CC BY
38
УДК 631.82
эффективность дифференцированного внесения минеральных удобрений на черноземах оренбургского предуралья
Г.В. ПЕТРОВА, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
A.П. ДОЛМАТОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Ф.Г. БАКИРОВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
B.А. ЛЮБЧИЧ, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
C.В. ПОПОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
М.Р. КУРАМШИН, аспирант
Оренбургский ГАУ
E-mail: [email protected]
Резюме. Исследования проводили в центральной зоне Оренбургской области на южном тяжелосуглинистом черноземе и в западной зоне на обыкновенном черноземе в2011-2012гг. В опытах изучали эффективность использования дифференцированного способа внесения минеральных удобрений. Как обычный, так и дифференцированный способ внесения фосфорных удобрений за 2 года исследований обеспечили практически одинаковый результат - урожайность яровой пшеницы составила соответственно 16,3 и 16,7ц/га. В связи с этим возникает необходимость изучения последействия вносимых фосфорных удобрений на одном поле в течение ряда лет. В западной зоне Оренбургской области наиболее перспективным было дифференцированное внесение азотных и калийных удобрений. При этом на площади 112 га экономия аммофоса составила 1,7 т, хлористого калия - 20,0 т. Ключевые слова: азотные, фосфорные, калийные удобрения; дифференцированное внесение минеральных удобрений, традиционное внесение минеральных удобрений, точное земледелие, электронная карта урожайности, ресурсосберегающее земледелие.
Сегодня обеспечение продовольственной безопасности невозможно без технологий химизации сельского хозяйства, в которых едва ли не главную роль играют удобрения. Для того чтобы удовлетворять потребности внутреннего рынка страны в качественных минеральных удобрениях необходимо создавать новые технологии, которые будут способствовать более эффективному их использованию.
Высокие цены на минеральные удобрения ставят перед производителем сельскохозяйственной продукции жесткие условия, которые вынуждают искать новые технологии их внесения. Одно из перспективных направлений такого поиска - точное земледелие.
Дифференцированное внесение удобрений на сегодняшний день, по мнению многих ученых и практиков, -ключевой элемент точного земледелия, позволяющий экономить на внесении удобрений и, прежде всего, благодаря увеличению выхода продукции. По мнению самарских ученых [1], наиболее перспективно дифференцированное внесение Рис. 1. Карта точек отбора почвенных проб для агрохимического обследования.
фосфорно-калийных удобрений в режиме «off-line» и азотных - в режиме «on-line», поскольку содержание фосфора и калия в почве с течением времени сильно не меняется, а концентрация азота весьма значительно варьирует в зависимости от температуры, влажности и прочих физических и биологических факторов.
В связи с изложенным, цель наших исследований, -определение эффективности дифференцированного использования минеральных удобрений, по сравнению с традиционным способом их внесения.
Условия, материалы и методы. Для ее достижения были заложены несколько полевых опытов. Первые два из них сотрудники научно-образовательного центра ресурсосберегающего и точного земледелия ОГАУ проводили на территории учебно-опытного поля ОГАУ, расположенного на юго-восточной окраине Оренбургского Предуралья в подзоне черноземов южных. Удельная масса почвы пахотного и метрового горизонтов опытного участка равна соответственно 2,60 и 2,62 г/см3, средняя плотность - 1,15...1,22 и 1,25... 1,34 г/см3. По данным агрохимического обследования содержание Р2О5 в слое 0.30 см составляет - 4,5 мг, К2О - 35 мг/100 г почвы, pH - 7,6. В экспериментах выращивали сорт яровой пшеницы Юго-Восточная 2.
Схема опыта №1 включала варианты с осенним внесением азотных удобрений после уборки озимой пшеницы из расчета 10 кг азота на 1 т соломы, оставленной на поле, и внекорневой подкормкой мочевиной в фазе кущения яровой пшеницы традиционным и дифференцированным способом.
При традиционном способе осеннее применение азотных удобрений предусматривало их равномерное внесение по всей площади делянки, внекорневую подкормку проводили в дозе 20 кг д.в. азота на 1 га. Дифференцированное использование минерального азота осенью осуществляли в зависимости от количества оставленной на поле побочной продукции озимой пшеницы, которую определяли на основе электронной карты урожайности, внекорневую подкормку проводили в дозе от 0 до 20 кг д.в. на 1 га с учетом содержания азота в листьях растений пшеницы.
Осенью удобрения вносили с помощью разбрасывателя Amazone ZA-M 1500, после чего их сразу же заделывали в почву дисковой бороной БДТ-720 на глубину 12 см. Такой срок более предпочтителен, поскольку в этом случае первичные процессы разложения соломы протекают до посева последующей культуры [2]. Подкормку осуществляли опрыскивателем «Lemken Albatros 30».
Опыт №2 предусматривал традиционное и дифференцированное использование фосфорных удобрений. Общую дозу их применения рассчитывали на основе заранее установленных агрохимических показателей и вносили в первом случае в равном количестве по всей делянке, во втором в зависимости от содержания доступных форм элемента в почве. Внесение фосфорных удобрений под основную обработку почвы культиватором Smaragd 9/600 осуществляли разбрасывателем Amazone ZA-M 1500. На начальном этапе освоения системы точного земледелия мы стремились к тому, чтобы выровнять параметры почвенного плодородия, прежде всего по содержанию доступных форм фосфора на элементарных участка поля. При этом пороговым критерием служил нижний предел его повышенной обеспеченности - 30 мг/кг почвы.
Содержание обменного калия в почвах Оренбургской области на протяжении 30 лет особого беспокойства не вызывает [3]: средняя и высокая степень обеспеченности этим элементом отмечена соответственно на 34 и 56% обследованной площади пашни, поэтому технологию его применения не отрабатывали.
Дифференцированное внесение минеральных удобрений возможно в режиме «off-line» и «on-line». В первом случае на основании данных о содержании основных элементов питания растений в почве или количестве оставленной на поле соломы формируют карту-задание, которую переносят в бортовой компьютер трактора. При движении агрегата по полю компьютер с помощью GPS-приемника определяет его местоположение, затем, сверяясь с картой-заданием, рассчитывает дозу удобрения и посылает сигнал на разбрасыватель, который путем изменения положения шиберных заслонок регулирует дозу внесения.
В режиме «on-line» карты-задания не требуется. Получение информации о состоянии посевов происходит в режиме реального времени. Для этого на тракторе или опрыскивателе устанавливают сенсорные датчики, которые определяют концентрацию хлорофилла в листьях. На основании этих данных бортовой компьютер устанавливает необходимую дозу удобрений и регулирует их подачу в режиме реального времени.
В наших опытах в режиме «on-line» осуществляли подкормку яровой пшеницы в период вегетации, во всех остальных случаях дифференцированное применение удобрений выполняли в режиме «off-line».
В традиционном земледелии дозу удобрения рассчитывают усреднёно, одну на все поле. Для этого поле разбивают на участки чаще всего площадью 20...25 га, на основании результатов агрохимического анализа их почвенного покрова определяют усреднённую норму. В таком случае внесение удобрений предполагает одинаковую потребность в питательных веществах по всему полю, тогда как она может отличаться на разных участках в несколько раз. В результате в одной точке создается переизбыток элементов минерального питания, а в других сохраняется их дефицит, что, в свою очередь, влияет на количество и качество урожая, а также на состояния плодородия почвы и экологическую обстановку.
В системе точного земледелия пробы отбираются с «проблемных» участков, которые определяют по электронной карте урожайности или методом «сеточ-
Таблица 1. Экономическая эффективность использования различных способов внесения азотных удобрений (2011-2012 гг.)
Способ внесения Урожайность, ц/га Прибыль, руб./га Уровень рентабельности, %
Традиционный 12,4 1184 18,9 Дифференцированный 13,3 1962 32,6
ного отбора», когда поле разбивают на одинаковые элементарные участки, например, по 1 га.
В третьем опыте, проведенном в ООО «Новотроицкое» Бузулукского района (западная зона Оренбургской области) в октябре 2012 г., из-за отсутствия электронной карты урожайности, мы использовали метод «сеточного отбора». Поле площадью 112 га, с помощью специальной программы, было разбито на 112 элементарных участков (рис. 1), на каждом из которых почву отбирали в пяти точках методом «конверта» и формировали средние образцы. Затем в агрохимической лаборатории их проанализировали на содержание элементов питания.
Полученные данные использовали для расчета доз удобрений, как в системе точного земледелия, так и для традиционного способа применения. В последнем случае их расчет проводили по среднему содержанию основных элементов питания растений девяти участков: 16; 19; 45; 44; 57; 72; 93; 94 и 98 (см. рис.1), которые находились по диагонали поля.
Результаты и обсуждение. Дифференцированное применение азотных удобрений позволило снизить расход, по сравнению с традиционным использованием, аммиачной селитры при осеннем внесении на 11%, мочевины во время подкормки -на 19,5%.
В среднем за 2 года исследований урожайность зерна яровой пшеницы в варианте с дифференцированным способом внесения азотных удобрений оказалась выше на 0,9 ц/га (табл. 1), при этом прибыль благодаря экономии удобрений увеличилась на 778 руб./га, а уровень рентабельности - на 13,7 %.
Анализ электронных карт урожайности яровой пшеницы (рис. 2) во втором опыте в 2011 г. свидетельствует о том, что валовой сбор зерна яровой пшеницы с площади 10 га не зависимо от способ внесения фосфорных удобрений был практически одинаковым и находился на уровне 195,9. ..197,0 ц.
1 2
Рис. 2. Урожайность яровой пшеницы в зависимости от способа внесения фосфорных удобрений (1 - обычный способ; 2 - дифференцированное внесение).
Таблица 2. Нормы внесения минеральных удобрений (т) в традиционном и точном земледелии
Аналогичный результат был получен и в 2012 г. В связи с этим, возникает необходимость изучения последействия фосфорных удобрений на одном поле в течение ряда лет.
Экономические расчеты в третьем опыте показали, что благодаря дифференцированному внесению удобрений расход аммофоса на площади 112 га можно снизить, по сравнению с традиционным способом, на 1,7 т, хлористого калия - на 20,0 т.
Выводы. Таким образом, результаты наших исследований свидетельствуют, что на черноземах Оренбургской области наиболее перспективно дифференцированное внесение азотных и калийных удобрений. Вопросы применения фосфорных удобрений необходимо изучить более подробно.
на поле площадью 112 га
Удобрение Технология внесения Разница т I %
традиционная дифференцированная
Аммофос 23,0 21,3 1,7 7,4 Хлористый калий 52,3 32,3 20 38,2
Литература.
1. Организационно -экономические основы и эффективность сберегающего земледелия/Под ред. Л. В. Орловой. Самара: изд. Центр ООО «Элайт», 2010. 203 с.
2. Ерофеев Н.С. Влияние соломы на микробиологические процессы в почве: автореф. дис. ... канд. с-х. наук. М.: ТСХА, 1964. 15 с.
3. Ряховский А.В., Батурин И.А., Березнев А.П. Агрохимическая химия в приложении к условиям степных районов Российской Федерации. Оренбург: Изд-во ОГАУ, 2004. 283 с.
ADAPTATiON TECHNOLOGY DIFFERENTIAL OUTSiDE SENiA FERTiLiZERS UNDER CEREAL CULTURE
WiTH ELEMENTS OF EARTH LOEDEL ACCURATE TO CONDiTiONS ORENBURG PREDURALJA G.V. Petrova, A.P. Dolmatov, F.G. Bakirov, S.V. Popov, M.R. Kuramshin Orenburg State Agrarian University
Summary. Key studies were conducted in the central zone the Orenburg region on the southern heavy loamy black soil, as well as in the Western zone area on common chernozem. Research results of the first field experience are presented for 2011 to 2012. The second - in 2012. The experiments have investigated the use of differentiated the conventional method of mineral fertilizers . Both regular and differential mode of application of phosphate fertilizers in two years of research gave nearly the same results - the yield of spring wheat were respectively 16.3 and 16.7 kg / ha. In this regard, there is a need to study phosphorus fertilizer aftereffect introduced in the same field for a number of years. Studies conducted in LLC «Novotroitskoe» Buzuluksky district ie in the western zone of the Orenburg region showed that the most promising is differentiated potash fertilizers. While on the area of 112 hectares is ammophos savings - only 1.7, while that of potassium chloride - 20.0. Keywords: nitrogen, phosphate, potash, differentiated application of fertilizers, traditional mineral fertilizers, precision farming, yield electronic map, sustainable agriculture.
УДК 631.81:574.42
направленность сукцессионных процессов фитоценоза нарушенных почв как критерий оценки способности натурбиогеоценоза
к самовосстановлению
В.И. ТИТОВА, доктор сельскохозяйственных наук, зав. кафедрой
И.В. ВЕРШИНИНА, ассистент Нижегородская ГСХА E-mail: [email protected]
Резюме. В работе представлены особенности изменения флористической структуры фитоценозов механически нарушенных почв в условиях природной экосистемы при естественном самовосстановлении и на фоне частичной биологической рекультивации. Основная цель работы - оценка восстановительной способности натурфитоценоза после оказанного на него техногенного воздействия и выявление значения рекультивационных мероприятий на регенерационные возможности природной экосистемы. Исследование сукцессионных процессов фитоценозов осуществляли на светло-серых лесных почвах, относящихся к территории СПК «Нижегородец» Дальне-Константиновского района Нижегородской области. Мониторингу подвергнуты три участка натурбиогеоценоза, на двух из которых, в весенний период 2010 г. проводили ремонтные работы на магистральном нефтепроводе Горький-Рязань-1, вследствие чего был нарушен почвенный покров,
а растительное сообщество полностью уничтожено. Биологическая рекультивация на одном из участков заключалась во внесении доломитовой муки (доза 4 т/га). Наблюдения по оценке развития фитоценозов проводили в 2010-2012 гг. по стандартным общепринятым геоботаническим методикам с использованием пробных площадей. На нарушенных почвах формируется регенерационное растительное сообщество, которое по своей флористической структуре резко отличается от контрольного варианта. Так, основным компонентом вновь формирующегося после нарушения фитоценоза служит сорно-рудеральная растительность, доля которой в составе техно-генно трансформированного природного натурбиогеоценоза превышает половину всех отмеченных растительных организмов уже в первый год после нарушения. Наибольшее развитие среди сорных трав отмечено для представителей семейства Сложноцветные - более 44%, а в составе разнотравья их количество находится а уровне 63...69%. В условиях нарушения почвенного покрова формирующиеся растительные сообщества включают виды, нетипичные для устойчивых фитоценозов суходольных лугов. Частичная рекультивация (известкование) способствовала увеличению общего количества растений, интенсивному развитию злакового компонента и появлению трав из семейства Бобовые.
