной 150-2(30 мм,.

10. С учетом роста продуктивности севооборота и улучшения качества урожая,*сохранения и повышения плодородия чернозема типичного эколого-экономически оправданными являются органо-минерольные системы удобрения навоз 60т/га+ %)-90^60%Э и сиДеРа1Г т/га+%0-90%0^3 При навозно-мянеральной системе удобрения прирост продуктивности был в 1,7 раза выше, а эколого-экономический эффект на 4,2 -шс.руб.больше (в ценах 1992 г.),чем при минеральной.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ . . .

На типичных карбонатных тяжелосуглинистых черноземах в условиях недостаточного увлажнения Предуральской степи Башкортостана при.широком внедрении интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур в зернопаропропашном 6-польном севообороте рекомендуется применять органо-минеральные системы удобрения с внесением один раз

в паду 60 т/га навоаа(а на удаленных полях от животноводческих ферм-25 т/га сидерата) с ежегодным внесением минеральных удобрений в дозах %0-90%0К30'Такш систеш удобрения позволяют сохранить и повысить плодородие почвы,поднять продуктивность эернопаропропашного севооборота до 35 ц/га е.е.в год, при интенсивности баланса №-92-97%, фосфора- I23-I38& и калия- 72-101%.

СПИСОК ПЕЧАТНЫХ РАБОТ БОГДАНОВА Ф.М.

1. Абдрашитов С.А, .Султангаэш Р.Н. .Богданов Ф.М.Окупаемость минеральных удобрений при различных способах внесения под яровую пшеницу. //Научные основы и практические приемы повышения плодородия почв Урала и Поволжья.Тезисы докладов.Всесоюзное химич.общество им.Д.Н. Менделеева.-Уфа,-1988.-C.II6.

2. Богданов Ф.М., Аилеттш Х.С. Эффективность зеленого удобрения и навоза на серых лесных и черноземных почвах Башкирии.// Интенсификация земледелия, в Башкирии.Сборник научных трудов.-Уфа,-1989.-С.40-45.

3. Абдрашитов С.А., Сахибгарееа A.A..Ахыетшин Х.С.,Богданов Ф.М. и др. Система применения удобрений и приемы их использования.// Научно обоснованные систеш земледелия по зонам Башкирской АССР.- Уфа.--1990.-С.73-81,

4. Богданов Ф.Ц., Ашетвшн Х.С. Сравнительная эффективность зеленого удобрения и навоза на плодородие почвы и урожай культур.// Средства химизации в интенсивных технологиях воздёлывания сельскохозяйственных культур. Сборник научных трудов.-Уфа.-1991.-С.45-50.

5. Богданов Ф.И. Влияние зеленого удобрения и навоза на урожай зерновых культур и его качество.// Качество растениеводческой продукции и его обеспечение в колхозах н совхозах Башкирии. Тезисы докладов. Республиканская научно-практическая конференция.- Уфа.-1991.- С.24. .