Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Воздействие разных систем удобрения на продуктивность звена полевого севооборота (картофель-овес-однолетние травы-озимая рожь) и на агрохимические показатели темно-серой лесной почвы Владимирского ополья

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Воздействие разных систем удобрения на продуктивность звена полевого севооборота (картофель-овес-однолетние травы-озимая рожь) и на агрохимические показатели темно-серой лесной почвы Владимирского ополья"

На правах рукописи

ТРАОРЕ Брахнма Бакар1р £ ОД

4 ДЕК IX)

ВОЗДЕЙСТВИЯ РАЗНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗВЕНА ПОЛЕВОГО СЕВООБОРОТА (КАРТОФЕЛЬ-ОВЕС-ОДНОЛЕТНИЕ ТРАВЫ-ОЗИМАЯ РОЖЬ) И НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЕМНО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ

Специальность 06.01.04 — агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 2000

Работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской сельскохозяйственной академии им. К.А.Тимирязева .

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор ДЕМИН В.А.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор ДЕРЖАВИН Л.М.

кандидат биологических наук, доцент РАКИПОВ Н.Г.

Ведущая организация - Всероссийский научно-исследовательский институт удобрений и агропочвоведения имени Д.Н.Прянншникова.

Защита диссертации состоится "18" декабря 2000 г. в 16 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 120.35.02 в Московской сельскохозяйственной академии имени К.А.Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 49.

Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Приглашаем Вас принять участие в работе совета или прислать свой отзыв в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, по адресу, указанному выше.

Ученый секретарь диссертационного совета

Автореферат разослан "1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

А»стуальность работы. Применение интенсивных технологий неразрывно связано с эффективным использованием как органических, так и минеральных удобрений, изысканием экологически безопасных приемов и систем их применения в севообороте с учетом почвенно-климатических, агротехнических факторов, определяющих их эффективность. Существуют многие модели систем удобрения. В данной работе нами описывается одна из наиболее практичных моделей. Она основана на расчете доз питательных веществ методом дифференцированного нормативного баланса на получение различных уровней планируемых урожаев высокого качества.

В этой методике учитывается обеспеченность хозяйств удобрениями и различная величина ожидаемой прибавки урожая. В этой системе есть большие преимущества, она наглядно отражает изменение агрохимических показателей почвы при ее длительном применении. Благодаря этому можно регулировать (увеличить или сохранить) естественное плодородие почвы.

Темно-серая лесная почва Владимирского ополья мало изучена в области научно обоснованной системы удобрения. Именно по этой причине расчетная система применения удобрений в этой зоне является актуальной как в теоретическом, так и в практическом плане. Использование больших потенциальных возможностей этой почвы возможно только при длительном применении удобрений.

Цель и задачи исследований. Цель проведения исследований в полевом опыте состояла в комплексном обосновании рациональных доз элементов питания для хозяйств Центрального района Нечерноземной зоны, которые имеют на сегодня различный уровень обеспеченности минеральными и органическими удобрениями. Нормы внесения элементов питания рассчитывались методом дифференцированного нормативного баланса на 3 уровня планируемой урожайности сельскохозяйственных культур в 8-польном севообороте. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1) установить влияние разных уровней насыщенности севооборота удобрениями на урожайность сельскохозяйственных культур;

2) используя расчетный метод дифференцированного нормативного баланса, установить возможность получения разных уровней планируемой урожайности сельскохозяйственных культур в севообороте;

3)провести корреляционно-регрессионный анализ и установить зависимость уровня планируемой урожайности от погодных условий при разных системах удобрения;

4) изучить изменение основных показателей качества получаемой продукции в зависимости от возрастающих норм удобрений;

5) определить величину выноса питательных веществ единицей урожая и коэффициенты их использования из удобрений и почвы;

6) определить баланс питательных веществ при разных системах удобрения и их влияние на основные агрохимические показатели (ючвы;

7) дать экономическую оценку эффективности изучаемых систем удобрения.

Объект исследований. 8-польный полевой севооборот, расположенный на опытном поле учхоза ТСХА "Дружба" Ярославской области на темно-серой лесной, среднесуглинистой, слабооподзоленной почве. Системы удобрения: минеральная - 61 кг д.в./га и навозно-минеральные - 69 и 131 кг д.в. минеральных удобрений на фоне Ют навоза в среднем на 1 га севооборота.

Научная новизна работы состоит в использовании метода дифференцированного нормативного баланса для расчета доз удобрений на разные уровни планируемой урожайности на темно-серой лесной почве Центрального района России. Показаны возможности получения достаточно высоких, стабильных урожаев хорошего качества в этой зоне при разных уровнях применяемых удобрений.

В работе приведены: анализ уровней урожайности культур севооборота и вероятность выполнения планируемой урожайности за 14 лет исследований; корреляционно-регрессионный анализ урожаев и количества осадков. Предусмотрены целенаправленные действия на изменение плодородия почвы, поэтому приведен вынос основных элементов питания единицей продукции, их баланс в севообороте и коэффициенты использования из почвы и удобрений. Показана экономическая эффективность изучаемых систем удобрения.

Практическая значимость работы. Результаты исследований, а также сама методика дифференцированного нормативного баланса, рекомендуются хозяйствам, имеющим, на сегодняшний день, ограниченную возможность применять удобрения; показана экономическая эффективность предложенных систем удобрения. Они могут быть использованы специалистами агрохимической службы, занимающимися регулированием почвенного плодородия.

Апробация работы. Материалы исследований ежегодно докладывались на заседаниях кафедры биологической и агрономической химии ТСХА в 19961999 гг., на научной конференции молодых ученых в июне 2000 г.

Производственная проверка результатов исследований проведена в условиях Ярославской области.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 разделов обзора литературы, 7 разделов экспериментальной части, выводов, предложений производству, списка литературы (219 наименований, в том числе 22 иностранных), приложений (27 таблиц). Основная часть изложена на 138 страницах машинописного текста, содержит 31 таблицу и 10 рисунков.

Место, условия проведения опыта и методика исследований. Исследования проводили в полевом, стационарном опыте (1995-1999 гг.) в учхозе "Дружба", Переславского района, Ярославской области. Перед закладкой опыта в 1986 году темно-серая лесная почва имела следующие агрохимические показатели (в слое 0-20 см): гумус (по Тюрийу) - 4,2%; рНкс1 -6,0; гидролитическая кислотность - 2,12, сумма поглощенных оснований - 20.6 мг-экв./100 г почвы; степень насыщенности почвы основаниями - 91%; среднее

содержание подвижных форм (по Кирсанову) фосфора - 9,2 мг и высокое калия - 21,5 мг/100 г почвы. Опыт развернут в пространстве и во времени, имеет 4 варианта в 4-х кратной повторности: 1) контроль (без удобрений), 2) минеральные удобрения (15N25P21K, всего 61 кг д.в. на 1 га) на первый уровень урожайности, 3) минеральные удобрения и навоз (22N39P8K + 10 т навоза в среднем на 1 га, всего 179 кг д.в.) на второй уровень урожайности, 4) минеральные удобрения и навоз (53N64P14K + 10 т навоза в среднем на 1 га, всего 241 кг д.в.) на 3-й уровень урожайности. Общая площадь делянки- 378 м2(10,8 х 35 м), учетная-100-180 м2.

Дозы удобрений на планируемую урожайность рассчитаны методом дифференцированного нормативного баланса с учетом планируемой прибавки урожая. При проведении расчетов учитывались: хозяйственный вынос питательных веществ основной и побочной продукцией, действие и последействие минеральных, органических удобрений и азота пожнивно-корневых остатков бобовых культур с использованием коэффициентов распределения элементов питания не более чем за 3 года.

Планируемые уровни урожайности культур без удобрений были откорректированы в 1989 году, исходя из полученных в 1986-1988 годах результатов, а применяемые ранее дозы удобрений - в 1992 году после проявления полного последействия от удобрений и бобовых предшественников (табл. 1).

Севооборот имеет следующее чередование культур: ячмень (Московский-3) с подсевом многолетних трав (клевер - Мурино, тимофеевка - Московская-5), многолетние травы 1 г.п., многолетние травы 2 г.п., озимая пшеница (Заря), картофель (Невский), овес (Геркулес), однолетние травы (горох - Неосыпаю-щийся и овес - Геркулес), озимая рожь (Чулпан).

Данная работа посвящена второму звену севооборота: картофель - овёс -однолетние травы - озимая рожь.

Таблица 1

Дозы минеральных удобрений в севообороте за 1994-1998 гг., кг д.в. на 1 га

Чередование культур Вариант 2 Вариант 3 Вариант 4

N р2о5 К20 N р2о5 КгО N Р205 К20

Ячмень 35 75 65 20 130 _ 20 155 40

Мн. травы 1 г.п. (сено) - - 20 - - 30 -

Мн. травы 2 г.п. (сено) 25 . 60 - - 90 -

Озимая пшеница - 60 25 30 130 60 60 180 70

Картофель - 20 35 - . - 50 - -

Овес 25 65 -

Однолетние травы (з/м) 35 45 40 20 50 55 55 -

Озимая рожь 25 - - 25 - 95 55 -

В среднем по севообороту 15 25 21 22 39 8 53 64 14

Всего ЫРК 61 69 ' 131

Из минеральных удобрений в опыте применяли аммиачную селитру, двойной гранулированный суперфосфат и хлористый калий. Навоз вносили под картофель (50 т/га) и озимую рожь (30 т/га), что в среднем составило 10 т на 1 га севооборота. Среднее содержание в навозе N - 0,4% (0,37-0,41), Р2О5 - 0,2% (0,19-0,22) и КгО - 0,5% (0,48-0,51) на сырую массу. Фосфорные, калийные удобрения и навоз вносили под культуры ярового клина под зяблевую вспашку, а азотные удобрения - весной под культивацию. Под озимые зерновые культуры 1/3 часть азота от общей дозы вносили осенью под плуг, а 2/3 давали в ран-невесеннюю подкормку.

При возделывании культур использовали технологии, применяемые в данной зоне. В процессе вегетации культур применялись рекомендованные средства защиты растений от сорняков, вредителей и болезней в условиях Центрального района России.

Учет урожая проводили сплошным методом. Урожай зерна приводили к стандартной влажности - 14%. Урожай соломы зерновых культур и ботанический состав однолетних трав определяли по пробному снопу и пересчитывали на 16%-влажность. Соотношение клубней и ботвы картофеля определяли по смешанному образцу, отобранному из 10 кустов. Отбор, подготовку, химические и технологические анализы растительных и почвенных образцов проводили общепринятыми методами, в соответствии с ГОСТом.

Математическую достоверность полученных результатов определяли методом дисперсионного анализа на 1ВМ РС с помощью программы 8ТКА2.

Рассмотрев показатели температуры воздуха и количество выпавших осадков в 1995-1999 гг., следует отметить, что годы проведения опыта сильно различались между собой по метеорологическим условиям.

1995 год был в целом благоприятный для всех культур, температура воздуха в мае, июне, августе и сентябре была на 1,6-4,8 °С выше, чем среднемно-голетние данные. Количество осадков в июне было на уровне среднемноголет-них. В 1996 году температурные показатели находились на 0,6- 2,0 °С выше средних значений. Достаточное, на уровне среднемноголетних показателей, обеспечение влагой в мае-июле позволило заложить хорошие основы будущего урожая. Выпадение двойной нормы осадков в двух первых декадах сентября затянуло сроки уборки картофеля, но положительно сказалось на посевах озимых культур. 1997 год оказался менее благоприятным: выпадение 22 мм осадков в июле (26% от среднемноголетних), 33,9 мм в августе (46% от среднемноголетних), 40 мм в сентябре (66% от среднемноголетних) отрицательно повлияло на урожайность картофеля и зерновых. Выпадение осадков на 50% больше нормы в июне способствовало только хорошему урожаю однолетних трав. В 1998 году погодные условия сложились благоприятно, равномерное распределение осадков оказало положительное действие на урожайность всех культур севооборота. Особенно надо отметить осадки за май и август, когда их выпало на 32 и 91% больше нормы соответственно. Среднемесячные температуры находились на уровне многолетних. 1999 год характеризовался сухим и жарким летом. Сред-

немесячная температура колебалась от 7,4 °С (май) до 21,3°С (июль). При этом количество выпавших осадков было намного ниже среднего, в июне сумма осадков составила всего 1,1 мм, в июле 21 мм. Большинство яровых культур, в том числе овёс и однолетние травы, имели очень плохие всходы. Поздние осадки не могли возместить этот ущерб. В связи с продолжительностью такого сухого периода у них получились низкие урожаи. Однако эти условия пагубно не повлияли на озимые культуры и многолетние травы, так как они довольно хорошо перезимовали и им сильно помогла весенняя влага. Осадки третьей декады августа и сентября продлили вегетационный период картофеля.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние расчетных систем удобрения на величину урожая культур н продуктивность звена полевого севооборота . Разработанная нами система удобрения позволила получать в течение 14 лет исследований довольно стабильные урожаи (табл. 2). По картофелю с 1995 по 1999 гг. в среднем при урожайности на контрольном варианте (без удобрений) 14,2 т/га, возрастание норм удобрений обеспечивало достоверную прибавку на каждый последующий уровень от 5,9 (вариант 2: 15№5Р21К, всего 61 кг д.в. на 1 га), 13,9 (вариант 3: 22Ы39Р8К + 10 т навоз в среднем на 1 га, всего 179 кг д.в.) до 18,3 (вариант 4: 53^4Р14К + 10 т навоза в среднем на 1 га, всего 241 кг д.в.) тонн клубней с гектара пашни. По овсу прибавка урожая от применений удобрений составила 0,5, 1,3 и 1,8 т/га соответственно 2, 3 и 4 вариантам севооборота; по однолетним травам и озимой ржи 5,4, 10,1, 14,2 и 0,5, 1,5, 2,2 т/га соответственно.

Таблица 2

Урожайность культур севооборота в среднем за годы исследований (т/га)

Культура Вариант опыта НСР0

1 2 3 4

Картофель 14,2(16.0) 15,2 20,1(22,0) 21.4 28,1(30.0) 27,7 32.5(35,0) 31,9 и> 1,7

Овес 2.1(2,5) 2,3 2,6(3,0) 2,8 3,4(4,5) 3,8 3,9(5,0) 4,1 (Ц. 0.2

Однолет. травы 16,7(17,0) 16,4 22,1(25,0) 22,1 26,8(30.0) 26,4 30,9(35,0) 29,9 -1А-1,6

Озимая рожь 2,2(2,5) 2.4 2,7(3,0) 3,1 3.7(4,0) 3.9 4,4(5,0) 4,3 М 0,2

Примечание: * - над чертой - средняя урожайность за 1995-1999 гг., под чертой - за 1986-1999, в скобках - планируемая урожайность

По всем культурам максимальная урожайность была получена при применении 2-го уровня навозно-минеральной системы удобрения (131 кг д.в. минеральных удобрений на фоне 10 т навоза на 1 га севооборота). Урожайность культур (табл.2), полученная нами на контрольном варианте опыта, показывает, что темно-серая лесная почва Центрального района по уровню естественного пло-

дородия неплохая; при хорошей организации труда и своевременном выполнении всех агротехнических приемов хозяйства могут повысить продуктивность севооборота даже без особых затрат на внесение удобрений. Однако при рациональном использовании имеющихся ресурсов в хозяйствах удобрений отдача от них получается высокоэффективной.

За 14 лет при применении одних минеральных удобрений (вар. 2) по всем культурам в 50-57% лет была достигнута планируемая урожайность и 7-35% лет выше планируемой. При 2 уровне навозно-минеральной системы (вар. 4) вероятность получения планируемых показателей урожайности и выше составила для картофеля 43 и 7, для овса 50 и 0, для однолетних трав 50 и 7 и для озимой ржи 50 и 0% лет соответственно. Обобщая все данные, получилось, что за 14 лет выполнение планируемой урожайности составило: по картофелю во 2 варианте- 100%, в 3 варианте- 90%, в 4 варианте- 85%; по овсу - 91, 79 и 79%; по однолетним травам- 82, 83 и 83%; по озимой ржи- 96, 96 и 80% соответственно.

Продуктивность севооборота без внесения удобрений (вар. 1) в среднем за 14 лет составила 3,6 т корм.ед./га. При внесении 84 кг/га минеральных удобрений (вар. 2) получена прибавка на 1,2 т корм.ед., применение ещё 126 кг д.в. (вар. 3) удобрений дало допольнительно 1,3 т корм.ед./га. Дальнейшее увеличение вносимых удобрений на 71 кг.д.в. (вар. 4) повысило продуктивность ещё на 0,9, что составило в итоге 7,0 т корм.ед./га. Окумаемость 1 кг д.в. удобрений закономерно снижалась по вариантом с 14,3 до 12,1 корм.ед., оставаясь на довольно высоком уровне. При расчете продуктивности за последние 5 лет исследований наблюдалась такая же закономерность, но окупаемость 1 кг д.в. удобрений была выше предыдущей на 11-12%. Приведенные данные (табл.3,рис.1) свидетельствуют о том, что предельная продуктивность севооборота не достигнута; значит, возможно ее дальнейшее увеличение.

Таблица 3

Продуктивность севооборота и окупаемость удобрений за годы опыта

Показатель Вариант опыта

Периоды 1 2 3 4

Продуктивность, т корм, ед. на 1 га 1995-1999 3,2 4.2 5.6 6,5

1986-1999 3,6 4,8 6,1 7,0

Прибавка продуктивности от удобрений, т корм. ед. 1995-1999 . 1.0 2.4 3,3

1986-1999 - 1,2 2,5 3,4

Внесено кг д.в. удобрений на 1 га 1995-1999 _ 61 179 241

1986-1999 84 210 281

Окупаемость 1 кг д.в. удобрений, корм. ед. 1995-1999 _ 16,4 13.4 13,7

1986-1999 - 14.3 11.9 12,1

Р

С 0 50 100 150 200 250 300

Нормы удобрений, кг. д.в./га Рис. 11.а. Продуктивность севооборота за 1995-1999 гг.

п

С 0 50 100 150 200 250 300

Нормы удобрений, кг. д.в./га

Рис. 11.6. Продуктивность севооборота за 1986-1999 гг.

Фенологические наблюдения и структурные анализы овса и озимой ржи показали, что применяемые системы удобрения практически не влияли на густоту стояния растений. Рост урожайности основной продукции зерновых культур севооборота происходил как за счет увеличения продуктивной кустистости, так и за счет увеличения числа зерен в колосе. С 1995 по 1999 год максимум их прироста отмечен в 4-ом варианте опыта. Что касается побочной продукции, то с ростом урожайности основной продукции за счет увеличения длины стебля и общей кустистости увеличивался урожай соломы, достигая наибольшей величины в 4-м варианте.

Изменение качества урожая при разных системах удобрения. При

внесении возрастающих норм удобрений происходил достоверный прирост содержания азота, фосфора и калия в основной и побочной продукции большинства культур севооборота. Таким образом, относительный прирост к контролю составил: по азоту - 8-28% - в основной продукции и 13-27% в побочной; фосфору - 5-15% и 6-20%; калию - 8-14% и 8-15% соответственно в зависимости от культуры. При этом наблюдалось достоверное повышение содержания сырого белка (табл. 4) в клубнях картофеля по всем вариантам: с 9,1% в неудобренном до 11,6% в 4 варианте (2-й уровень навозно-минеральной системы), его прирост при этом составил 2,5%.

Таблица 4

Показатель Вариант НСР05

1 2 3 4

Сухое вещество, % 24,8 24,1 23,6 22,8 0,8

Сырой белок, % на в.с.м. 9,1 9,6 10,6 11,6 0,4

Крахмал, % на сырую массу 19,0 18,2 17,4 16,4 0,8

Витамин С, мг% на сырую массу 14,2 14,6 14,9 15,2 0,5

Возрастающие дозы удобрений привели к снижению крахмалистости клубней с 19% в контрольном варианте до 16,4% при внесении 241 кг д.в. на 1 га севооборота (вар. 4). Однако вкусовые качества при этом остались на довольно высоком уровне. При этом содержание сухого вещества снижалось с 24,8 до 22,8%. Что касается витамина С, то его содержание в клубнях картофеля имело лишь тенденцию к росту. При хорошо сложившихся погодных условиях самая низкая крахмалистость часто отмечается в мелкой фракции клубней, а самая большая - в крупной (табл. 5).

Таблица 5

Содержание крахмала в клубнях картофеля по фракциям, за 1995-1999 гг. _% на сырую массу_

Вариант Мелкая фракция (Менее 50 г) Средняя фракция (50-80 г) Крупная фракция (Более 80 г)

1 18,2 19,9 20,3

2 18,0 18,8 19,4

3 16,8 17,7 18,0

4 15,9 17,0 17,4

НСР05 0,6 0,6 0,7

Повышение доз удобрений приводило к достоверному росту абсолютного содержания сырого белка в зерне злаковых культур (табл. 6). Прирост его составил в зерне овса 0,3, 0,9 и 1% на в.с.м. соответственно вариантам по сравнению с контролем, озимой ржи - 0,5, 0,9 и 1,4%.

Таблица 6

Содержание сырого белка в зерне злаковых при разных системах

удобрения в севообороте в среднем за 1995-1999 гг., % на в.с.м.

Культура Вариант НСР05

1 2 3 4

Овес 10,8 11,1 П,7 11,8 0,3

Озимая рожь 9,5 10,0 10,4 10,9 0,4

По мере увеличения вносимых доз удобрений наблюдалось достоверное повышение содержания сырого белка в зеленой массе однолетних трав (табл.7), его прирост составил 1,3%-2,7% по сравнению с неудобренным вариантом. При этом содержание сухого вещества снижалось с 19,6% (вар. 1) до 17,7% (вар. 4). Однако система удобрения практически не оказывала влияния на содержание клетчатки в зеленой массе однолетних трав. Содержание каротина в травах достоверно увеличивалось, его прирост относительно к контролю составил 16% , 27% и 37% соответственно 2, 3 и 4 вариантам. Содержание нитратов в травах и картофеле не превышало предельно допустимых концентраций. Содержание тяжелых металлов в урожае не определялось.

Рассматривая полученные результаты, мы считаем, что минеральные и навозно-минеральные системы удобрения обеспечивали не только высокую продуктивность севооборота в годы исследований, но и способствовали получению сельскохозяйственной продукции надлежащего качества (за исключением закономерных изменений в клубнях картофеля). Следовательно, они могут быть приняты для их внедрения в производство.

Таблица 7

Показатели качества однолетних трав при разных системах удобрения _в севообороте в среднем за 1995-1999 гг., на в.с.м.

Показатель Вариант НСР05

12 3 4

Зеленая масса однолетних трав

Сухое вещество, % 19,6 19,0 18,1 17,7 0,7

Сырой белок, % 12,2 13,5 14,3 14,9 0,5

Клетчатка, % 26,9 26,3 26,6 27,2 1,5

Каротин, мг/кг 21,9 25,3 27,8 30,0 2,2

Вынос основных элементов питания единицей продукции, их баланс в севообороте и коэффициенты использования из почвы и удобрений. За 5

последних лет исследований применение минеральных удобрений, рассчитанных на первый уровень планируемой урожайности, увеличило вынос азота, фосфора и калия на 1 т основной продукции с учетом побочной в среднем на 36% по отношению к контролю только у овса и у озимой ржи (табл. 8). У овса и у озимой ржи вынос азота, фосфора и калия повышался по сравнению с контролем на 5-11% и 11-21% соответственно применению первого и второго уровней навозно-минеральной системы удобрения; по картофелю и однолетним травам в пределах 0-7%. При рассмотрении 14 летних данных наблюдается такая же тенденция.

Наилучший хозяйственный баланс складывался по второму полю (табл. 9). В целом за период 1994-1999гг. баланс азота оказался отрицательным -313, -218, -141, -53 кг д.в. на 1 га соответственно 1, 2, 3 и 4 вариантам. При внесении одних минеральных удобрений (вар. 2) наблюдался отрицательный баланс фосфора, -55 кг/га или 70% к выносу. Применение первого уровня навозно -минеральной системы удобрения (69 кг д.в. минеральных удобрений и 10 т навоза в среднем на 1 га севооборота) обеспечило положительный прирост его до 112% от выноса элемента. Прирост баланса фосфора составил 99 кг/га или 132% к выносу при втором уровне навозно-минеральной системы (241 кг д.в. на 1 га). Баланс калия по всем вариантам получился отрицательный, так как такое условие создано нами с целью снизить содержание подвижного калия в почве до 18 мг/100г почвы и одновременно выяснить возможность почвы обеспечивать питание растений калием при дефиците калийных удобрений.

Вынос азота, фосфора и калия на 1 т основной продукции __ с учетом побочной, кг_

культура вариант Элемент

N Р205 К20

1995 1999 1986 1999 1995 1999 1986 1999 1995 1999 1986 1999

картофель План. 5,5 1,6 7,6

1 6,4 5,2 2,4 2,1 10,7 9,3

2 6,4 5,8 2,3 2,1 10,4 9,4

3 6,6 6,1 2,4 2,2 10,4 9,8

4 6,7 6,3 2,4 2,2 10,2 9,6

Овёс План. 30 13 29

1 28,7 27,3 14,2 13,6 24,8 24,5

2 30,5 28,9 14,6 13,8 25,7 25,8

3 31,7 30,2 14,9 14,2 26,8 27,1

4 33,9 32,3 15,8 15,1 29,5 28,9

Однолетние травы План. 2,1* 1,2 4,4

1« 2,7 2,5 1,4 1,4 4,8 4,7

1 4,0 4,0

2* 2,7 2,6 1,4 1,4 4,8 4,8

2 4,2 4,3

3* 2,7 2,7 1,4 1,5 4,9 4,8

3 4,3 4,4

4* 2,7 2,8 1,5 1,5 4,8 4,8

4 4,4 4,7

Озимая рожь План. 30 12 28

1 22,4 21,4 12,2 12,6 24,6 23,7

2 23,5 22,7 12,8 13,3 25,5 24,9

3 25,0 24,0 13,4 13,6 27,1 26,1

4 27,0 26,4 14,3 14,9 29,7 28,4

Примечание:* - вынос без учета азотфиксации бобовыми

Аналогичный баланс был составлен нами в среднем по 1, 2, 3 и 8 полям севооборота, при этом особого изменения не наблюдалось за исключение улучшения баланса фосфора. По остальным элементам отмечалась такая же закономерность, как и по предыдущему балансу по второму полю.

Амплитуда колебаний коэффициентов использования питательных элементов культурами из почвы за последние 5 лет составила: по легкогидроли-зуемому азоту 10-28% , по подвижным формам фосфора 9-12% и по калию 925%.

Хозяйственный баланс азота, фосфора, калия

на 2 поле севооборота 1994-1999гг. _

Внесено в Вынесено с Баланс Баланс, %

Элемент Вариант почву урожаем к выносу

кг д.в. на 1 га

1 52 365 -313 14

N 2 199 467 -268 43

3 501 642 -141 78

4 687 740 -53 93

1 5 154 -149 3

Р205 2 130 185 -55 70

3 285 254 31 112

4 405 306 99 132

1 25 525 -500 5

К20 2 125 623 -493 20

3 335 844 -509 40

4 345 1014 -669 34

Коэффициенты использования из удобрений по второму полю севооборота : азота 59-69%, фосфора 25-38%, калия 98-154%, а в среднем по 1, 2, 3 л 8 полям они составили 56-85%, 30-32% и 88-127% соответственно азоту, фосфору и калию. По калию получилось завышенное значение из-за несовершенства разностного метода расчета при учете количества калия, использованного растениями из почвенных запасов.

Изменение основных агрохимических показателей почвы при расчетных системах удобрения. Перед закладкой опыта содержание гумуса составляло 4,2% (табл. 10); 13 лет применения удобрений способствовало увеличению содержания этого показателя на 0,3% в 3 варианте. При увеличении норм минеральных удобрений на 62 кг д.в., содержание гумуса снижалось на 0,2% по сравнению с предыдущим, но тем не менее осталось выше уровня контроля на 0,1 %. При внесении одних минеральных удобрений содержание гумуса не изменилось. Применяемые системы удобрения не оказывали значительного влияния на кислотность почвы, сумму поглощенных оснований и степень насыщенности основаниями. Содержание подвижного фосфора изменилось с 9,4 в неудо-брекном варианте до 12,5 мг/100г почвы в 4 варианте. Это увеличение непосредственно связано с положительным балансом фосфора в севообороте. Перед закладкой опыта содержание подвижного калия находилось на высоком уровне (21,5 мг на ЮОг почвы). Мы сознательно создали отрицательный баланс калия, чтобы снизить этот уровень до 17-18 мг на ЮОг почвы.

Агрохимические показатели почвы в слое 0-20 см

(в среднем по 1, 3 и 8 полям севооборота) _

Вариант опыта Гумус, % рНы Нг | Б У,% Р2О5 | к2о

мг-экв/100 г почвы мг/100 г почвы

Перед закладкой опыта в 1986 г.

4,2 6,0 2,1 20,6 91 9,2 21,5

1998 г.

1 4,2 5,9 2,1 24,0 92 9,4 19,7

2 4,2 5,8 2,3 24,2 91 9,7 21,3

3 4,5 6,0 2,2 24,4 92 11,2 21,5

4 4,3 6,0 2,2 24,3 92 12,5 21,4

НСР05 0,1 0,2 0,2 1,0 - 0,6 1,1

Однако пока не произошло заметного снижения содержания подвижных форм калия. Это, по-видимому, происходит вследствие перераспределения форм калия в почве. Он переходит из труднодоступного в доступное для растений состояние.

Экономическая эффективность изучаемых систем удобрения. Применение второго уровня навозно-минеральной системы удобрения обеспечило увеличение выхода продукции с 3,2 т корм.ед. (контроль) до 6,5 т. корм.ед. на 1 га, что соответствовало 42000 руб. (табл. 11).

Таблица 11

Экономическая эффективность систем удобрения во втором звене севооборо-

та в среднем за 1995-1999 гг. (картофель-овёс-одн. травы-оз. рожь).

Показатель Вариант опыта

1 | 2 3 4

Выход продукции на 1 га:

в т корм. ед. 3,2 4,2 5,6 6,5

в тыс. руб. 19,0 26,2 36,2 42,0

Всего затрат на 1 га, тыс. руб. 6,8 7,4 9,5 10,2

Себестоимость 1т корм.ед., тыс. руб. 2,1 1,8 1,7 1.6

Чистый доход с 1 га:

от применения удобрений, тыс. руб. - 6,5 14,5 20

производства продукции, тыс. руб. 12,2 18,8 26,8 31,7

Окупаемость дополнительных затрат, руб. - 10,5 6,4 6,6

Рентабельность:

производства продукции, % применения удобрений, % 181 252 954 283 539 310 560

Наибольший чистый доход от применения удобрениГГтакже получен при применении второго уровня навозно - минеральной системй, что составило

20000 руб./га. По мере насыщенности севооборота удобрениями окупаемость дополнительных затрат снижалась, оставаясь на довольно высоком уровне (каждый вложенный рубль дал как минимум 6,4 руб., а максимум 10,5 руб.), а также снижалась рентабельность (от 560 до 954%). Высокая экономическая эффективность применяемых систем во втором звене севооборота прежде всего связана с продовольственной ценностью выращиваемых культур. В настоящее время в связи со снижением цены на удобрения (до 40% скидки) стало выгодно применять минеральные удобрения, в том числе под зерновые культуры и картофель. Эта продукция сегодня ценная на рынке и пользуется большим спросом. Таким образом, хозяйствам выгодно уделять больше внимания расширению посевных площадей этих культур.

ВЫВОДЫ

1. В среднем за 5 последних лет исследований применение 15Ы25Р21К на 1 га темно-серой лесной среднесуглинистой почвы увеличило продуктивность второго звена полевого севооборота с 3,2 до 4,2 т корм.ед. на 1 га. При первом уровне навозно - минеральной системы (22Ы39Р8К. на фоне 10 т навоза в среднем на 1 га севооборота) она достигл 1 5,6 т корм.ед. Максимальная продуктивность 6,5 т корм.ед. получена при втором уровне навозно - минеральной системы удобрения (53ЬТ64Р14К на фоне 10 т навоза в среднем на 1 га севооборота).

2. За 14 лет при применении одних минеральных удобрений, по всем культурам, в 50-57% лет была достигнута планируемая урожайность и 7-35% лет выше планируемой. При первом и втором уровнях навозно - минеральных систем удобрения вероятность получения планируемой урожайности достигла 64% лет, а выше ее - 21% лет.

3. За 14 лет по всем культурам второго звена севооборота выполнение планируемой урожайности составило во втором варианте 82-100%, в 3 варианте - 79-86% и в 4 варианте - 79-85%.

4. Урожайность картофеля больше всего зависела от количества выпавших осадков в июне месяце (17-29%) и от суммарного их количества в мае-июне-июле и мае-шоне-июле-августе месяцах (9-16%); урожайность овса от суммарного их качества в шоне-июле-августе (33-39%); 19-29% урожая однолетних трав зависело от осадков июня месяца, 9-19% от осадков нюня-июля месяцев.

5. При внесении возрастающих доз удобрении содержание азота в среднем за 1995-1999 гг. достоверно увеличилось к 4 варианту (241 кгд.в. на 1 га): в клубнях картофеля на 28%, в ботве на 22%; в зерне овса -10%, озимой ржи -14%, в их соломе 21, 27% соответственно; в зеленой массе однолетних трав на 21% по сравнению с контролем. Содержание фосфора выросло в зерне овса на 7%, озимой ржи на 14%, в соломе этих культур на 10, 20% соответственно по отношению к контролю; в клубнях картофеля на 15%, в ботве 13%; в однолетних травах на 11%. Содержание калия изменилось аналогично азоту.

6. Относительный хозяйственный баланс питательных веществ в среднем по 1, 2, 3 и 8 полям севооборота за 1994-1999 гг. составил: азота - 40-102%,

фосфора - 75-162%, калия - 22-50% в зависимости от применяемых систем удобрения.

7. С увеличением вносимых доз удобрений наблюдалось достоверное повышение содержания сырого белка в клубнях картофеля с 9,1% на неудобренном до 11,6% в 4 варианте. Содержание сухого вещества несколько снижалось с 24,8 до 22,8%, крахмала с 19% до 16,4%, однако вкусовые качества при этом остались на довольно высоком уровне. Содержание витамина С имело лишь тенденцию к росту с 14,2 до 15,2 мг%.

8. Возрастающие дозы удобрений способствовали достоверному увеличению сырого белка в зерне овса с 10,8 до 11,8% и озимой ржи с 9,5% до 10,9% на в.с.м.

9. Увеличение насыщенности севооборота удобрениями повышало относительное содержание сырого белка в зеленой массе однолетних трав на 22%, каротина на 37% и практически не влияло на содержание клетчатки.

10. В ранней фазе развития содержание нитратов в клубнях картофеля и в зеленой массе однолетних трав увеличивалось по мере возрастания доз удобрений, однако к уборке урожая оно снижалось в 3-7 раз в картофеле и примерно в 2 раза в травах и было намного ниже ПДК.

11. За 5 последних лет амплитуда колебаний коэффициентов использования питательны:: веществ культурами из почвы составила: азота - 16-28%, фосфора - 9-12%, калия - 9-25%, а коэффициентов использования азота из удобрений в среднем по 1, 2, 3 и 8 полям севооборота - 56-85%, фосфора - 3032%, калия - 88-127%.

12. 13 лет применения навозно - минеральной системы удобрения (22Ы39Р8К + Ют навоза в среднем на 1 га севооборота) привело к увеличению содержания гумуса на 0,3%. Применяемые системы удобрения не оказывали существенного влияния на сумму поглощенных оснований и на степень насыщенности почвы основаниями. Содержание подвижного фосфора увеличилось с 9,4 до 12,5 мг/100 почвы, а калия практически осталось на прежнем уровне.

13. Себестоимость 1 т корм.ед. снижалась с 2100 руб. в контрольном до 1600 руб. при применении второго уровня навозно-минеральной системы, при этом был получен наибольший чистый доход - 20000 руб./га. Рентабельность от удобрений колебалась от 560 до 954%.

14. Все изучаемые системы удобрения сработали эффективно. Высокая экономическая эффективность применяемых систем во втором звене севооборота, прежде всего, связана с продовольственной ценностью выращиваемых культур и со снижением цены на удобрения (40% скидки).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На темно-серой лесной почве (гумус - 4,2%, рН около 6, Р205 - 3-4 класс, К20 - 5 класс) Центрального района Нечерноземной збны для получения продуктивности полевого севооборота в 4,2 т корм. ед. с 1 га рекомендуется

вносить 15Ы25Р21К или всего 61 кг д.в. Внесение 22Ы39Р8К. минеральных удобрений на фоне 10 т навоза в среднем на 1 га (всего 179 кг д.в.) позволяет повысить продуктивность до 5,6 т корм, сд., а при увеличении норм минеральных удобрений до 53Ы64Р14К. на том же фоне навоза (всего 241 кг д.в.) до 6,5 т корм.ед.

2. При составлении научно обоснованных систем удобрения в севооборотах предлагается использовать метод дифференцированного нормативного баланса.

На серой лесной почве со средним содержанием подвижных форм фосфора и высоким калия в зависимости от уровня планируемой продуктивности севооборота необходимо придерживаться следующих показателей баланса питательных веществ: азота 40-102%, фосфора - 75-162% и калия - 22-50% к выносу с урожаем.

3. При расчете норм удобрений на планируемый урожай предлагается использовать следующие величины выноса азота, фосфора и калия (в кг) на 1 т основной продукции с учетом побочной:

Культура N Р:05 К20

Картофель 5-6 2 9-10

Овёс 27-32 13-15 24-29

Одн. травы (з/м) 2-3* | 1 4-5

Озимая рожь 21-26 13-15 23-28

Примечание: * - без учета азотфиксации.

По материалам диссертационной работы опубликованы следующие работы:

1. Демин В.А., Траоре Брахима Бакари, Варфа Ахмед. Продуктивность 8-польного полевого севооборота во второй ротации на темно-серой лесной почве при разных системах удобрения//Изв.ТСХА.-1999.-Вып. 1.-е. 108-114.

2. Траоре Брахима Бакари, Варфа Ахмед. Зверев A.A. Влияние длительного применения удобрений на урожайность и качество продукции в 8-полыюм полевом севообороте на темно-серой лесной почве Нечерноземной зоны России. Дспон.ВНИИТЭИагропром под № 121 ВС-99. - 9с.

3. Траоре Брахима Бакарн, Зверев A.A. Продуктивность 8-полыюго полевого севооборота во второй ротации при расчётных системах удобрения на темно-серой лесной почве. Депон.ВНИИТЭИагропром под № 116/27 ВС-99. -Юс.

4. Траоре Брахима Бакари. Воздействия разных систем удобрения на продуктивность звена полевого севооборота (картофель - овёс - однолетние травы - озимая рожь) и на агрохимические показатели темно серой лесной почвы Владимирского Ополья.// Труды научной конференции молодых ученых молодых ученых и специалистов МСХА 6-8 июня 2000г.-М., 2000.