CC BY
19
Вестник Курганской ГСХА №3,2018 Сельскохозяйственные науки 45
УДК 631.82
A.M. Плотников
БАЛАНС ФОСФОРА В ЗЕРНОПАРОВОМ СЕВООБОРОТЕ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «КУРГАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ Т.С. МАЛЬЦЕВА», КУРГАН, РОССИЯ
A.M. Plotnikov PHOSPHORUS BALANCE IN ROTATION 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 [email protected]
Аннотация. В условиях Зауралья в четырехпольном зернопаровом севообороте, на черноземе выщелоченном легкосуглинистом изучено влияние аммиачной селитры, суперфосфата двойного и фосфогипса на баланс фосфора. Исследования проводились в стационарном опыте на опытном поле Курганской ГСХА в 2012-2014 годах. Расчет хозяйственного баланса фосфора проведен с учетом урожайности основной и побочной продукции каждой культуры севооборота, а также определением элемента в зерне и соломе.
Вносимые в опыте удобрения неодинаково влияли на баланс фосфора в севообороте. Баланс фосфора был отрицательным на вариантах без удобрений (-46,3 кг/га) и с применением фосфогипса (-33,1-40,7 кг/га). При ежегодном применении азотного удобрения вынос фосфора увеличился до 53,6-53,8 кг/га. Наибольший вынос элемента отмечен в варианте с использованием минеральных удобрений на фоне фосфогипса - 60,7 кг/га.
Применение минеральных удобрений и фосфогипса приводило кзна-
Введение. Одной из важнейших задач земледелия является рациональное применение удобрений с целью повышения плодородия почв и роста продуктивности сельскохозяйственных культур. Без компенсирования выноса элементов питания с урожаем за счет удобрений и мелиорантов наступает обеднение и деградация почв, ухудшается экологическое состояние агроцено-зов. Для получения запланированной продуктивности сельскохозяйственных культур, сохранения и повышения плодородия почвы нормы удобрений должны компенсировать вынос элементов питания с отчуждаемой продукцией и другие потери. В севооборотах большую роль играют научно обоснованные системы удобрения и определение норм питательных элементов, в частности, фосфора. Фосфор в значительной мере определяет плодородие почв агроэкосистем. В комплексе технологий, направленных на оптимизацию фосфорного состояния почв, основная роль принадлежит фосфорсодержащим удобрениям и нетрадиционному минеральному сырью. Систематическое применение их отражается на продуктивности и экологическом состоянии агроцено-зов [1, 2, 8].
Баланс фосфора за ротацию севооборота является важной составной частью системы удобрения. Он характеризует степень соответствия приходных и расходных статей элементов питания за определенное время [10, 12].
На чернозёмах выщелоченных Зауралья повышение биологической продуктивности агроценозов затруднитель-
чительному изменению структуры баланса фосфора в севообороте. Интенсивность баланса при норме внесения суперфосфата (120 кг д.в.) на три года составила 222 %, при применении фосфогипса интенсивность была 20-38%. Совместное использование минеральных удобрений и фосфогипса увеличивало интенсивность баланса до 235%.
Ключевые слова: чернозём выщелоченный, минеральные удобрения, фосфогипс, фосфор, баланс.
Abstract. The effect of ammonium nitrate, double superphosphate and phosphogypsum on the phosphorus balance has been studied in conditions of Zauralye in a four-field grain-fallow crop rotation. It is done on leached chernozem of light loamy. The studies were carried out in a stationary experiment on the experimental field of the Kurgan State Agricultural Academy in 2012-2014. The calculation of the economic phosphorus balance was carried out taking into account the yields of main and minor products of each crop of rotation, as well as the determination of the element in the grain and straw.
Fertilizers applied in the experiment had different effects on the phosphorus balance in the crop rotation. The phosphorus balance was negative on the variants without fertilizers (-46.3 kg/ha) and using phosphogypsum (-33.1-40.7 kg/ha). With the annual use of nitrogen fertilizer, phosphorus removal increased to 53.6-53.8 kg/ha. The largest removal of the element was noted in the variant with the use of mineral fertilizers on the background of phosphogypsum - 60.7 kg/ha.
The use of mineral fertilizers and phosphogypsum led to a significant change in the structure of the phosphorus balance in crop rotation. The intensity of the balance at the rate of making superphosphate (120 kg) for three years was 222%, using phosphogypsum the intensity was 20-38%. Combined use of mineral fertilizers and phosphogypsum increased the intensity of the balance up to 235%.
Keywords: leached chernozem, mineral fertilizers, phosphogypsum, phosphorus, balance.
но без применения минеральных удобрений. В настоящее время для лесостепной зоны Зауралья разработаны научно обоснованные системы удобрений, севооборотов и обработки почвы [3-7, 11, 13]. Однако баланс фосфора в севооборотах и пути увеличения коэффициентов использования элемента из удобрений на чернозёмных почвах региона недостаточно изучены.
Для оценки состояния баланса элементов используется такой показатель, как интенсивность баланса - отношение прихода элементов питания к их расходу в процентах [10].
В качестве одного из источников фосфора используется отход промышленного производства фосфорной кислоты - фосфогипс. При его внесении в количестве 1 т/га на поле поступает 265 кг - Са, 215 - Э (общ.), 20 - Р205 и 9,8 кг ЭЮ2, компенсируются потери кальция из старопахотных почв, а также решается проблема серного, кремниевого и частично фосфорного удобрений.
В связи с этим целью наших исследований являлось изучение баланса фосфора в зернопаровом севообороте на чернозёме выщелоченном лесостепной зоны Зауралья при применении различных систем удобрения.
Методика. В 2012 году на опытном поле Курганской ГСХА был заложен стационарный полевой опыт по изучению влияния минеральных удобрений в сочетании с фос-фогипсом на баланс фосфора в севообороте.
Почва опыта - чернозём выщелоченный -характеризовался следующими показателями: количество фракций <0,01 мм в горизонте Апах составляло 28,9%;
Научный журнал
Вестник Курганской ГСХА
содержание гумуса - 3,42%; ёмкость катионного обмена - 23,4 мг.-экв./ЮО г почвы; степень насыщенности основаниями - 82,9%; рН солевой вытяжки - 5,7 ед.; содержание подвижной серы - 4,3 мг/кг; подвижного фосфора - 39 мг/кг, обменного калия - 135 мг/кг.
Размещение вариантов в опыте - рандомизированное, повторность - четырехкратная. Общая площадь делянки - 30 м2, учетная - 24 м2 (2><12). Фосфогипс вносили под первую пшеницу после пара вручную разбросным способом с последующей заделкой предпосевной культивацией на глубину 10-12 см. В опыте применяли фосфогипс Мелеузовского химического завода (массовая доля основного вещества, Са304-2Н20, в пересчете на сухой дигидрат составляет 77%).
Схема опыта состоит из трех блоков с различными фонами - нормами фосфогипса: 0; 0,5 и 1,0 т/га. На каждом фоне по шесть вариантов с различными дозами и сочетаниями аммиачной селитры (34,6% д.в.) - 1М40 и 1М80 и суперфосфата двойного (46% д.в.). Суперфосфат, как и фосфогипс, вносился один раз за ротацию севооборота в запас на 3 года - из расчета 120 кг Р205 на гектар под первую пшеницу после пара. Азотное удобрение вносили ежегодно перед посевом. Культуры (пшеница сорта Жигулевская, ячмень сорта Прерия) высевали с нормой высева 5,0 млн. всхожих зерен на гектар. Посев проводили
При оценке выноса фосфора второй пшеницей после пара отмечается такая же тенденция - на варианте без удобрений вынос элемента составил 15,8 кг/га, рост выноса произошел на вариантах с применением аммиачной селитры в дозах М40-1М80 (до 18,1-19,2 кг/га) и на фоне фосфогипса (до 16,7-17,1 кг/га). В 2014 году вынос фосфора ячменём составил от 22,4 до 33,5 кг/га по вариантам опыта.
Вынос фосфора за ротацию севооборота составил в контрольном варианте 46,3 кг/га. При ежегодном применении азотного удобрения вынос фосфора увеличился до 53,6-53,8 кг/га. Наибольший вынос элемента отмечен в варианте с использованием минеральных удобрений на фоне фосфогипса - 60,7 кг/га.
посевным комплексом АПП-7,2. Уборку проводили в фазу полной спелости культур комбайном для мелкоделяночных опытов марки «ТЕРРЮЫ ЗР2010». Урожайность пересчитывали в т/га при стандартной влажности и 100% чистоте. Посев производили в 2012 году 24 мая, уборку - 15 августа, в 2013 году - 2 июня и 10 сентября, в 2014 году - 1 июня и 10 октября соответственно. Для расчета хозяйственного баланса проводили определение фосфора в зерне и соломе зерновых культур.
Технология возделывания зерновых культур и используемые дозы азотно-фосфорных удобрений соответствовали рекомендованным для нашей зоны [9].
Результаты. Содержание минеральных веществ в растениях определяется в основном их биологическими особенностями, почвенно-кпиматическими условиями произрастания и уровнем минерального питания. Внесение минеральных удобрений в опыте увеличило вынос фосфора зерновыми культурами. Из почвы хозяйственный вынос фосфора первой пшеницей после пара в 2012 году составил на варианте без удобрений 8,1 кг/га. Использование фосфорного удобрения в запас увеличило вынос элемента до 8,6 кг/га. На вариантах с совместным использованием азота и фосфора вынос увеличился до 9,2 кг/га. Наибольший вынос фосфора отмечен на варианте с применением фосфогипса - 10,5 кг/га (таблица).
Расчет баланса фосфора за ротацию севооборота показал, что внесение суперфосфата компенсировало вынос. Применение минеральных удобрений и фосфогипса приводило к значительному изменению структуры баланса фосфора в севообороте.
В результате количественного сопоставления основных статей баланса фосфора в севообороте установлено, что отчуждение фосфора с урожаем сельскохозяйственных культур с избытком возмещалось поступлением его в почву с удобрениями.
Применение суперфосфата двойного в нормах из расчета 40 кг на 1 га севооборотной площади, обеспечивает интенсивность баланса на уровне 222%. На фоне примене-
Таблица - Вынос и баланс фосфора в зернопаровом севообороте
Вариант Вынос фосфора, кг/га Внесено Р205 за 3 года Баланс, кг/га Интенсивность баланса, %
2012 год 2013 год 2014 год вынос всего
1. Контроль (без удобрений) 8,1 15,8 22,4 46,3 - -46,3 -
2Ло 9,8 19,2 24,6 53,6 - -53,6 -
зЛо 9,2 18,1 26,5 53,8 - -53,8 -
4. Р40 (в запас на 3 года всего Р120) 8,6 21,3 24,1 54,0 120,0 66,0 222
5-МЛ 9,2 20,4 29,2 58,8 120,0 61,2 204
6- М8„Р4„ 8,3 21,5 28,3 58,1 120,0 61,9 207
7. Фосфогипс 0,5 т/га - фон 1 7,9 16,7 26,1 50,7 10,0 -40,7 20
8. Фон 1 +1\140 8,1 19,3 32,8 60,2 10,0 -50,2 17
9. Фон 1 +1\180 8,6 19,3 31,1 59,0 10,0 -49,0 17
10. Фон 1 +Р40 8,8 18,0 26,3 53,1 130,0 76,9 245
11. Фон 1 -Чу«, 9,8 19,6 29,8 59,2 130,0 70,8 220
12.ФОН1+М80Р40 9,7 20,1 30,9 60,7 130,0 69,3 214
13. Фосфогипс 1,0 т/га - фон 2 10,5 17,1 25,5 53,1 20,0 -33,1 38
14. Фон 2 +1\140 8,1 20,6 30,5 59,2 20,0 -39,2 34
15. Фон 2 +1\180 8,7 18,0 29,4 56,1 20,0 -36,1 36
16. ФОН2+Р40 8,3 17,7 33,5 59,5 140,0 80,5 235
17.Фон2+М40Р40 8,4 18,7 33,5 60,6 140,0 79,4 231
18.ФОН2+М80Р40 8,9 19,1 31,6 59,6 140,0 80,4 235
Вестник Курганской ГСХА №3,2018 Сельскохозяйственные науки 47
ния фосфогипса в норме 0,5 т/га интенсивность составила 20%, при норме 1,0 т/га интенсивность баланса увеличилась до 38%.
Выводы
1. Баланс фосфора был отрицательным на вариантах без удобрений (-46,3 кг/га) и с применением фосфогипса (-33,1-40,7 кг/га).
2. Интенсивность баланса фосфора при норме суперфосфата Р120 натри года составила 222%, при применении фосфогипса интенсивность была 20-38%. Совместное использование минеральных удобрений и фосфогипса увеличивало интенсивность баланса до 235%.
Список литературы
1 Аристархов А.Н. Оптимизация питания растений и применение удобрений в агроэкосистемах. М.: ЦИНАО, 2000. 522 с.
2 Бледных В.В., Синявский И.В., Свечников П.Г Проектирование технологических процессов в растениеводстве // Вестник ЧГАА. 2014. Т. 70. С. 219-223.
3 Плотников A.M., Балуева H.A., Созинов A.B., Вафин H.H. Влияние трепела, сапропеля и минеральных удобрений на урожайность и качество зерна пшеницы в звене севооборота // Вестник Курганской ГСХА. 2018. № 2 (26). С. 49-51.
4 Плотников A.M., Кабдунова Г.С. Баланс фосфора и продуктивность зернопарового севооборота под влиянием минеральных удобрений // Пути реализации Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017-2025 годы: материалы международной научно-практической конференции (19-20 апреля 2018 г.) / под общ. ред. д. с.-х. н., проф. Сухановой С.Ф. Курган: Изд-во Курганской ГСХА, 2018. С. 945-949.
5 Плотников A.M., Кабдунова Г.С. Баланс элементов питания и продуктивность зернопарового севооборота при применении минеральных удобрений // Проблемы агрохимии и экологии. 2018. № 1. С. 38-41.
6 Плотников A.M., Тарабаев В.П. Продуктивность зернопарового севооборота при использовании фосфогипса и минеральных удобрений // Вестник Курганской ГСХА. 2016. № 3 (19). С. 44-46.
7 Плотников A.M., Яковлев В.А. Влияние удобрений и химических мелиорантов на урожайность и качество зерна яровой пшеницы //Аграрный вестник Урала. 2003. № 5 (17). С. 46-47.
8 Синявский В.А., Синявский И.В. Влияние антропогенного фактора на процессы почвообразования в лесостепной зоне Зауралья // В книге: Челябинскому государственному агроинженерному университету -70 лет: тезисы докладов на XL научно-технической конференции, 2001. С. 394-395.
9 Система адаптивно-ландшафтного земледелия Курганской области: монография//А.Л. Иванов [и др.]/ под ред. акад. РАСХН А.Л. Иванова. Куртамыш: ГУП «Куртамышская типография», 2012. 494 с.
10 Чумаченко И.Н. Фосфор в жизни растений и плодородии почв. М.: ЦИНАО, 2002. 124 с.
11 Шилов А.Н., Плотников A.M. Продуктивность зернопарового севооборота под влиянием азотно-фосфор-ных удобрений // Вестник Курганской ГСХА. 2014. № 1 (9). С. 28-30.
12 Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия. М.: Мир. 2003. 584 с.
13 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.
List of references
1 Aristarkhov A.N. Optimization of plant nutrition and fertilizer use in agroecosystems. M.: Central Scientific Research Institute of Agrochemical Services, 2000. 522 p.
2 Blednykh V.V., Sinyavsky I.V., Svechnikov PG. Designing of technological processes in plant growing//VestnikChAA. 2014. V. 70. Pp. 219-223.
3 Plotnikov A.M., Balueva N.A., SozinovA.V., Vafin N.N. Influence of kizelgur, putrid mud and mineral fertilizers on the yield and quality of wheat grain in the link of crop rotation // Vestnik Kurganskoj GSHA. 2018. № 2 (26). Pp. 49-51.
4 Plotnikov A.M., Kabdunova G.S. Phosphorus balance and grain-crop rotation under the influence of mineral fertilizers // Ways to implement the Federal Scientific and Technical Program for the Development of Agriculture for 2017-2025: materials of the international scientific-practical conference (April 19-20, 2018) / under the general ed. Doctor of Science in Agriculture, prof. Sukhanova S.F. Kurgan: Publishing house of Kurgan State Agricultural Academy, 2018. Pp. 945-949.
5 Plotnikov A.M., Kabdunova G.S. The nutrient balance and the productivity of grain-steam crop rotation using mineral fertilizers // Problems of Agrochemistry and Ecology. 2018. № 1. Pp. 38-41.
6 Plotnikov A.M., Tarabayev V.P The productivity of grain-steam crop rotation using phosphogypsum and mineral fertilizers //Vestnik Kurganskoj GSHA. 2016. № 3 (19). Pp. 44-46.
7 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.
8 Sinyavsky V.A., Sinyavsky I.V. The influence of the anthropogenic factor on soil formation processes in the forest-steppe zone of Zauralye // In the book: Chelyabinsk State Agro-Engineering University is 70 years old: abstracts of the reports at the XL scientific and technical conference, 2001. Pp. 394-395.
9 Adaptive landscape agriculture System of the Kurgan region: monograph // A.L. Ivanov [et al.] / Ed. Acad. RAAS A.L. Ivanova. Kurtamysh: State Unitary Enterprise "Kurtamysh Printing House", 2012. 494 p.
10 Chumachenko I.N. Phosphorus in plant life and soil fertility. M.: Central Scientific Research Institute of Agrochemical Services. 2002. 124 p.
11 Shilov A.N., Plotnikov A.M. The productivity of grain-steam crop rotation under the influence of nitrogen-phosphate fertilizers//Vestnik Kurganskoj GSHA. 2014. № 1 (9). Pp. 28-30.
12 Yagodin B.A., Zhukov Yu.P, Kobzarenko V.I. Agro-chemistry. M .: Mir. 2003. 584 p.
13 Yakovlev V.A., Plotnikov A.M. The influence of chemical améliorants and fertilizers on the productivity of grain-steam crop rotation and agrochemical properties of leached chernozem //Agrarian Vestnik of the Urals. 2005. № 2 (26). Pp. 43-45.
