CC BY
14
УДОБРЕНИЕ И УРОЖАЙ
УДК 631.86:635.21(470.314)
ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМ УДОБРЕНИЙ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА НА СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЕ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ
В.И. Окорков, д.с.-х.н., И.В. Семин
Владимирский НИИСХ, e-mail: [email protected]
В статье рассмотрено влияние различных систем удобрения на продуктивность звена севооборота озимая пшеница - ячмень - овес на серой лесной почве Владимирского Ополья. Установлено достоверное повышение продуктивности от минеральных удобрений в 1,28-1,32 раза, от органических удобрений в 1,14-1,16 и от их сочетания с NK и NPK в 1,24-1,29 раза. В благоприятном году расход влаги весенне-летнего периода на создание 1 ц зерна озимой пшеницы варьировал от 4,9 до 5,5 мм, а в неблагоприятном для ячменя - от 10,9 до 17,4 мм. За 3 года окупаемость единицы д.в. органических удобрений по сравнению с органоминеральными и минеральными удобрениями составляла 46-52%.
Ключевые слова: серая лесная почва, системы удобрения, урожайность, озимая пшеница, ячмень, овес, окупаемость удобрений.
EFFICIENCY OF FERTILIZER SYSTEMS IN CROP ROTATION CHAIN AT GREY FOREST SOIL OF VLADIMIR OPOLYE
Dr. Sci. V.V. Okorkov, I.V. Semin
Vladimir SRI for Agriculture, e-mail: [email protected]
The article highlights the effects of different fertilization systems on the productivity of a crop rotation of winter wheat - barley - oats on gray forest soil Vladimir Opolye. Found a significant increase in productivity of 1,28-1,32 times of the total mineral, in the 1,14-1,16 - from some organic fertilizers and 1,24-1,29 - from their combination with NK and NPK. In a favorable year, the loss of moisture of the spring-summer period to create 100 kg of winter wheat ranged from 4,9 to 5,5 mm, and in the worst year for barley - from 10,9 to 17,4 mm. 3 year payback of unit of nutrient elements of organic fertilizers compared with organic and mineral fertilizers was 46-52%.
Keywords: gray forest soil, fertilizer system, the yield of winter wheat, barley, oats, profitability offertilizers.
Эффективность органических удобрений на серых лесных почвах может быть в 2 раза более низкой, чем эквивалентных доз минеральных удобрений, а их сочетание может повысить окупаемость местных удобрений [1-3]. В силу значительного варьирования агрохимического состава органогенных отходов их эффективность может меняться в широких пределах и зависеть от вида удобрений [46]. Поэтому проведение сравнительного изучения минеральной, органической и органоминеральной систем удобрения на основе навоза КРС и помета птицы по влиянию на продуктивность зерновых культур весьма актуально.
Опыт заложен в 2011 г. на участке чистого пара на серых лесных почвах. В звене севооборота (чистый пар - озимая пшеница - ячмень - овес) изучали влияние систем удобрения на продуктивность зерновых культур. В качестве местных органических удобрений использовали навоз КРС, помет кур и гусей предприятий Суздальского района Влади-
мирской области. Дозы органических удобрений рассчитывали, исходя из внесения 200 кг азота на 1 га. В качестве минеральных удобрений использовали аммиачную селитру, простой 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 и овса.
Повторность опыта четырехкратная. Расположение делянок рендомизированное. Площадь делянки 50 м2 (5 х 10 м). Отбор, подготовку и анализ почвенных и растительных образцов проводили по общепринятым методикам.
Температура воздуха в 2012 г. в течение вегетационного периода озимой пшеницы была близка к среднемноголетней. Во 2-й и 3-й декадах мая осадков выпало меньше, однако недостаток их активно отрастающие растения компенсировали за счет ис-
пользования запасов накопленной за зиму почвенной влаги, в том числе и из слоев почвы глубже 40 см. За первые 2 декады июня выпала основная масса летних осадков. Однако в третьей декаде июня и первой декаде июля осадки отсутствовали, что привело к ускорению созревания и снижению выполненности зерна. В целом же условия увлажнения обеспечили урожай зерна озимой пшеницы выше 45 ц/га. Расход влаги на создание 1 ц зерна был невысоким (4,9-5,5 мм). Наиболее низким (4,9 мм/ц зерна) он был в вариантах применения К4оР4оК40 (табл. 1).
При запоздалой весне в 2013 г. средние температуры воздуха с мая по 2-ю декаду июля были более высокими на 3-5°С. 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 выше. Кроме того, из-за обильных осадков в осенний период 2012 г. 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 декаду 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 осадков в первой-второй декаде 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 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. 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 КРК 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 г. расход влаги на создание 1 ц зерна в удобренных вариантах был в 2 раза более высоким (10,9-12,4 мм/ц зерна), чем для озимой пшеницы в 2о12 г. (табл. 1).
1. Использование влаги зерновыми культурами в зависимости от систем удобрения
Исходные Запасы влаги в Осадки Общий Урожай- Коэффициент Использование
запасы влаги слое почвы за вегета- расход ность, водопотреб- влаги из слоя
Вариант в слое почвы 0-100 см цию, влаги, ц/га ления Кв, почвы
0-100 см, мм в период уборки, мм мм мм зерн. ед. мм/ц зерн. ед. 40-100 см, мм
Озимая пшеница, 2012 г.
Контроль 293,2 261,3 202,5 234,4 47,0 5,0 10,8
^0Р40К40 305,7 234,2 202,5 274,0 55,6 4,9 39,0
^оР8оК80 323,1 230,6 202,5 295,0 53,8 5,5 44,8
Навоз КРС, 28 т/га 310,7 222,1 202,5 291,1 53,9 5,4 47,6
+ ^оР4оК4о
Помет кур, 29 т/га 295,4 204,9 202,5 293,0 53,0 5,5 53,0
+ ^0К40
Ячмень, 2013 г.
Контроль 307,7 294,6 300,7 313,8 18,0 17,4 21,8
^0Р40К40 317,7 298,5 300,7 319,9 25,4 12,6 28,2
^0Р80К80 319,7 297,8 300,7 322,6 27,4 11,8 48,8
Навоз КРС, 28 т/га 307,6 297,5 300,7 310,8 28,5 10,9 26,0
+ ^0Р40К40
Помет кур, 29 т/га 300,0 282,0 300,7 318,7 28,2 11,3 30,0
+ N40^0
Овес, 2014 г.
Контроль 295,2 251,6 222,6 266,2 28,0 9,5 28,2
■^40Р40К40 312,2 224,5 222,6 310,3 38,0 8,2 66,1
^0Р80К80 318,9 230,7 222,6 310,8 41,4 7,5 66,7
Навоз КРС, 28 т/га 303,7 233,5 222,6 292,8 38,1 7,7 42,9
+ ^0Р40К40
Помет кур, 29 т/га 289,0 219,0 222,6 292,6 37,4 7,8 48,4
+ N40^0
Весна 2014 г. была ранней. Почва поспела на 2 недели раньше обычных сроков. За апрель выпало 13,8 мм осадков, что составило около 40% их выпадения за этот период. За 1-ю декаду мая выпало 28,8 мм осадков (61% месячной нормы), в 2-й и 3-й декадах эффективные осадки отсутствовали. За этот период их было всего 2,5 мм. И лишь в конце 1-й декады июня (8-10 июня) выпавшие обильные осадки (26,4 мм) в фазе выхода в трубку - начало выметывания овса обеспечили образование вторичной корневой системы и подгона. Во 2-й декаде июня выпало 17,9 мм осадков, а в 3-й - 93,5 мм. За июнь сумма осадков составила более 2-х месячных норм (138,6 мм), а за июль - 36,5 мм (43,4% месячной нормы).
За август осадков выпало 83% от месячной нормы. Их поступление в почву было более высоким в 1-й декаде августа (около 36% от нормы за месяц). Так как уборку овса выполняли в конце 2-й декады (17.08), то осадков было достаточно для созревания этой культуры. Вегетацию ускорило также поражение стеблевой и листовой ржавчиной. В июле хорошо развитые растения овса активно использовали влагу из подпахотных горизонтов, в контрольном варианте из слоя почвы 40-100 см - 28,2 мм, в удобренных вариантах - 42,9-66,7 мм. Расход влаги на создание 1 ц зерн. ед. у овса в удобренных вариантах варьировал от 7,5 до 8,2 мм, в контроле составил 9,5 (табл. 1).
Урожайность зерна озимой пшеницы по сравнению с контролем при применении всех удобрений повысилась с 47,0 до 55,6 ц/га (табл. 2). Одинарная доза минеральных удобрений увеличила ее до 55,6 ц/га, а двойная не имела преимуществ из-за более интенсивного полегания растений. Навоз КРС увеличивал урожайность озимой культуры до 51,0 ц/га. От сочетания разных доз навоза КРС с одинарной дозой NPK наблюдалась лишь тенденция повышения урожайности. Близкие закономерности
отмечены и от разных способов применения куриного помета. Внесение 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 растений. На озимой пшенице при сравнительно благоприятных погодных условиях прибавка урожая варьировала от 8,5 до 18,3%.
В неблагоприятных погодных условиях 2013 г. при применении удобрений достоверные прибавки урожая зерна ячменя варьировали от 2,8 до 10,5 ц/га, или 15,6-58,3% от контроля. Одинарная доза NPK повысила урожайность ячменя на 7,4 ц/га, или на 41%. От внесения двойной дозы NPK дальнейшего роста урожайности не наблюдалось (прибавка составила 9,4 ц/га, или 52%). От последействия навоза КРС и помета кур получены близкие размеры прибавок (5,3 и 4,7 ц/га), относительный прирост урожая составлял соответственно 29,4 и 26,1%. Последействие помета гусей было более низким (2,8 ц/га, или 15,6%). Сочетание минеральных удобрений с последействием органических 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 NК на уровне одинарной дозы №К.
В 2014 г. в контроле урожайность овса составила 28,0 ц/га зерн. ед. (35 ц зерна овса). Против контроля от действия одинарной дозы NPK урожайность повысилась до 38 ц/га зерн. ед. (на 36%), от двойной дозы NPK - до 41,4 (на 48%). Прибавка от последействия навоза КРС, помета кур и гусей соответственно составила 12%, 13 и 13%. Сочетание последействия доз органических удобрений с полным минеральным и азотно-калийными удобрени-
2. Влияние удобрений на урожайность культур звена севооборота
Урожайность, ц/га зерн. ед. Средняя урожайность, ц/га зерн. ед. Средняя прибавка, ц/га зерн. ед. Сумма питательных веществ, ц/га Окупаемость 1 кг д.в. удобрений, кг зерн. ед.
Вариант озимая пшеница, 2012 г. ячмень, 2013 г. овес, 2014 г.
Контроль 47,0 18,0 28,0 31,0 - - -
^40Р40К40 55,6 25,4 38,0 39,7 8,7 3,6 7,2
^оР8оК8о 53,8 27,4 41,4 40,9 9,9 7,2 4,1
Навоз КРС, 28 т/га 51,0 23,3 31,3 35,2 4,2 4,9 2,6
Навоз КРС, 28 т/га + N4(^40^0 53,3 28,5 38,1 40,0 9,0 8,5 3,2
Навоз КРС, 14 т/га + N40^40^0 53,3 27,2 35,4 38,6 7,6 6,0 3,8
Помет кур, 29 т/га 51,5 22,7 31,7 35,3 4,3 5,1 2,5
Помет кур, 29 т/га + ^К^ 53,0 28,2 37,4 39,5 8,5 7,5 3,4
Помет кур, 15 т/га + ^0Р40К40 54,3 28,5 36,8 39,9 8,9 6,2 4,3
Помет гусей, 50 т/га 55,2 20,8 31,7 35,9 4,9 7,1 2,1
Помет гусей, 50 т/га + ^0К40 52,7 25,1 39,4 39,1 8,1 9,5 2,6
НСР05, ц/га 3,7 2,2 3,2 3,0
3. Соотношение между теоретической и фактической окупаемостью органических
Органические удобрения
навоз кури- гуси-
Показатель крупного ный ный
рогатого помет помет
скота
Теоретическая окупаемость 1 кг ц.в. органических удобрений прибавкой урожая в кг зерн. ед. 5,6 5,2 4,0
Отношение фактической оку- 0,46 0,48 0,52
паемости к теоретической
ями повышало урожайность до уровня одинарной дозы №К.
За 3 года средняя прибавка продуктивности звена севооборота от одинарной дозы №К составила 8,7 ц/га зерн. ед. (28%), от двойной - 9,9 (32%), от органических удобрений - 4,2-4,9 (13,515,8%), от сочетания органических удобрений с минеральными - 7,6-9,0 (24-29%).
Окупаемость 1 кг д.в. удобрений была наиболее высокой при внесении одинарной дозы NPK (7,2 кг зерн. ед.). Для двойной дозы NPK она снизилась до 4,1 кг зерн. ед/кг д.в. Минимальной она наблюдалась для одних органических удобрений (2,1-2,6 кг зерн. ед/кг д.в.), промежуточной (2,64,3) для сочетания органических удобрений с минеральными.
За 3 года взаимосвязь между окупаемостью 1 кг д.в. удобрений (у, кг зерн. ед/кг д.в.) и суммой питательных веществ за звено севооборота (х, ц д.в.) для вариантов с NPK и сочетанием с органическими удобрениями подчинялась уравнению линейной регрессии:
у = 9,09 - 0,722х, п = 7, г = 0,928, г2 = 0,862
Такие взаимосвязи были установлены одним из авторов ранее [8]. Более низкая окупаемость 1 кг д.в. получена для близких доз питательных веществ навоза (2,6 кг зерн. ед/кг д.в. против теоретической величины 5,6 при 4,9 ц д.в/га, рис.) и помета кур (2,5 - против теоретической 5,2 при 5,1 ц д.в/га). При увеличении суммы питательных веществ в гусином помете (до 7,1 ц д.в/га) происходило снижение как фактической (до 2,1 кг зерн. ед/кг д.в.) величины окупаемости, так и теоретической (до 4,0 кг зерн. ед/кг д.в.), рассчитанной по уравнению линейной регрессии.
В таблице 3 приведено соотношение между фактической и теоретической величинами окупае-
мости единицы питательных веществ в органических удобрениях. Видно, что окупаемость 1 кг д.в. органических удобрений колебалась от 46 до 52% окупаемости 1 кг питательных веществ полного минерального удобрения и сочетания его с органическими.
Таким образом, урожайность озимой пшеницы, идущей по чистому пару, достоверно повышалась от действия как полного минерального, так и одних органических удобрений и их сочетания с NK и NPK. Расход влаги весенне-летнего периода на создание 1 ц зерна озимой пшеницы варьировал от 4,9 до 5,5 мм. Действие минеральных и последействие органических удобрений, их сочетание увеличивали урожаи последующих культур - ячменя и овса. Расход влаги на создание 1 ц/га зерн. ед. от удобрений в неблагоприятном для ячменя году снижался с 17,4 мм на контроле до 10,9-12,6 мм, в умеренном по увлажнению году для овса - с 9,5 до 7,5-8,2 мм.
За три года окупаемость 1 кг д.в. навоза КРС по сравнению с органоминеральными и минеральными удобрениями составила 46%, помета кур - 48 и помета гусей - 52%.
Литература
1. Мерзлая Г.Е. Агрохимические и агроэкологические аспекты применения органических и органоминеральных удобрений / Система использования органических удобрений и возобновляемых ресурсов в ландшафтном земледелии: Сб. докладов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 100-летию Судогодского опытного поля. В 2-х т. Т. 1. - Владимир: ГНУ ВНИИОУ Россельхозакадемии, 2013. - 374 с.
2. Окорков В.В., Семин И.В., Окоркова Л.А., Карпова Д.В. Некоторые пути повышения эффективности местных органических удобрений на почвах Владимирского Ополья // Достижения науки и техники АПК, 2014, № 4. - С. 25-29.
3. Дабахова Е.В., Сорокина Н.А., Титова В.И. Агрохимическая характеристика дерново-подзолистых почв после длительного применения птичьего помета // Агрохимический вестник, 2003, № 3. - С. 20-22.
4. Окорков В.В., Окоркова Л.А., Фенова О.А., Семин И.В. Использование местных органических удобрений на серых лесных почвах Владимирского Ополья // Агрохимия, 2013, № 4. - С. 34-47.
5. Седых В.А., Савич В.И., Поветкина Н.Л. Оценка влияния птичьего помета на состояние почв, воздушной и водной среды // Агрохимический вестник, 2013, № 1. - С. 33-36.
6. Медин Д.К., Московкин В.В. Оценка применения птичьего помета и соломы ячменя на дерново-подзолистой супесчаной почве // Агрохимический вестник, 2013, № 5. - С. 36-37.
7. Василенко Е.С., Завалин А.А., Прохоров И.С., Семенцов А.Ю. Искусственные почвогрунты на основе биоудобрения «ПИКСА» / Материалы Международной научно-практической конференции «Агроэкологические проблемы использования органических удобрений на основе отходов промышленного животноводства». - Владимир, Россия, 2006. - С. 239-243.
8. Окорков В.В., Фенова О.А., Окоркова Л.А. Эффективность систем удобрения на серых лесных почвах Ополья // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук, 2014, № 4. - С. 38-40.
