CC BY
12УДК 631.86
БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ
В.В. Окорков, д.с.-х.н., И.В. Семин — Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии,
E-mail: adm@vnish.elcom.ru
На серых лесных почвах Ополья биологическая активность увеличивалась при применении полного минерального удобрения за счет фосфорных и органических удобрений, а так же при более благоприятных условиях увлажнения. По сравнению с контролем варианты с одними органическими удобрениями за 2 года исследований обеспечили среднюю прибавку в урожайности зерна 4,6-5,5 ц/га, с минеральными - 8,0-8,1, при сочетании органических удобрений с минеральными - 6,4-8,9 ц/га. Окупаемость прибавкой урожая близких доз элементов питания была более высокой при минеральной и органоминеральной системах удобрения, чем при органической.
Ключевые слова: серая лесная почва, навоз КРС, помет кур, помет гусей, продуктивность, биологическая активность.
Широко известно существование прямой зависимости между уровнем плодородия почвы, применением удобрений и урожайностью сельскохозяйственных культур, что вызывает необходимость исследований по влиянию систем удобрения на агрономически важные свойства почв, влияющие на их плодородие и экологическое состояние. Для серых лесных почв Ополья приоритетными направлениями исследований должны быть приемы повышения эффективности удобрений и их влияние на биологическую активность почвы.
В настоящее время повсеместно произошло уменьшение выхода навоза крупного рогатого скота в связи с сокращением его поголовья, и на второе место по выходу органических удобрений выходит птичий помет [1-5]. Птицеводство - наиболее динамично развивающаяся отрасль. Увеличивающиеся и накапливающиеся его отходы (помет) нуждаются в использовании в качестве ценного органического удобрения на полях сельскохозяйственных предприятий. Их утилизация предотвращает и загрязнение окружающей среды вблизи птицефабрик.
На сегодняшний день экономическое состояние аграрных предприятий не позволяет вести работы по повышению плодородия почв за счет применения органогенных отходов без должного экономического эффекта. Установлено, что эффективность одних органических удобрений на серых лесных почвах может быть ниже, чем эквивалентных доз минеральных удобрений [6-7]. В силу значительного варьирования агрохимического состава органогенных отходов их окупаемость может меняться в значительных пределах [4,7]. Поэтому актуальными становятся исследования и по разработке условий наиболее эффективного использования отходов.
Часто применяемые методы анализа химических и физических свойств почвы полностью не отражают происходящие в ней изменения биологического характера. Морфологические и химические свойства почв более консервативны и являются результатом накопления прежних процессов. В таком случае преимущество имеют методы по изучению активности живых организмов, которые чутко реагируют на изменяющиеся условия особенно при применении органических удобрений.
Цель исследований - проведение сравнительного изучения минеральной, органической и органоминеральной систем удобрений на основе навоза КРС и помета птицы по влиянию на биологическую активность серой лесной почвы Владимирского ополья и продуктивность озимой пшеницы и ячменя в шестипольном севообороте.
Опыт заложен в 2011 году на участке чистого пара. Исследования вели в 2012-2013 гг. в посевах озимой пшеницы и ячменя. В качестве местных органических удобрений использовали навоз КРС, помет кур и гусей предприятий района. Дозы органических удобрений рассчитывали исходя из внесения на 1 га 200 кг азота. Они составили: навоз КРС - 28 т/га и 14 т/га в вариантах с полными и половинными дозами на-
Система удобрения:
Озимая пшеница, 2012 г Ячмень, 2013 г
Контроль Контроль
М40Р40К40 М40Р40К40
М80Р80К80 М80Р80К80
Н КРС - 28 т/га Последействие Н КРС - 28 т/га
Н КРС - 28 т/га + М^К*, Последействие Н КРС - 28 т/га + М40Р40К40
Н КРС - 14 т/га + М40р4„К40 Последействие Н КРС - 14 т/га + МПР„К,„
П кур - 29 т/га Последействие П Кур - 29 т/га
П кур - 29 т/га + N4^ Последействие П кур - 29 т/га + М40К40
П кур - 15 Т/га + М40Р40К40 Последействие П кур - 15 т/га + М40Р40К40
П гусей - 50 т/га Последействие П гусей - 50 т/га
П гусей - 50 т/га + М40К40 Последействие П гусей- 50 т/га + М40К40
1. Химический состав органических удобрений
Вид органического удобрения N , , % общ' Р2°у % К2О, % рНкс1 Влажность, %
Навоз КРС 0,72 0,51 0,52 7,76 73,5
Помет кур 0,69 1,07 0,52 7,50 66,7
Помет гусей 0,40 0,60 0,41 6,61 49,9
воза; куриный помет - 29 т/га и 15 т/га соответственно; гусиный помет - 50 т/ га (табл. 1).
В качестве минеральных удобрений использовали аммиачную селитру, двойной суперфосфат и калийную соль. Органические удобрения под озимую пшеницу вносили в чистый пар под вспашку, фосфорно-калийные под основную обработку почвы, азотные весной в подкормку отрастающей озимой пшеницы и под культивацию перед посевом ячменя.
Повторность опыта 4-х кратная. Расположение делянок рендомизирован-ное. Площадь делянки 50 м2 (5 м х 10 м). Отбор, подготовку и анализ почвенных и растительных образцов проводили общепринятыми химическими и физико-химическими методами.
Исследования показали, что максимальная гигроскопичность почвы опытного участка колебалась от 5,6 до
7,4 %, влажность устойчивого завяда-ния растений - от 8,4 до 11,1 %. Запас недоступной для растений влаги для слоя почвы 0-100 см составил 138,8 мм.
В 2012 г. распределение осадков в течение вегетационного периода было неравномерным. Весенне-летний период характеризовался повышенным увлажнением, что благоприятствовало интенсивному кущению озимой пше-
ницы. Однако в третьей декаде июня и первой декаде июля эффективные осадки отсутствовали, что привело к формированию относительно щуплого зерна. Наиболее низкие показатели расхода влаги наблюдались в контрольном варианте (234,4 мм). На удобренных вариантах они были на 40-60 мм более высокими (табл. 2). Более экономно использовалась влага в контроле и при применении ординарной дозы NРК. Коэффициент водопотребления составил 4,9-5,0 мм на 1 ц зерна. В вариантах применения двойной дозы NРК и сочетания полных доз навоза и минеральных удобрений он был на 9-10 % более высоким (5,4-5,5 мм на 1 ц зерна). Удобренные варианты значительно больше использовали влаги из слоя почвы 40-100 см (39-53 мм) против контроля (10,8 мм).
При запоздалой весне в 2013 году средние температуры воздуха в мае по
2-ю декаду июля были более высокими на 3-5 0С. В 1-й декаде мая выпало недостаточное количество осадков (39 % от нормы), во 2-й - близкое к норме (114 %), а в 3-й - в 3,6 раза более высокое. Кроме того из-за обильно выпавших осадков в осенний период 2012 года образовавшиеся нитраты активно вымывались из слоя почвы 0-40 см в более глубокие слои. Следовательно,
в вариантах контроля и применения только органических удобрений у зерновых культур в ранний период вегетации ощущался острый недостаток в азоте, что сдерживало кущение ячменя и закладку репродуктивных органов. Даже в вариантах с внесением азотных удобрений под культивацию обильные осадки 3-й декады мая вызвали перемещение значительной части нитратного азота глубже 40 см, что вело к абсолютному снижению эффективности удобрений. За 1-ю и 9 дней 2-й декады июля сумма осадков составила соответственно 10,0 и 5,9 мм, то есть осадки были малоэффективными. И лишь 20 июля количество осадков составило 16,4 мм. Отсутствие эффективных осадков в 1-й и 2-й декадах июля отрицательно влияло на формирование зерновок ячменя, вело к росту числа непродуктивных стеблей (около 20 % от общего числа), наблюдалось поражение растений листовой и стеблевой ржавчиной. Это привело к снижению урожайности этой культуры по сравнению с многолетними данными в 2 раза. С 3-й декады июля по 1-ю декаду сентября осадков выпало в 2,5 раза больше, чем по среднемноголетним данным за тот же период, что усложнило уборку культуры. Из-за низкого урожая ячменя использование влаги из слоя почвы 40100 см в 1-й и 2-й декадах июля было невысоким (22-30 мм). И лишь при применении двойной дозы NPK оно достигало 49 мм. Однако из-за большого числа непродуктивных стеблей это не обеспечило получение высокого урожая зерна ячменя и в этом варианте. В неблагоприятных погодных условиях 2013 года расход влаги на создание 1 ц зерна в удобренных вариантах
2. Влияние удобрений на использование влаги культурами севооборота, ц/га (2012-2013 гг.)
Вариант Исходные запасы влаги в метровом слое почвы, мм Запасы влаги в метровом слое почвы в период уборки, мм Осадки вегетационного периода, мм Общий расход влаги, мм Урожайность, ц/га Коэффициент водопотребления, мм/ц зерна Использование влаги из слоя почвы 40-100 см, мм
Озимая пшеница. 2012 г.
1. Контроль 293,2 261,3 202,5 234,4 47,0 5,0 10,8
2. NРK 305,7 234,2 202,5 274,0 55,6 4,9 39,0
3. 2 NРK 323,1 230,6 202,5 295,0 53,8 5,5 44,8
5. Навоз КРС (28) + NРK 310,7 222,1 202,5 291,1 53,9 5,4 47,6
8. Помет Кур (29) + NK 295,4 204,9 202,5 293,0 53,0 5,5 53,0
Ячмень. 2013 г.
1. Контроль 307,7 294,6 300,7 313,8 18,0 17,4 21,8
2. NРK 317,7 298,5 300,7 319,9 25,4 12,6 28,2
3. 2 NРK 319,7 297,8 300,7 322,6 27,4 11,8 48,8
5. Навоз КРС (28) + NРK 307,6 297,5 300,7 310,8 28,5 10,9 26,0
8. Помет Кур (29) + NK 300,0 282,0 300,7 318,7 28,2 11,3 30,0
Примечание: 1. Контроль; 2. NPK; 3. 2 NPK; 4. Н КРС (28); 5. Н КРС (28) + NPK; 6. Н КРС (14) + NPK; 7. П кур(29); 8. П кур (29) + NK; 9. П кур (15) + NPK; 10. П гусей (50);
11. П гусей (50) + NK;
Рис. 1. Влияние удобрений на степень разложения клетчатки в слое почвы
0-20 см, % (2012-2013 гг.)
был в 2 раза более высоким (10,9-12,4 мм/ц зерна), чем для озимой пшеницы в 2012 году (табл. 2).
В ходе исследований установлено, что в слое почвы 0-20 см в 2012-2013 гг. биологическая активность повышалась с ростом дозы полного минерального удобрения (рис. 1). Относительно контроля возрастала она и от применения навоза КРС. Совместное внесение полной дозы навоза КРС с одинарной дозой NPK в посевах пшеницы вело к снижению степени разложения клетчатки, а в посевах ячменя - к росту этого показателя. Уменьшение дозы навоза КРС в 2 раза несколько снижало степень разложения клетчатки. Относительно контроля повышалась микробиологическая активность при использовании помета кур. При сочетании его с азотно-калийными минеральными удобре-
ниями под озимой пшеницей наблюдали небольшое повышение степени разложения клетчатки, а под ячменем - снижение ее. В оба года степень разложения клетчатки резко возрастала при сочетании половинной дозы куриного помета с NPK. Относительно контроля выявлен и рост биологической активности в варианте с одним гусиным пометом. Добавление к нему азотно-калийных удобрений снижало биологическую активность почвы. Из результатов исследований с куриным и гусиным пометом вытекает повышающая биологическую активность почвы роль органических и фосфорных минеральных удобрений. По результатам исследований 2013 года выявлено повышающее биологическую активность действие возрастающих доз навоза КРС. Можно полагать, что возрастание
степени разложения клетчатки при использовании полного минерального удобрения обусловлено ростом доз внесения фосфорных удобрений.
В 2012 году степень разложения клетчатки от применения одних органических удобрений возрастала от куриного помета к навозу КРС и гусиному помету. В последействии интенсивность разложения клетчатки повышалась от навоза КРС к гусиному и куриному помету.
Температурный режим вегетационного периода культур в годы наблюдений был близким к среднемноголетним данным. Однако более влажным был 2013 год. Это вело к росту биологической активности почвы и более интенсивному разложению клетчатки.
Урожайность зерна озимой пшеницы по сравнению с контролем при применении всех удобрений повысилась с 47,0 до 55,6 ц/га. Одинарная доза минеральных удобрений повысила ее до 55,6 ц/га, а двойная доза не имела преимуществ из-за более интенсивного полегания. Навоз КРС увеличивал урожайность культуры до 51,0 ц/га. От сочетания разных доз этого удобрения с одинарной дозой NРК наблюдалась лишь тенденция повышения урожайности озимой пшеницы. Близкие закономерности наблюдались и от разных способов применения куриного помета. Применение гусиного помета обеспечило достоверную прибавку урожая не только против контроля, но и по сравнению с навозом КРС и пометом кур. На делянках с гусиным пометом полностью отсутствовало полегание озимых. На озимой пшенице при сравнительно благоприятных погодных условиях прибавка урожая варьировала от 8,5 до 18,3 % (табл. 3).
При неблагоприятных погодных условиях 2013 года при применении
3. Влияние удобрений на урожайность озимой пшеницы (2012 г.) и ячменя (2013 г.), ц/га
Вариант Урожайность, ц/га Средняя урожайность, ц/га Средняя прибавка, ц/га Сумма питательных веществ, кг/га Окупаемость 1 кг д.в. удобрений, кг зерна
Озимая пшеница, 2012 г Ячмень, 2013 г
1. Контроль 47,0 18,0 32,5 - - -
2. NPK 55,6 25,4 40,5 8,0 2,4 6,7
3. 2 NPK 53,8 27,4 40,6 8,1 4,8 3,4
4. Навоз КРС-28 т/га 51,0 23,3 37,2 4,7 4,9 1,9
5. Н КРС 28 т/га + NPK 53,3 28,5 40,9 8,4 7,3 2,3
6. Н КРС 14 т/га +NPK 53,3 27,2 40,2 7,7 4,8 3,2
7. Помет кур-29 т/га 51,5 22,7 37,1 4,6 5,1 1,8
8. П кур 29 т/га + NK 53,0 28,2 40,6 8,1 6,7 2,4
9. П кур 15 т/га+ NPK 54,3 28,5 41,4 8,9 5,8 3,1
10. П гусей 50 т/га 55,2 20,8 38,0 5,5 7,1 1,6
11. П гусей 50 т/га + NK 52,7 25,1 38,9 6,4 8,7 1,5
НСР05, ц/га 3,7 2,2 3,0
T, % 2,42 3,08
Рис.2. Взаимосвязь окупаемости 1 кг д.в. удобрений прибавкой зерна
за 2 года от суммы внесенных питательных веществ в вариантах минеральной
и органоминеральной систем удобрений.
удобрений достоверные прибавки урожая зерна ячменя варьировали от 2,8 до 10,5 ц/га, что составило 15,6-58,3 %. Одинарная доза полного минерального удобрения повысила урожайность ячменя на 7,4 ц/га или на 41 %. От внесения двойной дозы NРК дальнейшего достоверного роста урожайности этой культуры не наблюдалось (прибавка составила 9,4 ц/га или 52 %). От последействия навоза КРС и помета кур наблюдались близкие размеры прибавок (5,3 и 4,7 ц/га), относительный прирост урожая составлял соответственно 29,4 и 26,1 %. Последействие помета гусей было несколько более низким (2,8 ц/га или 15,6 %). Сочетание минеральных удобрений с последействием всех органических удобрений обеспечило достоверное повышение урожая против одних органических. Сочетание разных доз навоза КРС и куриного помета с одинарной дозой NРК или NК обеспечивало близкую урожайность зерна ячменя (на уровне двойной дозы NРК или несколько выше), а помета гусей с NK - на уровне применения одинарной дозы NPK.
За 2 года исследований окупаемость одинарной дозы NPK составила
6,7 кг зерна на 1 кг д.в., двойной дозы его снизилась в 2 раза (3,4 кг зерна). Окупаемость 1 кг д.в. внесенных органоминеральных удобрений более низкая (1,5...3,2 кг зерна на 1 кг д.в.). Она более высока в вариантах сочетания половинных доз навоза и помета кур с минеральными удобрениями. Уже за 2 года для вариантов применения полного минерального удобрения и сочетания органических удобрений с минеральными (NPK или NK) окупаемость 1 кг д.в. прибавкой зерна (кг) в зависимости от суммы внесенных питательных веществ подчинялась линейной взаимосвязи (рис. 2). Такие взаимосвя-
зи были установлены одним из авторов ранее [7]. Более низкая окупаемость 1 кг д.в. получена для близких доз питательных веществ навоза (1,9 кг зерна/ кг д.в. против теоретической 3,9 при
4,9 ц д.в.) и помета кур (1,8 - против теоретической 3,8 при 5,1 ц д.в.). Для гусиного помета различия между экспериментальной (1,6 кг) и теоретической (2,2 кг) величинами окупаемости 1 кг д.в. минимальны.
Таким образом, установлено, что удобренные варианты против контроля более эффективно использовали влагу выпадающих осадков и почвенных запасов. Интенсивность разложения клетчатки возрастала с увеличением доз NPK (преимущественно за счет минеральных фосфорных удобрений), доз органических удобрений, в более благоприятных условиях увлажнения, достигала максимума в вариантах с применением двойной дозы минеральных удобрений и 15 т/га куриного помета в сочетании с полным минеральным удобрением.
По сравнению с контролем варианты с одними органическими удобрениями за 2 года исследований обеспечили среднюю прибавку в урожайности зерна 4,6-5,5 ц/га, с минеральными - 8,0-8,1, сочетания органических удобрений с минеральными - 6,4-8,9 ц/га. Окупаемость прибавкой урожая близких доз элементов питания была более высокой при минеральной
и органоминеральных системах удобрения, чем при органической.
Литература
1. Мерзлая Г.Е., ^рнева Н., Тюрин
В., Лысенко В. Технология утилизации помета //Птицеводство, 2009, № 1. - С. 48-50.
2. Ненайденко Г.Н. Рациональное применение удобрений в условиях рыночной экономики. Иваново, 2007. - 350 с.
3. Окорков В.В. Удобрения и плодородие серых лесных почв Владимирского ополья. - Владимир: ВООО ВОИ,
2006.- 356 с.
4. Окорков В.В. Эффективность местных органических удобрений на серых лесных почвах Владимирского ополья /В.В. Окорков, Л.А. Окоркова,
О.А. Фенова, И.В. Семин // Владимирский земледелец, № 3 (61), 2012, с. 9
5. Окорков В.В. Использование местных органических удобрений на серых лесных почвах владимирского ополья / В.В. Окорков, Л.А. Окоркова, О.А. Фенова, И.В. Семин //Агрохи-мия.-2013. № 4, с. 34-47
6. Мерзлая Г.Е. Агрохимические и агроэкологические аспекты применения органических и органоминеральных удобрений /Система использования органических удобрений и возобновляемых ресурсов в ландшафтном земледелии: Сб. док всеросс. науч. практ конф с международным участием, посвященной 100 летию Судогодского опытного поля. В 2-х т. Т.1. - Владимир: ГНУ ВНИИОУ Россельхозакадемии.-2013 г. -374 с.
7. Окорков В.В., Фенова О.А., Окор-кова Л.А. Сравнительная эффективность систем удобрения на серых лесных почвах Ополья//Инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Нечерноземье: сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 75-летию образования Владимирского НИИСХ Россельхозакадемии (Суздаль, 2-4 июля 2013 года): в 2 т. / под ред. д-ра с.-х. наук В.В. Окоркова, к.э.н. Л.И. Ильина; Рос. акад. с.-х. наук, ГНУ Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии. - Иваново: ПресСто, 2013, т. 1. - С. 353-361.
V.V. Okorkov, I.V. Semin. BIOLOGICAL ACTIVITY AND PRODUCTIVITY OF GRAY FOREST SOIL IN THE APPLICATION OF FERTILIZERS
In the gray forest soils Opolye biological activity increased with the application of complete fertilizer at the expense of phosphorus, with organic fertilization, more favorable moisture conditions . Compared with the control options with some organic fertilizer for 2 years of research have provided an average increase in grain yield 0.46-0.55 ton / ha, with mineral - 0.80-0.81, a combination of organic manure with mineral - 0.64 -0.89 ton / ha. Payback increase in crop yield similar doses of nutrients was higher in mineral and organic-mineral fertilizer systems than organic .
Keywords: gray forest soil, cow manure, droppings of chickens, geese droppings, productivity, biological activity .
