CC BY
18УДК 631.82 : 631.862.1: 633.63 : 633.1
Длительное применение удобрений — основа повышения урожайности сахарной свёклы и озимой пшеницы в севообороте лесостепи ЦЧР
О.А. МИНАКОВА, д-р с/х наук (e-mail: olalmin2@rambler.ru), Л.В. АЛЕКСАНДРОВА (e-mail: aleksandrov.aleksei@list.ru), Т.Н. ПОДВИГИНА (e-mail: tatyanapodwigina@yandex.ru), В.М. ВИЛКОВ
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара им. А.Л. Мазлумова»
Рост урожайности, продуктивности севооборотов и окупаемости удобрений обеспечивается их системным применением [5, 6]. Максимальный объём информации об изменении этих показателей можно получить в длительных опытах Геосети [6]. Увеличения окупаемости удобрений на 61,5 % на чернозёме обыкновенном за 5 ротаций севооборота отмечена в длительном опыте Донского НИИСХ [9], а в опытах Белгородского НИИСХ выявлено увеличение урожайности корнеплодов сахарной свёклы на 195,6 %, озимой пшеницы — на 195,9 %, продуктивности севооборота - на 181,5 % [7].
Основное внесение удобрений служит для питания растений сахар -ной свёклы в течение всего периода вегетации начиная с фазы 3-4 пар
ЛИстЬев [1]. Дозы ^^90_140Р90-150К80-140
в значительной степени повышают урожайность сахарной свёклы [4, 8, 10]. Питательные элементы удобрений не могут полностью потребляться культурой в первый год. Так, за один год из минеральных удобрений усваивается 20-25 % фосфора, 50-60 % калия и азота, на второй год - 15, 20 и 10 %, а из навоза - 30, 40, 60 и 25, 20 и 20 % соответственно [1]. Наличие в почве не использованных первой культурой элементов питания, поступивших с удобрениями, способно повышать урожайность следующих по севообороту сельскохозяйственных культур [10]. Связь между содержанием подвижного Р205 в почве и приростом
урожайности, переведённая в зерновые единицы, характеризуется коэффициентом корреляции 0,8, по К20 - 0,90-0,98 [2, 10].
Органические удобрения имеют длительное последействие вследствие постепенного их высвобождения из связанных форм при разложении. Чем больше элементов питания содержат органические удобрения в валовой форме, тем выше их последействие [3]. Таким образом, изучение влияния прямого действия удобрений на урожайность сахарной свёклы в течение 81 года и последействия на урожайность озимой пшеницы является актуальным.
Цель исследований - установить влияние применения удобрений на продуктивность сахарной свёклы, окупаемость удобрений и их последействие на урожайность озимой пшеницы за 9 ротаций зер-носвекловичного севооборота.
Задачи исследования
1. Установить эффективность прямого действия удобрений на урожайность корнеплодов сахарной свёклы с 1-й по 9-ю ротации зерносвекловичного севооборота.
2. Выявить тренд урожайности корнеплодов, сбора сахара от момента закладки опыта (1936 г.) до настоящего времени.
3. Определить изменение окупаемости 1 кг минеральных удобрений прибавкой урожайности корнеплодов сахарной свёклы (кг/кг).
4. Изучить динамику урожайности озимой пшеницы как в звене
с чёрным паром (1-9-я ротации), так и в звене с клевером (3-9-я ротации) при последействии минеральных удобрений и навоза.
Исследования проводились в стационарном опыте по внесению удобрений, который был заложен в 1936 г. и продолжается на данный момент. Опыт представляет собой 9-польный зернопаропро-пашной севооборот. Чередование культур в севообороте: чёрный пар - озимая пшеница - сахарная свёкла - ячмень с подсевом клевера - клевер 1-го года пользования - озимая пшеница - сахарная свёкла - однолетние травы (горох + овёс) - овёс. К настоящему времени закончилась 9-я ротация севооборота. Почва опытного участка - чернозём выщелоченный малогумусный тяжелосуглинистый. Минеральные удобрения получала только сахарная свёкла, навоз вносили в чёрном пару, остальные культуры использовали последействие. Изучалось влияние последействия удобрений на урожайность культур на вариантах ^5Р45К45 + 25 т/га навоза, ^0Р90К90 + 25 т/га навоза, ^35Р135К135 + 25 т/га навоза, ^5Р45К45 + 50 т/га навоза и в контроле (без удобрений). Определение урожайности озимой пшеницы и сахарной свёклы производили методом пробных площадок; посевная площадь делянки 162 м2, учётная - 16,2 м2 для зерновых, 10,8 м2 - для сахарной свёклы. Сахаристость корнеплодов определялась методом холодной водной дигестии, сбор сахара
18 САХАР № 7 • 2018
F^O ЩЕЛКОВО IfQrOTIIUlf RPH Для обработки сахарной свеклы в период вегетации, борьбы
ПЩП ДГРПУИМ ПШ ИI МгВПу Dill с кагатными гнилями на корнеплодах при закладке на хранение
AI гили IVI 300 г/л бензойной кислоты в виде органической соли ЗйШ.Шли c-J'jÜ чфктопц
россиискии аргумент защиты r J J^ j-J J
и окупаемость удобрений — расчётным методом.
Результатами исследований установлено, что среднее повышение урожайности корнеплодов на разных вариантах опыта за годы проведения исследований составило 6,4—31,6 %. С увеличением длительности применения удобрений прибавки урожайности корнеплодов возрастали, в 1-й ротации они составили 4,18—12,1 %; во 2-й - 8,50-20,6 %; в 3-й - 18,4-27,3 %; 4-й - 23,4-37,5 %; 5-й - 30,943,0 %; 6-й - 21,6-35,4 %; 7-й -18,3-32,8 %; 8-й - 20,3-40,0 %; 9-й - 24,6-35,7 % (рис. 1). Это свидетельствует о том, что первые в 45 лет применение удобрений способствовало последовательному увеличению урожайности, затем показатель вышел на определённый уровень, колебания которого объяснялись изменением погодных условий. С 1-й по 5-ю ротации наиболее высокие прибавки были получены на вариантах ^0Р90К90 + 25 т/га навоза и ^35Р135К135 + 25 т/га навоза, с 6-й по 9-ю - на ^35Р135К135 + 25 т/га навоза и ^5Р45К45 + 50 т/ га навоза. Это свидетельствовало
о том, что не только высокие дозы минеральных удобрений способствовали повышению урожайности, но и внесение 50 т/га навоза обеспечивало дополнительное поступление элементов питания, улучшение почвенных условий и, следовательно, создавало благо -приятные условия для создания высоких урожаев.
Тренд урожайности корнеплодов сахарной свёклы от 1-й к 9-й ротации выражался в её повышении как на неудобренном варианте на 24,1 % (вследствие возделывания современных высокопродуктивных гибридов и увеличения количества осадков), так и при внесении ^5Р45К45 + 25 т/га навоза - на 45,8 %; ^0Р90К90 + 25 т/га навоза - на 39,1 %; ^35Р135К135 + 25 т/га навоза - на 50,4 %; ^5Р45К45 + 50 т/га навоза - на 58,2 %. Большее увеличение урожайности в удобренных вариантах объяснялось повышением эффективного плодородия почвы опытного участка вследствие систематического применения удобрений.
С увеличением длительности применения удобрений от 2-й к
Таблица 1. Окупаемость 1 кг удобрений прибавкой урожая сахарной свёклы
Варианты Окупаемость, кг/кг
2-я ротация 9-я ротация
^45^ + 25 т/га навоза 11,8 39,8
Н,0Р90К90 + 25 т/га навоза 7,3 21,4
^35Р135К135 + 25 т/га навоза 6,7 22,3
ад^ + 50 т/га навоза 21,6 35,0
9-й ротации отмечалось повышение окупаемости 1 кг NPK урожаем корнеплодов в 1,62-3,37 раза (табл. 1), более всего при внесении ^35Р135К135 + 25 т/га навоза и ^5Р45К45 + 25 т/га навоза, менее
- при внесении ^5Р45К45 + 50 т/га навоза. Повышение доз минеральных удобрений снижало окупаемость 1 кг NPK как во 2-й ротации, так и в 9-й, но с течением времени отмечалось меньшее снижение. Если во 2-й ротации с увеличением доз удобрений отмечалось снижение окупаемости в 3,22 раза, то в 9-й - в 1,85 раза.
Средняя урожайность зерна озимой пшеницы в звене с паром повышалась относительно контроля при последействии ^5Р45К45 + 25 т/га навоза на 15,8 %; ^5Р45К45 + 50 т/га навоза - на 16,5 %; ^Р^К^ + 25 т/га навоза - на 19,6 %; ^35Р135К135 + 25 т/га навоза - на 20,7 %. Во 2-й ротации прибавка урожайности озимой пшеницы относительно контроля только при последействии ^5Р45К45 + 50 т/га навоза составила 5,32 % (рис. 2), при других системах прибавки не было отмечено. В 3-й ротации урожайность зерна озимой пшеницы относительно контроля повышалась на 9,4-19,5 %; в 4-й
- 37-43 %; 5-й - на 27,7-40,5 %, 6-8-й ротациях снизилась и в 9-й возросла на 13,9-39,7 %. Возможно, в первые три ротации последействие влияло слабо, максимум
45 40 -35 -30
§ 25 I 20
* 15
10
ill
■ I I
1
4
8
9
Ротации
Рис. 1. Урожайность сахарной свёклы при длительном применении удобрений, 1-9-я ротации: ■ — без удобрений; ■ — N^^¥.4+25 т/га навоза;
■ — N^2^0+25 т/га навоза; ■ — N13
■ — ^5Р45К45+50 т/га навоза
, 13SP13SK135+25 т/га навоза;
№ 7 • 2018 САХАР 19
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЕГЕТАЦИЕЙ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ: эффективные ХСЗР, [3] ЩЕЛКОВО
W агрохимикаты, высококачественные семена, полный цикл агросопровождения АГРОХИМ
controlled vegetation system WWW.betaren.rU
Р К + 25
135 135 135 ^ 1 %1 ^5Р45К45
проявился в 5-й ротации, а затем влияние стабилизировалось, подъём был только в 9-й ротации. Наибольшее воздействие на всём протяжении опыта оказывало последействие ^35Р135К135 + 25 т/га навоза, несколько меньшее — ^0Р90К90 + 25 т/га навоза.
В среднем влияние последействия ^5Р45К45 + 25 т/га навоза увеличивало урожайность зерна озимой пшеницы в звене с клевером на 12,9 %; Н^К^, + 25 т/га навоза — на 16,6 %; N т/га навоза — на 18, + 50 т/га навоза — на 12,9 %. Если от 3-й к 6-й ротации отмечалось последовательное увеличение урожайности как в контрольном, так и в удобренных вариантах, то в 7-й и 8-й ротациях урожайность была относительно стабильной, но в 9-й наблюдалось снижение показателя, особенно сильное — в контроле.
Последействие удобрений на озимой пшенице в звене с клевером проявилось в увеличении урожайности удобренных вариантов в 3-й ротации на 12,8—25,0 % 4-й - 23,2-31,6; 5-й - 18,9-22,8 6-й - 7,78-8,61; 7-й - 2,84-6,62 8-й - 9,23-20,9; 9 - 11,9-33,9 % (табл. 2). Урожайность при этом достаточно быстро вышла на высокий уровень (к 4-й ротации прибавки составили до 31,6 %), затем они были невысоки с последующим увеличением к 9-й ротации. Наибольшее последействие ока-
45
40
35
® 30
В
о
¡5
£
25
20 \
15\
Ю
I
Н1
Г I
1 23456789
Ротации
Рис. 2. Влияние последействия на урожайность озимой пшеницы в звене с чёрным паром, 1-9-яротации: ■ — контроль; ■ — N^^4+25т/га навоза;
— N^^¡,0+25 т/га навоза; ■ — N^^^.£^+25 т/га навоза;
— т/га навоза
зала система ^35Р135К135 + 25 т/га навоза (кроме 6-й и 7-й ротаций, где также значительно повлияла и доза ^5Р45К45 + 50 т/га навоза).
От 1-й к 9-й ротации сбор сахара в контроле снизился на 7,29 % (рис. 3), в вариантах с применением удобрений этот показатель увеличивался: при внесении ^5Р45К45 + 25 т/га навоза - на 14,6 %; ^0Р90К90 + 25 т/га навоза - на 10,3
- на 22,4 %; ^Р
Таблица 2. Влияние последействия удобрений на урожайность озимой пшеницы в звене с клевером, т/га, 3-9-я ротации, 1936—2017гг.
Варианты Ротации
3 4 5 6 7 8 9
Без удобрений 14,8 23,7 28,5 36,0 31,7 32,5 22,7
^Р«^ + 25 т/га навоза 17,4 29,2 33,9 39,2 33,8 35,5 25,4
N Р К + 90 90 90 25 т/га навоза 17,9 30,6 33,2 38,8 32,9 38,7 29,1
N Р К + -"-435* 135 135 25 т/га навоза 18,5 31,2 35,0 38,8 32,6 39,3 30,4
^5Р45К45 + 50 т/га навоза 16,7 30,6 32,4 39,1 32,7 37,2 25,8
^35Р135К135 + 25 т/га навоза 45-45К45 + 50 т/га навоза - на 5,67 %. В 1-й ротации увеличение сбора сахара при внесении удобрений составило 5,26-14,2 % (максимум - в варианте ^5Р45К45 + 50 т/га навоза), в 9-й ротации -30,1-44,5 % (максимум N^^35 + 25 т/га навоза).
Тренд по сбору сахара был нисхо-
дящий в варианте без удобрений, восходящий - в удобренных вариантах, в наибольшей степени -при ^35Р135К135 + 25 т/га навоза.
Выводы
1. Выявлено, что под влиянием применения удобрений прибавки урожайности корнеплодов сахарной свёклы увеличивались с течением времени, максимум через 45 лет от начала опыта; более всего влияло внесение ^35Р135К135 + 25 т/га навоза, во 2-й и 6-й ротациях - ^5Р45К45 + 50 т/га навоза.
2. Тренд урожайности корнеплодов и сбора сахара восходящий: на удобренных вариантах установлено повышение урожайности корнеплодов на 45,8-58,2 %.
3. За 81 год применения удобрений урожайность корнеплодов сахарной свёклы на фоне разных доз увеличивалась в среднем на 6,42-31,6 %, при их последействии урожайность зерна озимой пшеницы в звене с паром возрастала на 15,8-20,7 %, озимой
20 САХАР № 7 • 2018
ЯО ЩЕЛКОВО ЫУ АГРОХИМ
российский аргумент защиты
Кагатник, ВРК
300 г/л бензойной кислоты в виде органиче!
К ППЦ Для обработки сахарной свеклы в период вегетации, борьбы У ОГП с кагатными гнилями на корнеплодах при закладке на хранение
виде органической соли Зиа^илш спои уршл:£]1]]
Ротации
Рис. 3. Сбор сахара в 1-й и 9-й ротациях:
— ряд 4;
клы необходимо вносить удобрения в дозе ^35РшКш под культуру на фоне 25 т/га навоза в пару не менее 45 лет. Их последействие проявится на озимой пшенице в звене с паром через 40 лет, на озимой пшенице в звене с клевером - через 30 лет.
пшеницы в звене с клевером - на 12,9-18,8 %.
4. С увеличением длительности применения удобрений возрастала их окупаемость, 1 кг NPK в 9-й ротации обеспечивал прибавку урожая корнеплодов в 1,62-3,37 раза большую, чем во 2-й ротации.
5. Установлено, что с увеличением длительности применения удобрений сбор сахара в удобренных вариантах возрастал на 5,6722,4 %, более всего при внесении ^35Р135К135 + 25 т/га навоза.
6. Последействие удобрений на урожайность пшеницы в звене с чёрным паром сказалось только через 40 лет применения удобрений в севообороте, лучше всего влияла доза ^35Р135К135 + 25 т/га навоза.
7. Последействие удобрений на урожайность озимой пшеницы в звене с клевером сказалось уже через 30 лет от момента закладки опыта, более всего на фоне ^35Р135К135 + 25 т/га навоза (кроме 6-й и 7-й ротаций, где также значительно повлияла доза ^5Р45К45 + 50 т/га навоза).
8. Действие удобрений увеличивалось с течением времени как при прямом действии, так и при последействии, урожайность вышла на определённый уровень, колебания которого объяснялись погодными условиями.
Предложения производству
Для обеспечения максимальной урожайности сахарной свё-
Список литературы
1. Гуреев, И.И. Производство сахарной свёклы без затрат ручного труда / И.И. Гуреев, А.В. Агибалов. — Курск : ВНИИЗ и ЗПЭ, 2000. - 124 с.
2. Иванова, С.Е. Результаты научного проекта по совершенствованию рекомендаций по внесению калийных удобрений в России в 2014 году / С.Е. Иванова, В.А. Романенков, Л.В. Никитина // Вестник Международного института питания растения. — 2015. - № 4. — С. 2—4.
3. Лукин, С.М. Длительность действия органических удобрений / С.М. Лукин, А.И. Еськов // Плодородие. — 2004. — № 1. — С. 15—16.
4. Проценко, Е.П. Влияние удобрений и размещения в агроландшафте на продуктивность и особенности во-допотребления / Е.П. Проценко, А.А. Проценко, Н.В. Шустрова // Сахарная свёкла. — 2007. — № 2. — С. 16—20.
5. Сычёв, В.Г. Удобрения и продовольственная безопасность / В.Г. Сычёв // Состояние и динамика плодородия почв в связи с продуктивностью земледелия; Матер. IX Международ-
ного симпозиума НП «Содружество учёных агрохимиков и агроэкологов». Москва, 2017. - С. 6-15.
6. Сычёв, В.Г. Значение Географической сети опытов с удобрениями для решения современных проблем сельскохозяйственного производства / В.Г. Сычёв, В.А. Романенков, М.В. Беличенко //75 лет Географической сети опытов с удобрениями: Матер. Всероссийск. совещ. научн. Учреждений - участников Географической сети опытов с удобрениями. - Москва, 2016. - С. 3-10.
7. Тютюнов, С.И. Агроэкономиче-ская эффективность технологий различной степени интенсификации / С.И. Тютюнов [и др.] // Достижения науки и техники АПК. - 2012. - № 9.
- С. 7-9.
8. Влияние погодных условий и минеральных удобрений на плодородие почвы и урожайность сахарной свёклы в Центральном Черноземье России / Г.Н. Черкасов [и др.] // Интенсификация, ресурсосбережение и охрана почв в адаптивно-ландшафтных системах земледелия: Матер. Всероссийск. научно-практ. конф. Курск, 2008. -С. 401-405.
9. Шапошникова, И.М. Эффективность систематического внесения удобрений в севооборотах различной конструкции / И.М. Шапошникова // Проблемы интенсификации и экологизации земледелия России: сб. статей. - Донской ЗНИИСХ, 2006. -С. 220-226.
10. Шафран, С.А. Использование балансового метода для прогнозирования последействия удобрений / С.А. Шафран // Плодородие. - 2004.
- № 1. - С. 13-14.
Аннотация. Применение удобрений в течение 81 года повышало урожайность корнеплодов сахарной свёклы в среднем на 6,42-31,6 %; их последействие увеличило урожайность озимой пшеницы в звене с паром на 15,8-20,7 %; озимой пшеницы в звене с клевером - на 12,9-18,8 %. Высокий уровень урожайности корнеплодов обеспечивался не ранее чем через 45 лет от начала применения удобрений, озимой пшеницы в звене с паром - через 40 лет, озимой пшеницы в звене с клевером - через 30 лет.
Ключевые слова: сахарная свёкла, минеральные удобрения, навоз, урожайность, сбор сахара, окупаемость, тренд.
Summary. Application of fertilizers within 81 years increased sugar beet root yield by 6,42-31,6 % on average, and their after-effect increased yield of winter wheat by 15,8-20,7 % in the crop rotation with fallow and by 12,9-18,8 % in the crop rotation with clover. High level of beet root yield was provided not earlier than in 45 years from the beginning of fertilizer application. The same level for winter wheat required 40 years in the crop rotation with fallow and 30 years in the crop rotation with clover. Keywords: sugar beet, mineral fertilizers, manure, yield, sugar yield, payback, trend.
№ 7 • 2018 САХАР 21
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЕГЕТАЦИЕЙ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ: эффективные ХСЗР, [Щ ЩЕЛКОВО
W агрохимикаты, высококачественные семена, полный цикл агросопровождения АГРОХИМ
controlled vegetation system WWW.betaren.rU
