CC BY
10АГРОХИМИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА И ТЕХНОЛОГИИ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ ЦФО РФ
Е.С. Козеичева, О.М. Иванова, Л.С. Чернова, к.с.-х.н., В.А. Прошкин, к.с.-х.н., ВНИИА
Проведена статистическая оценка влияния доз азотных удобрений при различных агрохимических показателях почвы на величину прибавки урожайности озимой пшеницы. Установлено, что особенности корреляционных связей (теснота, форма) в системе почва—растение—удобрение могут быть использованы как теоретическое обоснование для прогноза окупаемости азотных удобрений на черноземных почвах Центрального Федерального округа РФ (ЦФО РФ).
Ключевые слова: агрохимические свойства почвы, корреляция, окупаемость азотных удобрений.
В современном земледелии при незначительном объеме применения удобрений формирование урожаев сельскохозяйственных культур осуществляется, прежде всего, за счет запасов питательных веществ почвы. В связи с этим безусловный интерес представляет оценка влияния агрохимических свойств почвы на продуктивность культур и на эффективность удобрений. Свойства почвы, как известно, оказывают различное влияние на эффективность удобрений [1,2,3]. Именно поэтому важно выявить не только действие, но и взаимодействие отдельных агрохимических показателей на величину прибавки урожайности культур при применении удобрений.
В настоящее время перечень агрохимических свойств почвы сведен к необходимому общепринятому минимуму, используемому в стандартных характеристиках почв: реакция почвенной среды, содержание гумуса, содержание в почве подвижных форм фосфора и калия. Данные показатели в значительной мере определяют степень окультуренности почв и уровень их плодородия.
Реальное представление о влиянии комплекса факторов на результативный признак можно получить на основе математического моделирования их взаимосвязей [4,5]. Такие исследования, оценивающие связь между количеством внесенных удобрений, уровнем плодородия почвы и другими факторами роста, прямо или косвенно влияющими на величину урожая проводят и в нашей стране и за рубежом [6].
Почвы, на которых возделывают сельскохозяйственные культуры, характеризуются разным уровнем плодородия, обусловленным как природными (генетическими) факторами, так и культуртехническими мероприятиями. Именно поэтому для принятия оптимальных решений по применению удобрений необходимы изучение варьирования агрохимических показателей, оценка тесноты (силы) связи между ними, установление статистически достоверной связи между урожайностью сельскохозяйственных культур и агрохимическими свойствами почвы.
В настоящей работе предпринята попытка оценить характер влияния агрохимических показателей (содержание гумуса и подвижных форм фосфора и калия в почве, реакция почвенной среды) и доз азота на эффективность азотных удобрений на черноземных почвах ЦФО РФ. Определены значимость изучаемых зависимостей и достоверность изменчивости результативного признака (прибавки) от вариаций агрохимических свойств почв.
Методика. Для оценки влияния агрохимических свойств почвы на эффективность азотных удобрений использовали сопряженные данные урожаев озимой пшеницы и агрохимических показателей почвы, полученные в краткосрочных и длительных полевых опытах Географической сети опытов с удобрениями, в научных учреждениях и в агрохимслужбе. В работе проанализированы и обобщены результаты полевых опытов с применением удобрений при возделывании озимой
пшеницы на черноземах выщелоченных, типичных и обыкновенных ЦФО РФ. Для анализа использовали опыты, схемы которых позволяли вычленить действие азотных удобрений на фоне абсолютного контроля и на фоне РК. Массив опытных данных состоял из показателей агрохимических свойств почвы и прибавок урожайности от азотных удобрений.
Влияние отдельных факторов на изменчивость результативного признака оценивали коэффициентом корреляции (г) и корреляционным отношением ("), выражающим тесноту (силу) связи между ними. Долю изменчивости оценивали по коэффициенту детерминации (ф и индексу детерминации (Л2), уровень значимости связи - по критерию V Характеристика выборок, по которым выполнены расчеты, приведена в таблице 1. Диапазон колебаний агрохимических свойств почв охватывал практически все возможные комбинации, которые встречаются в условиях производства. Другими словами полученные данные можно использовать для обширной территории ЦФО РФ.
1. Характеристика выборок, используемых для расчетов
Почва Число наблюдений Гумус, % рНкс1 Р2О5 | К2О мг/кг Доза N удобрений, кг/га
Чернозем: выщелоченный 308 4,07,0 4,56,4 36-353 18-317 30-150
типичный 75 4,57,4 5,67,1 42-319 82-320 30-150
обыкновенный 40 5,16,7 5,06,9 33-115 80-330 30-150
Результаты и их обсуждение. Статистический анализ корреляционных связей прибавки урожайности озимой пшеницы с агрохимическими свойствами почвы (табл. 2) свидетельствует о значительных различиях в тесноте, форме и направлении связи. При характерном для черноземов относительно высоком содержании гумуса в почве (в среднем 5,8%) и близким к нейтральному значению рНКс1 (в среднем 5,9) не выявлено достоверной связи между эффективностью азотных удобрений и этими факторами, так как их вклад в формирование урожая незначительный (табл. 2). Гипотеза криволинейности корреляции во всех случаях отвергается, когда фактическое значение критерия линейности корреляции меньше теоретического (Рфжт<Гтеор), а линейная корреляция недостоверна.
Зависимость эффективности азотных удобрений от обеспеченности почвы подвижными формами фосфора и калия и от доз азота имела ярко выраженный криволинейный характер (Гфакт>Етеор) при очень высоком уровне значимости (0,001). Поэтому в расчетах прибавки урожайности использованы именно эти наиболее значимые факторы.
При оценке влияния агрохимических свойств почвы на величину прибавки урожайности озимой пшеницы (табл. 3) следует отметить общую тенденцию: с увеличением содержания подвижных форм фосфора и калия в почве увеличивается урожайность озимой пшеницы, выращиваемой на черноземах, и, соответственно, возрастает окупаемость удобрений. Получение наибольшего эффекта от азотных удобрений возможно на черноземах выщелоченных (прибавка 7,2 ц/га при дозе Ы120). Если принять эту прибавку за 100%, то на черноземах типичных она составит 77% (5,6 ц/га), на черноземах обыкновенных 66% (4,5 ц/га). Уместно также отметить, что на эффективность доз азотного удобрения определенное влияние оказывает обеспеченность почвы подвижными формами фосфора. При низком и среднем его содержании прибавка уро-
жайностн, как правило, возрастает с увеличением дозы азота до 90 кг/га, при повышенном - до 120 кг/га.
2. Статистические характеристики связи прибавки урожая озимой пшеницы с агрохимическими свойствами почвы и дозами азотных удобрений
Чернозем выщелоченный
Чернозем обыкновенный
3. Прибавка урожайности (ц/га) озимой пшеницы от доз азотных удобрений при разных уровнях обеспеченности почв Р2О5 и К2О
Уровень обеспеченности
УрожаИ-ность без
Доза М-удобрений, кг/га
Примечание. I - низкий уровень обеспеченности, II повышенный.
средний,
III
Наличие информации по окупаемости азотных удобрений прибавкой урожайности позволяет прогнозировать экономическую эффективность их применения [8]. Сравнение границ
окупаемости азотных удобрений прибавкой урожая озимой пшеницы с полученными нами данными (рис.) позволяет принять экономически грамотное решение по применению азотных удобрений.
Корреляция Критерий
линейная криволинейная линейности
Показа- коэффициенты ур°- корре- ин- ур°- корреляции
декс детерминации
тель корреляции детер-мина-ции вень значимости ляц. отношение вень значимости Рфакт Ртеср
18 16 14 12
10 Н"" 8 --
- 6 4
17,0 45,0"
Гумус 0,20 0,04 - 0,44 0,19 0,001 1,7 2,3
рН 0,02 - - 0,13 0,017 - 0,16 2,3
Р2О5 0,53 0,28 0,001 0,86 0,74 0,001 13,2 2,4
К2О 0,38 0,14 0,001 0,73 0,53 0,001 7,8 2,7
Доза N удобрений 0,23 0,05 0,001 0,87 0,75 0,001 43,1 2,9
Чернозем типичный
Гумус -0,01 - - 0,37 0,13 0,100 3,3 6234
рН 0,01 - - 0,44 0,19 0,050 7,3 5928
Р2О5 0,62 0,38 0,001 0,93 0,86 0,001 53,7 26,4
К2О 0,43 0,18 0,010 0,88 0,77 0,001 19,8 13,8
Доза N удобрений 0,28 0,08 0,050 0,84 0,71 0,001 16,8 5,9
Чернозем выщелоченный
- -10,0 ■ -.8,8" ■ - - .
Чернозем типичный
-1
120
Гумус 0,16 0,02 0,400 0,21 0,04 0,200 0,3 61,5
рН 0,64 0,41 0,001 0,68 0,47 0,001 0,9 8,6
Р2О5 0,59 0,35 0,001 0,85 0,72 0,001 5,5 3,3
К2О 0,11 0,01 - 0,86 0,74 0,001 3,2 3,3
Доза N удобрений 0,59 0,35 0,001 0,80 0,64 0,001 7,6 5,9
Р2О5 К2О удобрений, ц/га 30 60 90 120
Чернозем выщелоченный
I I 16,1 2,7 3,2 3,3 2,9
II 20,0 3,2 3,8 3,9 3,5
III 21,3 3,8 4,3 4,4 4,0
II I 21,1 3,9 4,7 5,0 4,7
II 24,9 4,5 5,3 5,5 5,3
III 26,3 5,1 5,8 6,1 5,8
III I 25,8 4,6 5,4 5,9 6,1
II 29,6 5,1 6,0 6,5 6,6
III 30,9 5,7 6,5 7,0 7,2
Чернозем типичный
I I 12,0 3,0 3,4 3,4 3,2
II 15,3 3,4 3,8 3,9 3,6
III 16,1 3,4 3,8 3,9 3,6
II I 15,0 4,0 4,5 4,7 4,5
II 18,4 4,5 5,0 5,2 5,0
III 19,1 4,5 5,0 5,2 5,0
III I 19,2 4,2 4,8 5,1 5,2
II 22,5 4,7 5,2 5,5 5,6
III 23,2 4,7 5,2 5,5 5,6
Чернозем обыкновенный
I I 10,8 1,8 2,1 2,1 1,9
II 13,6 2,3 2,6 2,6 2,4
III 17,2 2,7 3,0 3,0 3,8
II I 13,9 2,5 2,9 3,0 2,9
II 16,7 3,0 3,4 3,5 3,4
III 20,2 3,4 3,8 3,9 3,8
III I 17,6 2,9 3,3 3,5 3,6
II 20,4 3,4 3,8 4,0 4,1
III 23,9 3,8 4,2 4,5 4,5
11,3 10,0".
Чернозем обыкновенный
30 60 Дозы азота, кг/га 90 I20
-Обеспеченность почвы Р2О5 низкая --Обеспеченность почвы Р2О5 средняя
- - - Обеспеченность почвы Р2О5 повышенная
Рис. Окупаемость азотных удобрений прибавкой урожая озимой пшеницы при разной обеспеченности почвы подвижным фосфором
Заключение. Статистическая обработка экспериментальных данных показала, что на черноземах эффективность азотных удобрений, внесенных под озимую пшеницу, в большей степени зависела от содержания подвижных форм фосфора и калия, чем от содержания гумуса и от реакции почвенной среды.
Установлено, что на черноземах ЦФО РФ с увеличением содержания подвижных форм фосфора и калия в почве урожайность озимой пшеницы увеличивается, и, соответственно, возрастает окупаемость удобрений. Наибольший эффект от азотных удобрений получен на черноземе выщелоченном, при дозе Ы120 прибавка составила 7,2 ц/га. На черноземе типичном и обыкновенном прирост урожайности при этой же дозе составил 5,6 ц/га и 4,5 ц/га, соответственно.
Использование полученных нами данных позволит принять экономически грамотное решение при применении азотных удобрений. Появляется реальная возможность перейти к определению доз азотных удобрений, при которых возможно получение максимальной для данного типа почвы прибавки урожайности. Литература
1.Гаврилюк Г.Б. Критерии бонитировки почв. - Почвоведение, 1967, №1. - С. 3-9. 2.Зубенко В. Ф. Состояние и задачи научных исследований в области повышения плодородия почв - В кн.: Пути повышения плодородия почв. Киев, «Урожай». 1969. - С. 3-8. З.Кулаковская Т.Н. Агрохимические свойства почв и их значение в использовании удобрений. Минск., «Урожай». 1965. - 198 с. 4.Лупинович И.С., Кулаковская Т.Н., Богдевич И.М., Детковская Л.П. Значение агрохимических свойств почв при оценке их плодородия. - Почвоведение, 1968, N° 5. - С.55-62.
5. Налимов Н.Н. Теория эксперимента. М.: Изд-во Наука, 1976. - 207 с.
6. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа М., 1981. -
2 --
15,6
4 --
4
30
6
4
2
0
491 с. 7. Литвак Ш.И. Системный подход к агрохимическим исследо- 8. Андреев С.С. Организационно-экономическое обоснование примене-ваниям. М.: Агропромиздат. 1990. - 220 с. ния минеральных удобрений под зерновые культуры. М. 1999. - 23 с.
EFFICIENCY OF NITROGEN FERTILIZERS DEPENDING ON AGRICHEMICAL PROPERTIES OF CHERNOZEMIC SOILS IN THE CENTRAL FEDERAL DISTRICT OF RUSSIAN FEDERATION E.S. Kozeicheva, O.M. Ivanova, L.S. Chernova, V.A. Proshkin Pryanishnikov All-Russian Scientific Research Institute of Agrochemistry, Russian Academy of Agricultural Sciences,
ul Pryanishnikova 31a, Moscow, 127550 Russia
The effect of the application rates of nitrogen fertilizers on yield gain in winter wheat at different agrochemical parameters of soil was statistically assessed. It was found that the correlation features (closeness, shape) in the soil—plant—fertilizer system can be used as a theoretical justification for the prediction of nitrogen fertilizer return on chernozemic soils in the Central Federal District of Russian Federation.
Keywords: soil agrochemical properties, correlation, nitrogen fertilizer return.
