CC BY
40
УДК: 631.454:633.1
A.M. Плотников
АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЁМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ПОД ВЛИЯНИЕМ УДОБРЕНИЙ И ХИМИЧЕСКИХ МЕЛИОРАНТОВ
В УСЛОВИЯХ ЗАУРАЛЬЯ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «КУРГАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ Т.С. МАЛЬЦЕВА», КУРГАН, РОССИЯ
A.M. Plotnikov
AGROCHEMICAL PROPERTIES OF LEACHED CHERNOZEMIC SOIL AND PRODUCTIVITY OF GRAIN CULTURES INFLUENCED BY FERTILIZERS AND CHEMICAL MELIORANTS IN
THE CONDITIONS OF ZAURALYE FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER EDUCATION «KURGAN STATE AGRICULTURAL ACADEMY BYT.S. MALTSEV», KURGAN, RUSSIA
Алексей Михайлович Плотников
А1екБе1 МИФаПоуюИ РМгнкоу кандидат сельскохозяйственных наук, доцент zem.ksaa@mail.ru
Аннотация. В условиях экстенсивного ведения сельского хозяйства постоянно снижается плодородие чернозёмов. Наблюдается уменьшение запасов гумуса, содержания доступных форм питательных веществ, разрушается почвенно-поглощающий комплекс и почвенная структура. Эти неблагоприятные процессы привели к изменению питательного режима, агрофизических свойств почв, что, в конечном итоге, отрицательно влияет на величину урожая сельскохозяйственных культур и на качество продукции.
Впервые в условиях Курганской области исследуется действие извести и гипса в комплексе с органическими и минеральными удобрениями на питательный режим, кислотность, состав ППК, содержание гумуса чернозема выщелоченного. Определено их влияние на урожайность и качество зерновых культур. Дана экономическая и энергетическая оирнка изучаемых средств повышения плодородия чернозёма выщелоченного и увеличения продуктивности растений.
Введение. Плодородие почв в значительной степени зависит от оптимального содержания в них кальция, который, в отличие от других катионов, способствует созданию в почве наиболее благоприятных агрохимических свойств, улучшает её структуру. Катионы кальция выступают основными конкурентами других химических элементов, играют главную роль в процессах образования комплексов с гумусовыми веществами. Кальций стимулирует развитие полезных почвенных микроорганизмов, особенно бактерий, обогащающих почву азотом, и является важным элементом питания растений. В связи с этим необходимы приёмы комплексного повышения плодородия почв, способствующие как улучшению режима питания растений, так и восстановлению агрофизических и физико-химических свойств черноземов [1-5].
Целью исследований являлось: разработка приемов повышения плодородия почв и увеличения продуктивности зерновых культур под влиянием удобрений и химических мелиорантов.
Задачи исследований:
1 исследовать изменения агрохимических свойств чернозема под влиянием извести, гипса и фосфоритной муки;
2 изучить влияние навоза, соломы и зеленого удобрения на
Результаты работы могут быть использованы в сельском хозяйстве для повышения плодородия выщелоченных чернозёмов. В полевых опытах доказана высокая эффективность известкования и фосфоритования выщелоченного чернозёма на фоне применения органических удобрений, способствовавших увеличению урожайности возделываемых культур и получению продукции высокого качества.
Ключевые слова: удобрения, мелиоранты, зерновые культуры, чернозём, известкование почвы, плодородие.
Abstract. In conditions of the extensive farming the fertility of chernozemic soil is constantly decreasing. There is a decrease in humus reserves the content of available nutrients, the soil-absorbing complex and the soil structure are destroyed. These adverse processes have led to the changes in the nutritional regime, agrophysical properties of the soil which ultimately adversely affect the crop yield and product quality.
In the conditions of the Kurgan region the effect of lime and gypsum in combination with organic and mineral fertilizers on the nutritional regime, acidity, composition of the soil-absorbing complex, the content of leached chernozemic soil humus is investigated for the first time. Their influence on the yield and quality of grain crops is determined. An economic and energy assessment of the studied means of increasing leached chernozemic soil fertility and increasing plant productivity is given.
The results of work can be used in agriculture to improve the fertility of leached chernozemic soil. In field experiments the high efficiency of liming and phosphorising of leached chernozemic soil against the background of organic fertilizers use which contributed to increasing the yield of cultivated crops and obtaining high-quality products was proved.
Keywords: fertilizers, améliorants, grain crops chernozemic soil, soil liming, fertility.
накопление в почве органического вещества;
3 изучить воздействие химических мелиорантов, органических и минеральных удобрений на величину урожая и качество продукции зерновых культур;
4 выявить эффективность экономических и биоэнергетических затрат при внесении удобрений и химических мелиорантов.
Методика. Исследования проводились в учебно-опытном хозяйстве Курганской государственной сельскохозяйственной академии, расположенной в центральной части лесостепной зоны Курганской области.
С целью изучения эффективности применения химических мелиорантов, органических и минеральных удобрений на опытном поле кафедры агрохимии и почвоведения Курганской ГСХА были заложены два стационарных полевых опыта. В представленной работе анализируются экспериментальные данные, полученные на выщелоченном чернозёме центральной части Курганской области. Агрохимическая характеристика и содержание гумуса выщелоченного чернозёма представлена в таблице 1.
t
Таблица 1 - Физико-химические свойства пахотного горизонта выщелоченного чернозёма (Опытное поле КГСХА)
Горизонт Глубина образца, см Гумус, % мг-экв. на 100 г почвы V,% рН Г ВОДН рН Г СОЛ
Са2+ Мд2+ Н* ЕКО
А 0-25 3,49 19,8 5,2 3,86 28,9 86,6 6,15 5,36
Почва опытного участка -чернозем выщелоченный сла-богумусированный среднемощный легкосуглинистого механического состава. Почва имеет среднюю обеспеченность (по Чирикову) подвижным фосфором и высокую-обменным калием. Опыты закладывались в четырехкратной повторное™. Площадь делянки в опыте 16 м2. Яровая пшеница и ячмень высевались рядовым способом стерневой сеялкой СЗС-2,1. Высевали яровую пшеницу сорта Терция, яровой ячмень - Прерия. В системе защиты растений от сорняков применяли гербицид фенфиз. Агротехника возделывания в опыте общепринятая для лесостепной зоны Зауралья.
Исследования велись в стационарных опытах с чередованием культур: пар - пшеница - пшеница - ячмень. Изучалось действие и последействие гипса (3 т/га), извести (3 т/га), фосфоритной муки (1 т/га) и действие минеральных удобрений на урожайность и качество зерновых культур. В опыте № 1 применялись минеральные удобрения из расчета М35Р50, М70Р50 и М70Р40 (фосфорное удобрение -двойной суперфосфат, Р205 - 46%, азотное - аммиачная селитра N - 34,6%). Навоз полуперепревший крупного рогатого скота в дозе 40 т/га, химические мелиоранты и фосфоритная мука вносились один раз за ротацию под первую пшеницу. Схема стационарного опыта № 1 включала следующие варианты:
1. Без удобрений (контроль) 9. Фосфоритная мука 1 т/га - фон2
2. №
3. Навоз 40 т/га
4. Навоз + №
5. Известь 3 т/га - фон,
6. Фон, + МР
7. Фон, +навоз
8. Фон, + навоз + NP
10. Фон2 + МР
11. Фон2 + навоз
12. Фон2 +навоз
13. Гипс 3 т/га - фон3
14. Фон3 + МР
15. Фон3 +навоз
16. Фон3 +навоз
В стационарном опыте № 2 изучалось применение химических мелиорантов под культуры зернопарового севооборота с таким же чередованием культур. В вышеприведенную схему стационарного опыта были добавлены блоки с соломой из расчета 5 т/га и сидеральное удобрение - яровой рапс (урожайность 38,6 т/га, влажность 72,8%). Общее количество вариантов во 2-м стационаре составило 32.
В качестве химических мелиорантов применялись гипс сыромолотый (СаЭ04 2Н20, СаЭ04 - 73%), известняковая мука (СаСОэ - 85%), фосфоритная мука (Са3(Р04)2, Р205 - 25%). Химические мелиоранты вносили один раз за ротацию севооборота. Смешанные образцы почвы отбирали из пахотного слоя парового поля и после уборки урожая каждой культуры севооборота.
Опыты сопровождались анализами, наблюдениями, учетами. Проводились фенологические наблюдения, влажность почвы определяли весовым методом, нитратный азот - из водной вытяжки колориметрически с дисульфофеноловой кислотой по методу Грандвапь-Ляжу, подвижные фосфаты и обменный калий из вытяжки 0,5н СН3ООН - по методу Чирикова. Учет урожая проводился вручную с каждой делянки методом пробного снопа, после взвешивания пересчитывапся на 1 га, определение структуры урожая пшеницы и ячменя проводили методом подсчета элементов структуры в каждом снопе; в зерне пшеницы и
ячменя, зеленом удобрении, соломе исследовали содержание общих форм азота, фосфора и калия в одной навеске методом мокрого озоления по методу К. Гинзбург; определение кальция в растениях проводили после сухого озоления. Для оценки качества продукции определяли: в зерне пшеницы - содержание сырой клейковины отмыванием, массу 1000 зерен; у зерна ячменя
- массу 1000 зерен, натуру зерна. Общий гумус устанавливали методом И.В. Тюрина в модификации Симакова, обменные катионы кальция и магния из 1н вытяжки ЫаС1 трилонометриче-ским титрованием, кислотность почвы - потенциометрическим методом, гидролитическую кислотность - по Каппену. Биоэнергетическая оценка выполнена по методике СибНИИСХоза (Неклюдов А.Ф., 1993). Статистическую обработку результатов учета урожая проводили по Б.А. Доспехову методом дисперсионного анализа однофакторного и многофакторного опытов, а также методом линейной корреляции.
Результаты. Фосфатный режим неудобренной почвы за годы наблюдений был относительно стабильным, и в содержании подвижного фосфора прослеживается слабая тенденция к его снижению. За три года исследований содержание Р205 на контроле изменялось в пределах от 68 до 78 мг/кг почвы. Внесение навоза оказало существенное влияние на накопление фосфора в первые два года исследований, где наблюдалось его увеличение. Разница с контролем составила 48 мг/кг почвы.
Известкование и гипсование чернозёма существенно не влияло на содержание Р205 и наложение различных систем удобрения не привело к резкому улучшению фосфатного режима. При внесении фосфоритной муки в дозе 1 т/га с течением времени происходило постепенное улучшение фосфатного режима почвы. Максимальное содержание Р205 отмечено при совместном внесении фосфоритной муки, навоза и азотно-фосфорных удобрений (228 мг/кг).
Из рассматриваемых систем удобрений второго стационарного опыта наибольшее накопление фосфора также оказалось на варианте фосфоритная мука + навоз + ЫР Комплексное применение всех трех факторов повысило его содержание с 80 до 151 мг/кг почвы. Так как фосфоритная мука имеет слабую растворимость, то в течение всей ротации севооборота наблюдалось возрастание содержания подвижных фосфатов. В 2004 году содержание Р205 достигло уровня в 170 мг/кг почвы.
Результаты стационарных опытов показали, что динамика содержания обменного калия во времени выражена слабо. В течение ротации зернопарового севооборота на контрольном варианте первого опыта содержание К20 в слое 0-25 см колебалось от 122 до 132 мг/кг почвы, а во втором опыте - от 124 до 133 мг/кг почвы. Применение ор-гано-минеральных удобрений в первом опыте по сравнению с контролем обеспечивало повышение его содержания на 32-38 мг/кг почвы. Использование мелиорантов не приводило к изменению калийного режима почвы. Во втором опыте также наблюдалось увеличение содержания К20 на вариантах с органическими удобрениями. Превышение контрольного уровня составило по вариантам от 4 до 27 мг/кг почвы. Применение 40 т навоза на произвесткованной почве приводило за ротацию севооборота к увеличению К20 на 19 мг/кг почвы, а с ежегодным внесением минеральных удобрений
- на 43 мг/кг почвы. В ходе исследования калийного режима чернозёма было установлено также некоторое преимущество навоза над зеленым удобрением и соломой. Внесение отдельно химических мелиорантов, как и в первом опыте, не оказало существенного влияния на калийный режим почвы.
Исследования показали, что из-за отрицательного баланса кальция в агроценозах происходит уменьшение его количества в поглощающем комплексе, возрастает доля
обменного водорода, повышается кислотность почвы, уменьшается емкость катионного обмена.
В конце зернопарового севооборота (опыт 1) на варианте без удобрений величина рНв в слое 0-25 см составляла 6,07, а от азотно-фосфорных удобрений она снизилась до 5,96.
Наиболее сильно на реакцию среды действовала известь с органическими удобрениями. Она способствовала снижению актуальной кислотности до значений рН -7,02. В первый год максимальная эффективность отмечена также на варианте последействия извести на фоне навоза (рНсол-6,10). Ежегодное внесение минеральных удобрений повысило Нг чернозёма на 0,10 мг-экв/100 граммов почвы. Химическая мелиорация оказала влияние на гидролитическую кислотность почвы. Снижение кислотности под влиянием органических удобрений наиболее сильно проявилось в первые два года действия навоза, а к концу ротации севооборота величина Нг приближалась к исходному уровню. Сильнее всего сказалось влияние извести, внесенной с органическими удобрениями, вследствие замены ионов водорода на катионы кальция -1,76 (последействие). Фосфоритная мука, внесённая с органическими удобрениями, к концу севооборота постепенно снижала все формы кислотности. Внесение гипса не оказало никакого влияния на кислотность почвы. Показатели (рНв, рНс Нг) существенно не отличались от контрольных вариантов.
Сумма обменных катионов кальция и магния на контроле составила 24,3 мг-экв /100 г почвы. При этом ЕКО составило 28,3 мг-экв/100 г почвы, а степень насыщенности основаниями - 86,1%. При внесении ЫР произошло снижение емкости поглощения до 27,5 мг-экв/100 г почвы и степени насыщенности почвы основаниями - на 0,8%.
При внесении СаС03 содержание катионов кальция за
севооборот увеличилось на 5,6 мг-экв/100 г почвы, на фоне навоза - на 7,0 мг-экв/100 г почвы. Степень насыщенности основаниями на этих вариантах составила соответственно 93,6% и 95,0%.
При внесении фосфоритной муки (на третий год исследований), по сравнению с контролем, отмечено постепенное увеличение степени насыщенности основаниями (на 2,2%). Внесение гипса повысило содержание кальция на фоне навоза до 24,6 мг-экв/100 г почвы, а с течением времени постепенно количество его снижалось. Применение минеральных удобрений способствовало вытеснению из почвенного поглощающего комплекса в раствор кальция, увеличивая тем самым его подвижность. На этих вариантах содержание Са было ниже на 0,8 - 1,5 мг-экв/100 г почвы.
Проведённые исследования во втором стационарном опыте с применением соломы и зеленого удобрения показали, что от минеральных удобрений увеличение гидролитической кислотности составило 0,25 мг-экв/100 г почвы. Показатель рНв также снижался с 6,24 до 5,96 ед.
Солома и зеленое удобрение повышали показатель рНв до 6,40 и 6,55 ед. соответственно. Заделка ярового рапса обеспечила снижение обменной кислотности (рНс 5,49 ед). Максимальное снижение гидролитической кислотности наблюдалось на варианте с навозом. Разница с контролем от его последействия составила 0,33 мг-экв/100 г почвы (рисунок 1). В течение ротации на контрольном варианте происходило снижение содержания обменного кальция с 19,6 до 19,3 мг-экв/100 г почвы. Применение органических удобрений привело к частичному устранению гидролитической кислотности и увеличению емкости поглощения на 1,6-2,9 мг-экв/100 г почвы и, соответственно, повышению степени насыщенности на 1,3-2,2% (таблица 2).
30
ш 25 о
с 20 I-
8 15
ш Ю
23,6 28 __ —гН-5- 29,9 30,2 29 31,5 30,2
А- _ ------ ?1 К 21 8
19,3 13,6 _ 20,3 ¿0,9 -»- 19,6 20,6
« -•— т
3,91 4,03 3,58 3,72 3,7 3,33 3,68 3,32
■- ■ -—■- -■- -■- —■-
N Р Навоз40т/га Навоз+ ЫР Солома5 т/га Солома+МР Сидерагты Сидераты +
№
Контроль
Рисунок 1 - Влияние органических и минеральных удобрений на физико-химические свойства чернозёма выщелоченного Таблица 2 - Зависимость агрохимических свойств почвы от извести, гипса и фосфоритной муки
Без мелиорантов Известь 3 т/га Фосф. мука 1 т/га Гипс 3 т/га
Нг= - 0,1 ЗЗСа2* +6,49 Нг=-0,368Са-*+11,15 Нг= завис.несущ. Нг= - 0,124Са2* +6,54
рНв = 0,148Са2* +3,28 рНв = 0,203Са-*+2,08 рНв = завис.несущ. рНв = 0,227Са-*+1,41
рНс = 0,086Са-*+3,60 рНс = 0,160Са-*+2,04 рНс = завис.несущ. рНс = 0,051 Са2*+4,23
ЕКО =1,141Са2* +6,64 ЕКО =0,786Са2*+13,92 ЕКО =1,022Са-* +9,99 ЕКО =1,086Са-* +8,00
V = 0,899Са-*+69,00 V = 0,899Са2*+69,00 V = 0,381 Са-* +80,22 V = 0,856Са2*+69,15
Существенные изменения произошли при известковании почвы (рисунок 2). Так, после уборки ячменя содержание катионов кальция на фоне извести составило 22,9 мгэкв/100г почвы. Наибольший эффект был на варианте с соломой, где содержание его достигло 24,6 мг-экв/100 г почвы. На этом варианте с фоном извести отмечена самая большая емкость катионного обмена (33,2 мг-экв/100 г почвы) и максимальная степень насыщенности основаниями - 94,0%.
При фосфоритовании почвы наблюдалось насыщение
ППК кальцием (рисунок 3). На фоне фосфоритной муки произошло увеличение суммы поглощенных оснований с 24,7 (без удобрений) до 33,5 мг-экв/100 г почвы. Максимальное содержание катионов кальция и емкости поглощения в опыте отмечено на варианте фосфоритная мука + солома (27,5 мг-экв/100 г почвы) и 38,0 мг-экв/100 г почвы соответственно. Степень насыщенности основаниями из-за частичного снижения кислотности колебалась в пределах 89,3-90,8%.
35 -1
л 30 -
m т 75 -
о
с |_ 20 -
о о 15 -
m 10 -
ГО 5 -
s 0
32,1
22.9
З.П7
31,4
3,3
32,6
23.3
31
21,9
33,2
24,6
31,
73 1
2,68
2,86
-244-
?,37
32,2
23,1
7.4Я
31,7
77 6
2,77
Известь Зт/га Фон + N Р Фон + навоз Фон + навоз+ Фон + солома Фон + солома Фон + Фон +
-фон 40 т/га ЫР 5 т/га + ЫР сидераты сидераты +
ЫР
Рисунок 2 - Изменение физико-химических свойств чернозёма выщелоченного под влиянием известкования
40
л 35 ■
m т 30 ■
о с 25 ■
|_ о 20 ■
о 15 ■
1—
m 10 ■
ГО 5 ■
|_
0 4
37,:
36,4
36,6
36,1
38
36,5
35,7
34,6
-28-
-2§т6-
?7,5
-26-
~2572~
24,1
3,68
3,8
3.5
3,68
3,64
3,8
3,54
3,7
—•— Са —■— H —ЕКО
Фосф.м.1 Фон+NP Фон + навоз Фон + т/га -фон 40т/га навоз+NP
Фон + Фон + Фон + Фон + солома 5 солома + сидераты сидераты + т/га ЫР ЫР
Рисунок 3 - Действие фосфоритной муки на физико-химические свойства чернозёма выщелоченного
Гипсование чернозёма также повлияло на емкость поглощения (рисунок 4). Совместное внесение с органическими удобрениями повысило содержание обменного кальция
35 30 25 20 15 10 5 0
на 2,9-4,1 мг-экв/100 г почвы против контрольного варианта. В связи с этим возросла емкость поглощения почвы до 32,2-33,3 мг-экв/100 г почвы.
32,8
31,2 30,4 30,8 оП ,о 31,3
оо о °1 23,4 21,6 22,7
21,4 --- —♦-- -* 71 fi
3,9 4,09 о,' 3,86 3,74 3,95 3,68
■ —■- и- —■- —■- —■- —■- -■
— Са -Ш— н
ЕКО
Гипс 3 т/га Фон + N Р - фон
Фон + Фон + Фон + навоз 40 навоз+ЫР солома 5 т/га т/га
Фон + Фон + Фон + солома + сидераты сидераты + ЫР ЫР
Рисунок 4 - Изменение физико-химических свойств чернозёма выщелоченного под влиянием гипса
При внесении навоза содержание гумуса в почве к концу ротации севооборота увеличилось с 3,48 до 3,65%. При ежегодном применении минеральных удобрений на фоне навоза наблюдали тенденцию повышения содержания гумуса, что, вероятно, было связано с увеличением доли пожнивных и корневых остатков. Содержание гумуса на этом варианте было выше контрольного на 0,19% (3,54%). Известкование почвы также положительно влияло на гумификацию и закрепление образующихся гумусовых веществ. В сочетании с навозом содержание гумуса в пахотном слое достигло 3,82%. Фосфоритование почвы способствовало незначительному повышению содержания гумуса. Внесение гипса практически не оказало влияния на накопление гумусовых веществ.
Во втором стационарном опыте за ротацию севооборота наблюдалось снижение содержания органического вещества на контрольном варианте с 3,52±0,08 до 3,49%. Потери запасов гумуса при минерализации органического вещества составили ежегодно около 0,3 т/га. Наибольшую эффективность показало последействие зеленого удобрения. Содержание гумуса на этом варианте достигло уровня
3,84%. Яровой рапс, заделанный в почву, по эффективности последействия на почву практически не уступал навозу.
Образование гумуса и закрепление гумусовых веществ в почве увеличивалось при совместном применении фосфоритной муки с известью и минеральными удобрениями. Содержание гумуса на этих вариантах в почве составило 3,83%. Такое увеличение связано с благоприятными условиями для разложения растительных остатков, насыщением ППК основаниями (Са, Мд), поступающими в почву, участием кальция и магния в формировании гумусовых веществ почвы.
В целом за ротацию севооборота установлено, что химические мелиоранты и удобрения в неодинаковой степени влияли на общую продуктивность культур (рисунок 5). На варианте без применения удобрений за ротацию севооборота суммарно было собрано 6,32 т/га з.е., а от ежегодного применения минеральных удобрений она увеличилась еще на 2,10 т/га з.е. Совместное применение органических и минеральных удобрений позволило повысить суммарную продуктивность 1 гектара до 10,13 т зерновых единиц.
чен при известковании чернозёма. На фоне извести сбор с 1 га за три года составил 7,31 тз.е., от дополнительного применения М175Р140 - 9,77 т з.е. При сочетании всех трех факторов, за счет создания более благоприятных условий для развития растений сбор зерновых был максимальный во всем опыте - 11,75 т. Эффективность фосфоритования почвы под зерновыми культурами также увеличивалась к концу ротации севооборота, в целом за севооборот сбор составил 7,20тз.е. На фоне фосфоритной муки при совместном применении навоза и минеральных удобрений суммарно было собрано 11,39 тонн. Действие гипса на 3-й год по отношению к извести и фосфоритной муке, наоборот, ослабевало.
За весь севооборот второго опыта суммарный сбор зерна на контрольном варианте составил 5,36 т, а с минеральными удобрениями - 6,82 т (рисунок 6). С применением органических удобрений наивысшую продуктивность обеспечил вариант навоз + ЫР, где продуктивность возросла до 7,57 т з.е. На фоне химических мелиорантов максимальный сбор отмечен на произвесткованной почве с применением органических и минеральных удобрений. В этом варианте с 1 га за три года суммарно было собрано 8,80 т з.е., что на 3,44 т больше, чем на контроле. Известкование почвы увеличивало эффективность органических удобрений. Фосфоритная мука и гипс также обеспечили значительные прибав-
0 ИзвестьЗ т/га-фон 0юофоритнаямука1т/га-фон Гиге3 т/га-фон
12
10
.-6
=1*11 т!
■ Без удобрений
5для част. разл. -НСР095 для орг. удобр. -НСР для мин. удобр.
0,1 9 т/га ■0,19 т/га
НСР095 для мелиор. -0,27 т/га
НСР095для взаимодействия орган, и минер, удобр. - 0,27 т/га
Рисунок 5 - Влияние различных систем удобрения на продуктивность зернопаровго севооборота (опыт 1) Из химических мелиорантов наибольший эффект полу-
I Без удобрений N175 Р140 ■ Наваз40т/га ■ Навоз+МР Солома5т/га Солома+МР Сидераты 38.6 т/га Сидераты+МР
НСР095для част. разл. - 0,33 т/г, НСР095 для орг. удобр. - 0,12 т/га, НСР095 для мин. удобр. - 0,10 т/га, НСР095 для мелиор. - 0,14 т/га,
НСР095для взаимод. орган, удобр. и мелиор. - 0,27 т/га
Рисунок 6 - Действие удобрений и мелиорантов на продуктивность севооборота (опыт 2)
ки урожайности культур в течение всего севооборота.
Результаты определения агрономической эффективности показали, что окупаемость 1 кг ЫРК (опыт № 1) при применении минеральных удобрений составила 6,7 кг зерна. На варианте с навозом в дозе 40 т/га наблюдали снижение до 2,0 кг. На фонах химических мелиорантов наибольшая окупаемость отмечена на вариантах известь + ЫР и гипс + ЫР, где она составила соответственно11,0 и 10,2 кг Внесение фосфоритной муки, как вещества, содержащего фосфор, в значительной мере снижало этот показатель (3,5 кг). Во втором стационарном опыте окупаемость единицы питательных веществ на варианте с М175Р140 составила 4,6 кг; из органических удобрений наибольший эффект получен от навоза, а совместно с минеральными удобрениями - от соломы (4,3 кг).
Окупаемость одного килограмма достигнута также на вариантах с известью и гипсом совместно с минеральными удобрениями (7,1; 6,9). При фосфоритовании чернозёма показатель окупаемости снижался. На фонах химических мелиорантов наибольшая окупаемость наблюдалась от соломы. Увеличение окупаемости от соломы связано, прежде всего, с невысоким количеством внесенных питательных веществ.
Различные системы удобрений влияли на качество зерновых культур, как в первый год действия, так и в последействии. На вариантах с внесением минеральных удобрений клейковины было больше на 1,4-3,5%. По всем вариан-
там опыта содержание клеиковины оставалось на низком уровне. Наибольший эффект был получен на варианте гипс + навоз + ЫР (22,8%). Это было связано с погодными условиями. Соответственно изменялся по вариантам и выход клейковины с гектара. Если на контроле выход составил 4,72 т/га, то от М35Р50 он достиг 6,29 т/га. Наибольший выход отмечен в 16 варианте, где было наибольшее содержание клейковины (9,01 т/га).
Содержание сырой клейковины на варианте без удобрений составило 21,0%, от минеральных удобрения -23,0%. Как и год назад, максимальную эффективность показало совместное применение гипса с навозом и минеральными удобрениями (24,6%). Погодные условия не благоприятствовали повышению качества зерна, в связи с чем выход клейковины оказался даже ниже, чем год назад. На контрольном варианте он составил 3,63 т/га. Натура зерна ячменя на контроле составила 631 г/л, от органических удобрений 641 г/л, от внесения азотно-фосфорного удобрения она была максимальной и достигла 653 г/л. На вариантах с мелиорантами натура колебалась от 633 до 652 г/л. Наблюдались различия по вариантам массы 1000 зёрен. На контроле масса составила 50,3 г, на фоне навоза она увеличилась на 1,9 г. Максимальная масса была отмечена на варианте фосфоритная мука + навоз + ЫР (57,2 г).
В условиях увлажненного периода вегетации содержа-
ние азота на контроле составило 1,83%, от минеральных удобрений оно повысилось до 2,28. Навоз увеличивал количество азота до 2,25%, а внесение использованной соломы и зеленого удобрения снижало этот показатель. Максимальное содержание сырой клейковины отмечено на варианте известь + навоз + ЫР (31,0%). В следующем году содержание азота в зерне пшеницы контрольного варианта составило
I,61%, на вторую пшеницу существенное влияние оказывал навоз, что сказалось положительно на накопление общих форм азота. Солома и сидераты на произвесткованной почве также способствовали накоплению этого элемента. Так, навоз и минеральные удобрения увеличивали количество азота до 2,28%, известь + солома + ЫР - до 2,39%, известь + сидераты + ЫР - до 2,25%. Основным же фактором, влияющим на его накопление, являлись минеральные удобрения, поэтому и содержание сырой клейковины в условиях засушливого лета зависело от их внесения (разница с контролем достигла 7,7%). Одни органические удобрения, или химические мелиоранты, существенных увеличений не показали. С применением М70Р50 на делянках опыта содержание сырой клейковины значительно увеличивалось. Так, на варианте навоз + ЫР показатель достиг уровня 30,3%, на фоне фосфоритной муки - 31,7%. Гипсование почвы совместно с органическими удобрениями оставляло качество зерна на уровне безфоновых вариантов.
Энергетические затраты на 1 га на контроле составили
II,1 ГДж. Выход валовой продукции с одного гектара с урожаем - 73,1 ГДж. На варианте с применением минеральных удобрений затраты возросли до 16,7 ГДж, а выход валовой продукции - 106,5 ГДж. Внесение гипса и извести увеличивали затраты совокупной энергии в среднем на 3,7 ГДж. Лучше всех вариантов на выход валовой энергии влияла произвесткованная почва с применением навоза и минеральных удобрений. Максимальное приращение валовой энергии с 1 га отмечено на вариантах в сочетании навоза и М175Р140 на фонах фосфоритной муки и извести - по 111,8 ГДж. Энергетический коэффициент в среднем за севооборот на контроле составил 6,57. С увеличением затрат на внесение минеральных удобрений он был ниже на 0,21, от органических - на 1,03. Максимальную эффективность показала фосфоритная мука, где коэффициент был выше на 0,39. За весь севооборот при использовании химических мелиорантов происходило увеличение приращения валовой энергии на 15,0-17,7%.
Выводы. 1. Различные системы удобрений положительно влияли на содержание в почве подвижных форм фосфора и обменного калия. Накопление фосфора в основном осуществлялось за счет внесения фосфоритной муки, где содержание подвижных фосфатов увеличилось на 3772 мг/кг, калия за счет внесения органических удобрений -на 3-32 мг/кг.
2. В конце ротации севооборота в почве наблюдалось снижение содержания кальция на контроле. При известковании чернозёма содержание его увеличилось, максимальный прирост (7,0 мг-экв /100 г почвы) отмечен при совместном использовании с навозом (опыт 1). Во втором опыте фосфоритная мука с соломой обеспечили самый высокий уровень содержания - 27,5 мг-экв/100 г почвы и самую большую емкость поглощения (38,0 мг-экв/100 г почвы)
3. Интенсивное снижение кислотности чернозема выщелоченного наблюдалось при известковании почвы, совместное внесение извести с органическими удобрениями привело к уменьшению величины Нг на 2,17 мг-экв/100 г почвы при одновременном увеличение степени насыщенности основаниями с 86,1 до 95,0%.
4. В накоплении гумуса в почве главную роль играли органические удобрения. При внесении 40 т навоза увеличение содержания гумуса составило 0,17-0,18%, при заделке зеленого удобрения - 0,35%. Внесение извести усиливало интенсивность гумусообразования.
5. Урожайность яровой пшеницы после пара зависела, в большей степени, от действия гипса, последействие его носило затухающий характер. Тогда как действие и после-
действие извести и фосфоритной муки стечением времени не ослабевало, а с внесением минеральных удобрений усиливалось. В результате этого на варианте известь с навозом и минеральными удобрениями было собрано 11,75 тз.е., что на 86% больше контрольного варианта в первом стационарном опыте. Во втором опыте на этом же варианте дополнительно было получено 3,44 т или 64% к контролю.
6. Наибольшая окупаемость 1 кг питательных веществ достигнута на вариантах гипсования и известкования чернозема с применением минеральных удобрений, где она составила соответственно 10,2-11,0 кг зерна в первом стационарном опыте и 7,1-6,9 - во втором.
7. Органические и минеральные удобрения способствовали накоплению в зерне яровой пшеницы общих форм азота, что сказалось на количестве сырой клейковины. Наибольшее её количество отмечено на вариантах с внесением навоза. Увеличение содержания на этих вариантах достигало 3,5% (опыт 1) и 10,0 % (опыт 2) по отношению к контрольному варианту.
8. В результате биоэнергетической оценки установлено, что при внесении фосфоритной муки достигается максимальный энергетический коэффициент (6,96). Наибольшее приращение валовой энергии отмечено на фонах химических мелиорантов с совместным внесением навоза и азотно-фосфорных удобрений. Во втором опыте максимальный энергетический коэффициент отмечен на варианте фосфоритная мука + сидераты (5,84), превысивший контроль на 0,26. Приращение валовой энергии на варианте известь + навоз + NP было максимальным (90,3 ГДж).
Список литературы
1 Плотников А.М., Яковлев В.А Влияние удобрений и химических мелиорантов на урожайность и качество зерна яровой пшеницы //Аграрный вестник Урала. 2003. № 5 (17). С. 46-47.
2 Плотников A.M. Влияние удобрений и химических мелиорантов на свойства чернозёма выщелоченного // Проблемы борьбы с засухой: материалы международной научно-практической конференции. Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2005. Т. 2. С. 173-175.
3 Яковлев В.А., Плотников A.M. Влияние химических мелиорантов и удобрений на продуктивность зернопарового севооборота и агрохимические свойства чернозёма выщелоченного //Аграрный вестник Урала. 2005. № 2 (26). С. 43-45.
4 Иванюшин Е.А., Плотников A.M., Созинов А.В., Яковлев В.А. Эволюция чернозёмов Зауралья и мероприятия по регулированию их плодородия и повышению продуктивности полевых культур / под общей редакцией В.А. Яковлева. Куртамыш: ГУП «Куртамышская типография», 2006. 229 с.
5 Плотников A.M. Иванюшин Е.А. Запасы гумуса и азота в чернозёмах Зауралья // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2010. № 9 (71). С. 37-40.
List of references
1 Plotnikov A.M., Yakovlev V.A. The influence of fertilizers and chemical améliorants on the yield and grain quality of spring wheat//Agrarian Vestnik of the Urals. 2003. № 5(17). Pp. 46-47.
2 Plotnikov A.M. Influence of fertilizers and chemical améliorants on the leached chernozemic soil properties // Problems of drought control: materials of the international scientific-practical conference. Stavropol: Publishing House of the State Agrarian University "AGRUS", 2005. V. 2. Pp. 173-175.
3 Yakovlev V.A., Plotnikov A.M. Influence of chemical améliorants and fertilizers on the productivity of grain-pair crop rotation and agrochemical properties of leached chernozemic soil //Agrarian Vestnik of the Urals. 2005. № 2 (26). Pp. 43-45.
4 Ivanyushin EA, Plotnikov A.M., Sozinov AV, Yakovlev V.A. The evolution of Zauralye chernozemic soil and measures to regulate their fertility and increase the productivity of field crops / edited by V.A. Yakovlev. Kurtamysh: State Unitary Enterprise Kurtamysh Printing House, 2006. 229 p.
5 Plotnikov A.M. Ivanyushin E.A. Reserves of humus and nitrogen in Zauralye chernozemic soil // Vestnik of the Altai State Agrarian University. 2010. № 9 (71). Pp. 37-40.
