CC BY
14УДК: 633.15:631.816.12
Гречишкина Ю. И., Есаулко А. Н., Коростылев С. А., Лобанкова О. Ю., Сигида М. С., Онищенко Л. М.
Grechishkina Y. I., Esaulko A. N., Korostilev S. A., Lobankova O. Y., Sigida M. S., Gnisheenko L. M.
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ КУКУРУЗЫ НА СИЛОС
AGRO-ECOLOGICAL ASPECTS OF THE USING OF FERTIZERS IN THE CULTIVATION OF CORN FOR SILAG
В данной статье описываются агроэкологические аспекты выращивания кукурузы на силос с использованием различных систем удобрений: рекомендованной, биологи-зированной и расчетной в условиях неустойчивого увлажнения на черноземе выщелоченном. Определены наиболее эффективные параметры сохранения плодородия почвы при формировании максимальной продуктивности кукурузы, выращиваемой на силос. Приведены показатели содержания тяжелых металлов в черноземе выщелоченом при изучении систем удобрений применяемых под кукурузу на силос. Наиболее оправданная с этой точки зрения расчетная система удобрения.
Изучение влияния систем удобрений на агрохимический фон чернозема выщелоченного при возделывании кукурузы на силос в зоне неустойчивого увлажнения, показало, что их применение улучшает агроэкологические показатели почвы, обогащая пахотный слой доступными формами азота, фосфора и калия, создавая благоприятные и экологически безопасные условия нормального роста и развития растений кукурузы.
Применение расчетной системы удобрения позволяет сохранять содержание нитратного азота в почве на уровне 23,4-35,0 мг/кг, подвижного фосфора на уровне 30,5-38,0 мг/кг, обменного калия на уровне 253-274 мг/кг. Содержание в почве тяжелых металлов при использовании расчетной системы удобрения не представляет опасности достижения ПДК.
Ключевые слова: система удобрения, кукуруза на силос, чернозем выщелоченный, нитратный азот, подвижный фосфор, обменный калий, тяжелые металлы.
This article describes the agro-ecological aspects of growing of corn for silage with using of different systems of fertilizers recommended, biological and calculated in the conditions of unstable moistening on the leached chernozem. It is identified the most effective parameters of soil conservation and the formation of the maximum productivity of corn grown for silage. It is schown the indicators of heavy metals in leached chernozem in the study of systems of fertilizers applied for corn for the silage. The most favorable from this point of view the accounting system of fertilizer.
The study of the influence of fertilizer systems on the agrochemical background of the leached chernozem during cultivation of the corn for silage in the zone of unstable moistening showed that their using improves agro-ecological parameters of soil, enriching topsoil available forms of nitrogen, phosphorus and potassium, creating a favorable and environmentally safe conditions of normal growth and development of corn.
The application of calculated fertilizer system allows to save the content of nitrate nitrogen in the soil at the level of 23.4-35,0 mg/kg, mobile phosphorus at the level of 30.5 mm - 38,0 mg/kg, exchange potassium level 253-274 mg/ kg. Content in the soil of heavy metals during the using of the calculated fertilizer system is not dangerous achieve MPC.
Key words: system of fertilizer, corn for silage, leached chernozem, nitrate nitrogen, mobile phosphorus and exchangeable potassium, heavy metals.
Гречишкина Юлия Ивановна -
кандидат сельскохозяйственных наук,
доцент кафедры агрохимии и физиологии растений
Ставропольский государственный аграрный университет
г. Ставрополь
Тел.: 8 (8652) 35-64-50
E-mail: [email protected]
Есаулко Александр Николаевич -
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор кафедры агрохимии и физиологии растений
Ставропольский государственный аграрный университет
г. Ставрополь
Тел.: 8 (8652) 35-64-50
E-mail: [email protected]
Коростылев Сергей Александрович -
кандидат сельскохозяйственных наук,
доцент кафедры агрохимии и физиологии растений
Ставропольский государственный аграрный университет
г. Ставрополь
Тел.: 8 (8652) 35-64-50
E-mail: [email protected]
Лобанкова Ольга Юрьевна -
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры агрохимии и физиологии растений
Grechishkina Yuliya Ivanovna -
Candidate of Agricultural Sciences Associate Professor Department of Agrochemistry and plant physiology Stavropol state agrarian University Stavropol
Тел.: 8 (8652) 35-64-50 E-mail: [email protected]
Esaulko Alexander Nikolaevich -
Doctor of Agricultural Sciences, Professor Department of Agrochemistry and plant physiology Stavropol State Agrarian University Stavropol
Те!.: 8 (8652) 35-64-50 E-mail: [email protected]
Korostylev Sergey Aleksandrovich -
Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor Department of Agrochemistry and plant physiology Stavropol State Agrarian University Stavropol
Tel.: 8 (8652) 35-64-50 E-mail: [email protected].
Lobankova Olga Yurievna -
Candidate of Biology Sciences, Professor Department of Agrochemistry and plant physiology
Ежеквартальный
научно-практический
журнал
Ставропольский государственный аграрный университет
г. Ставрополь
Тел.: 8 (8652) 35-64-50
E-mail: [email protected]
Сигида Максим Сергеевич -
кандидат сельскохозяйственных наук,
доцент кафедры агрохимии и физиологии растений,
Ставропольский государственный аграрный университет
г. Ставрополь
Тел.: 8 (8652) 35-64-50
E-mail: [email protected]
Онищенко Людмила Михайловна -
кандидат сельскохозяйственных наук,
профессор кафедры агрохимии,
Кубанский государственный аграрный университет
г. Краснодар
Тел.: 8 (988) 245-75-58
E-mail: [email protected]
Исследования были проведены в 20122014 гг. на стационаре кафедр агрохимии и земледелия опытной станции Ставропольского государственного аграрного университета в типичном зернопропашном севообороте (пар занятой (горох + овес), озимая пшеница, озимый ячмень, кукуруза на силос, озимая пшеница, горох, озимая пшеница, яровой рапс). Стационар представляет собой длительный опыт «Теоретические и технологические основы биогеохимических потоков веществ в агроландшафтах», зарегистрированный в реестре аттестатов длительных опытов Геосети ВНИИА Российской Федерации.
Почва опытного участка - чернозем выщелоченный, мощный, тяжелосуглинистый.
Климат опытной станции СтГАУ характеризуется как континентальный с умеренным увлажнением (ГТК 1,1-1,3). Многолетняя средняя сумма осадков 623 мм. Сумма активных температур составляет 2900-3100 оС.
Относительно контроля (без удобрений) на фоне отвального способа обработки почвы на глубину 20-22 в опыте изучались три системы удобрений:
1) рекомендованная - синтезирована на основе материалов, полученных в рассматриваемом стационаре по изучению систем удобрений, при этом выбраны лучшие по урожайности варианты и используются соответствующие им нормы удобрений с насыщенностью севооборота NРК 115 кг/га.
2) биологизированная - рассчитана на максимальное использование органических удобрений с незначительным использованием промышленных средств химизации с насыщенностью севооборота NРК 63 кг/га.
3) расчетная - рассчитана на получение максимально возможного урожая (кукуруза на силос - 600 ц/га). Нормы соотношения и дозы по способам удобрения устанавливаются по результатам текущих почвенных анализов, растительной диагностике в соответствии с уровнем прироста урожайности. Средняя насыщенность 1 га составляет - 167 кг/га NРК (таблица 1).
Stavropol State Agrarian University Stavropol
Tel.: 8 (8652) 35-64-50 E-mail: [email protected]
Sigida Maxim Sergeevich -
Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor Department of Agrochemistry and plant physiology Stavropol State Agrarian University Stavropol
Tel.: 8 (8652) 35-64-50 E-mail: [email protected]
Оnishсenko Ludmila Mikhailovna -
Candidate of Agricultural Sciences, Professor Department of Agrochemistry Kuban StateAgrarian University Krasnodar
Тел.: 8 (988) 245-75-58 E-mail: [email protected]
Кукуруза на силос - один из главных кормов животных. Силос способствует нарастанию мышечной ткани у животных, когда они находятся на откорме, повышает молочную продуктивность коров. При выращивании кукурузы на силос необходим комплексный подход: семена высокого качества, хорошо подготовленная почва по посев, посев семян сеялками точного высева, уход за посевами, уборка кукурузы на силос качественными и современными комбайнами, и конечно же применение удобрений [1].
Таблица 1 - Система удобрений кукурузы на силос, (2012-2014 гг.)
Система удобрений Способы внесения удобрений
основное припо-севное подкормка
Рекомендованная навоз 20 т/га + 1^30Р80 N10P10 0
Биологизированная навоз 20 т/га + солома 6,4 т/га N10P10 0
Расчетная навоз 20 т/га + ^0Р55 N10P10 0
Содержание нитратов в почве является одним из критериальных показателей почвенного плодородия, а интенсивность процесса нитрификации зависит от влажности почвы и аэрации, благоприятного температурного режима, нейтральности реакции почвенной среды. [2].
Таблица 2 - Динамика содержания нитратного азота в 0-20 см слое почвы в связи с системами удобрений (2012-2014 гг.), мг/кг почвы.
Система удобрений Фаза вегетации
Всходы 5-7 листьев Выметывание Молочно-воско-вая спелость
Контроль 17,2 12,1 9,8 8,4
Рекомендованная 24,0 20,1 18,4 16,9
Биологизированная 28,5 26,2 23,5 20,7
Расчетная 35,0 30,3 27,4 23,4
Максимальное содержание нитратного азота, как на естественном фоне так и на удобренном, отмечалось в начальные фазы вегетации кукурузы, которое затем уменьшалось по мере роста и развития растений.
При применении исследуемых систем удобрений содержание нитратов в почве было значительно выше контроля, достигая максимальных показателей на вариантах с расчетной системой удобрения, что объясняется насыщенным содержанием азотными удобрениями.
Показатели содержания нитратного азота в посевах кукурузы на вариантах с биологизиро-ванной системой удобрения были выше показателей контрольного варианта и варианта с рекомендованной системой, но ниже показателей расчётной системы [3].
Таким образом, изучаемые системы удобрения оказывали существенное положительное влияние на содержание нитратного азота в почве, особую роль в этом плане сыграла расчетная система.
Таблица 3 - Динамика содержания подвижного фосфора в 0-20 см слое почвы в связи с системами удобрений (2012-2014 гг.), мг/кг почвы
Система удобрений Фаза вегетации
Всходы 5-7 листьев Выметывание Молочно-восковая спелость
Контроль 20,2 18,7 17,0 16,4
Рекомендованная 30,6 27,4 25,5 22,6
Биологизиро-ванная 29,7 28,0 27,2 24,3
Расчетная 38,0 35,5 33,5 30,5
очередь, были выше показателей естественного агрохимического фона.
Учитывая, что кукуруза калиелюбивая культура, особое внимание заслуживает калийное обеспечение.
При длительном систематическом применении удобрений в почве происходит накопление калийных соединений, интенсивность этого процесса определяется почвенно-климатическими условиями. Наиболее подвержено изменению количество обменного калия в почвах, особенно при длительном внесении навоза [5] .
В течение вегетации кукурузы содержание обменного калия в почве изменяется менее значительно, чем подвижных фосфатов. Но закономерность общей динамики убывания его к концу вегетации сохраняется [6].
Варианты с применением удобрений превосходили контроль по содержанию обменного калия в почве в течение всей вегетации культуры. Так, в фазу всходов исследуемые системы удобрений превосходили контрольный вариант на 7-31 мг/кг, в фазу 5-7 листьев по содержанию обменного калия в почве удобренные варианты 6-33 мг/кг в фазу выметывания - на 5-25 мг/кг и в фазу молочно-восковой спелости - на 7-28 мг/кг
Максимальные показатели содержания калия обеспечивала по всем фазам вегетации кукурузы расчетная система удобрений. В молочно-восковую спелость содержание обменного калия в почве было выше на 28 мг/кг, чем на естественном агрохимическом фоне, что свидетельствует о сохранении и улучшении почвенного плодородия.
Таблица 4 - Динамика содержания обменного калия в 0-20 см слое почвы в связи с системами удобрений (2012-2014 гг.), мг/кг почвы
Динамика подвижных фосфатов в почве в посевах кукурузы показала, что большее их количество накапливается ранней весной. В дальнейшем их содержание снижается, что связано с интенсивным потреблением фосфора кукурузой в процессе онтогенеза. В неблагоприятные по влажности годы содержание доступного фосфора в почве становится меньше, чем в благоприятные годы [4].
Расчетная система удобрения обеспечивала высокое содержание фосфатов по сравнению с рекомендованной и биологизированной системами удобрений. Варианты с рекомендованной системой удобрения значительно превосходили контроль, и тенденция снижения показателей подвижного фосфора в посевах кукурузы оставалось аналогичной по всем фазам вегетации.
Наибольшее содержание подвижного фосфора отмечалось на вариантах с расчетной системой удобрений - 38 мг/кг, при этом достигая минимальных значений к фазе молочно-восковой спелости - 30,5 мг/кг, которые, в свою
Система удобрений Фаза вегетации
Всходы 5-7 листьев Выметывание Молочно-восковая спелость
Контроль 243 239 235 225
Рекомендованная 250 245 240 232
Биологизи-рованная 262 254 246 239
Расчетная 274 272 260 253
Особое внимание следует уделять содержанию в почве тяжелых металлов при интенсивном применении удобрений. Накопление тяжелых металлов в почвах сельхозугодий складывается из следующего: атмосферные осадки, осадки сточных вод и минеральные удобрения, из которых большую угрозу представляют фосфорные удобрения. Более подвержены загрязнению тяжелыми металлами почвы с высоким содержанием гумуса, глинисто-суглинистые с щелочной реакцией среды, обладающие высокой аккумулятивной способностью [6].
Ежеквартальный
научно-практический
журнал
Таблица 5 - Содержание тяжелых металлов в метровом профиле почвы в связи с применением систем удобрений (2012-2014 гг), мг/кг почвы
В результате исследований установлено, что в пахотном слое почв исследуемых вариантов содержится небольшое количество валовых форм цинка (от 40,5 до 44,5 мг/кг) при ПДК 100 мг/кг (табл. 5), меди (от 13,6 16,0 мг/кг ) при ПДК 55 мг/кг, свинца (от 0,39 до 0,50 мг/кг) при ПДК
Литература
1. Экологические аспекты применения удобрений в современном земледелии / Ю. И. Гречишкина, А. Н. Есаулко, Л. С. Гор-батко, А. А. Беловолова, С. А. Коростылев, Т. С. Айсанов // Вестник АПК Ставрополья. 2012. № 3. С. 112-115.
2. Динамика химических свойств и качества соединений черноземов в условиях вертикальной зональности в связи с временным фактором и антропогенной деятельностью на агроэкологически однотипных территориях. гумус. валовой азот / С. А. Мамаев, О. Ю. Лобанкова, В. В. Агеев, А. А. Найденова // Современные ресурсосберегающие инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Северо-Кавказском федеральном округе : материалы 80-й научно-практической конференции, приуроченной к 85-летнему юбилею Бобры-шева Федора Ивановича и заслуженному деятелю науки РФ, доктору сельскохозяйственных наук, профессору, участнику Великой Отечественной Войны Куренному Николаю Митрофановичу. Ставрополь, 2015. С. 89-110.
3. Влияние вертикальной зональности, времени, антропогенной деятельности на динамику морфологических признаков и морфометрических параметров черноземов. Морфология черноземов современная / В. В. Агеев, С. А. Мамаев, О. Ю. Лобанкова, Т. С. Айсанов, Ю. И. Гречишкина, Л. С. Горбатко, А. А. Беловолова // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 6. С. 16-26.
4. Агеев В. В., Мамаев С. А., Лобанкова О. Ю. Геоинформационный метод в практике ландшафтных исследований. динамика погодных параметров, полученных
30 мг/кг, кадмия (от 0,39 до 0,50 мг/кг) при ПДК 2 мг/кг, никеля (от 27,0 до 33,5 мг/кг) при ПДК 85 мг/кг. Содержание тяжелых металлов значительно колебалось по вариантам, но его накопление в почвах не отмечалось.
Из вышеизложенного материала по изучению влияния систем удобрений на агрохимический фон чернозема выщелоченного при возделывании кукурузы на силос в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края, можно констатировать, что изучаемые варианты значительно улучшали агроэкологические показатели почвы, обогащая пахотный слой доступными формами азота, фосфора и калия, создавая хорошие условия для нормального роста и развития растений кукурузы, не накапливая при этом в почве тяжелых металлов. Как наиболее эффективную и экологически безопасную, с этой точки зрения, следует отметить расчетную систему удобрения.
References
1. Environmentalaspectsofthe using of fertilizers in modern agriculture / J. I. Grechishkina, A. N. Esaulko., L. S. Gorbatko., A. A. Belovolova, S. A. Korostylev, T. S. Aysanov // Agricultural Bulletin of Stavropol Region. 2012. № 3. P. 112-115.
2. Dynamics of chemical properties and quality of the connection of chernozems in conditions of vertical zoning due to temporary factors and human activities on agro-ecological horizontal territory. Humus. Total nitrogen/ S. A. Mamaev, O. Y. Lobankova, V. V. Ageev., A. A. Naydyonova // In collection of articles: Modern resource-saving innovative technologies of cultivation of crops in North Caucasian Federal District. 80'th scientific-practical conference dedicated to the 85th anniversary of Bobryshev Fedor Ivanovich and Honoured Scientist of Russian Federation, Doctor of Agricultural Sciences, Professor, participant of the Great Patriotic War Kurennoy Nikolay Mitrofanovich. 2015. P. 89-110.
3. Influence of vertical zoning, time, human activities on the dynamics of morphological characteristics and morphometric parameters of chernozems. Modern morphology of chernozems / Ageev V. V., Mamaev S. A., Lobankova O. Y., Aysanov T. S., Grechishkina Yu. I., Gorbatko L. S., Belovolova A. A. // Modern problems of science and education. 2014. № 6. P. 1646.
4. Ageev V. V., Mamaev S. A., Lobankova O. Y. Geoinfromation method into practice of ladscape researchers. Dynamics of weather parameters obtained with different methods of GIS and stationary observations // In collection of articles: Tendencies and prospects of development of modern scientific
Тяжелый металл Система удобрения
Контроль Рекомендованная Биологизиро-ванная Расчетная
Zn 40,2 42,1 40,5 44,5
Cu 12,7 14,0 13,6 16,0
Pb 14,1 17,2 14,3 16,4
Cd 0,37 0,45 0,39 0,50
Ni 25,6 27,4 27,0 33,5
различными методами ГИС и стационарных наблюдений // Тенденции и перспективы развития современного научного знания : материалы XIV Международной научно-практической конференции. М., 2015. С. 62-70.
5. Изменение кислотности чернозема выщелоченного при систематическом применении удобрений / Ю. И. Гречишкина, А. Н. Есаулко, М. С. Сигида, Л. С. Горбат-ко, В. В. Агеев, О. Ю. Лобанкова, А. А. Бе-ловолова, С. А. Коростылев, А. Ю. Фурсова // Эволюция и деградация почвенного покрова: сборник научных статей по материалам IV Международной научной конференции. Ставрополь, 2015. С. 218-220.
6. Коростылев С. А., Есаулко А. Н., Голос-ной Е. В. Влияние систем удобрений на динамику гидролитической кислотности в условиях длительного стационарного опыта // Инновационные разработки молодых ученых - развитию агропромышленного комплекса : материалы 4-й Международной конференции. Ставрополь, 2015. С.917-920.
knowledge of materials XIV International scientific and practical conference. Scientific Information and Publishing Center «Institute for Strategic Studies». 2015. P. 62-70.
5. The changing of the acidity of leached chernozem due the systematic using of fertilizers / Y I. Grechishkina, A. N. Esaulko, M. S. Sigida, L. S. Gorbatko, V. V. Ageev, O. Y Lobankoba, A. A. Belovolova, S. A. Korostylev, A. Y Fursova // In collection of articles: Evolution and degradation of soil. Collection of scientific articles on materials of the IV International scientific conference. Stavropol, 2015. P. 218220.
6. Korostylev S. A., Esaulko A. N., Golosnoy E. V. Influence of fertilizers on the dynamics of hydrolytic acidity in long-term stationary experiment // In collection of articles: Innovative development of young scientists -to the development of agriculture of the 4th International Conference. Stavropol, 2015. P. 917-920.
