CC BY
18АГРОХИМОБСЛУЖИВАНИЕ
КОМПЛЕКСНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ СРЕДСТВ -ОСНОВА ВЫСОКОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ
ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
А.М. Алиев, В.А. Варламов, Г.И. Ваулина, Л.М. Державин, С.В. Переведенцева, Л.Н. Самойлов, В.Г. Сычев, О.А. Шаповал, Т.А. Яковлева, ВНИИА, ЦОСВНИИА
В стационарном полевом опыте исследований при навоз-но-минеральной системе земледелия и комплексном применении удобрений с гербицидами, фунгицидами и ретардантами продуктивность культур в севообороте возросла с 11,5 ц з.е./га в 1959-1966 гг. до 43,2 ц з.е./га в 2002-2008 гг. В другом опыте на удобренном фоне при интегрированной системе защиты растений урожайность озимой пшеницы в 20072008 гг. достигла 77-86 ц/га. Урожайность ячменя составила 75-77 ц/га при урожайности по фону РК — 41 ц/га. Негативного влияния агрохимикатов и пестицидов на качество урожая и окружающую среду не установлено.
Ключевые слова: удобрения, пестициды, агрохимикаты, севооборот, продуктивность культур.
С переходом сельского хозяйства на нерегулируемые государством рыночные отношения произошло катастрофическое падение отечественного производства. Оно снизилось до уровня 60-х гг. прошлого столетия, что поставило Россию в зависимость от зарубежных поставок продуктов питания, особенно животноводческой продукции [1,2]. В современных условиях за счет импорта формируется 40% продовольственных товаров, а в промышленных центрах, крупных городах и отдельных регионах до 50-70%. При этом тенденция к росту импорта сохраняется, а по продукции животноводства даже усиливается. Экономическим порогом продовольственной безопасности считают 20% импортных поставок продовольствия, когда начинает подавляться производство продовольствия за счет собственного производства сельскохозяйственной продукции [3]. В результате непродуманных аграрных преобразований, неблагоприятных для сельского хозяйства социально-экономических и демографических условий наша страна потеряла продовольственную независимость. Потребление населением России продуктов питания относительно рациональных норм, разработанных Институтом питания РАМН, составляет в современных условиях 55-85%, за исключением картофеля и хлебопродуктов, превышающих рекомендуемые нормы, а также сахара и растительного масла, практически соответствующего им. Недостаточное и несбалансированное питание негативно сказывается на здоровье и продолжительности жизни населения России.
Полное удовлетворение потребности населения нашей страны в продуктах питания хорошего качества в необходимом ассортименте за счет отечественного производства является главной задачей агропромышленного комплекса. Реальность этой задачи подтверждается данными науки и производства.
Россия располагает 9% площади пахотных земель мира и 20% запасов пресной воды, имеет 220,6 млн га сельскохозяйственных угодий, в том числе 121,6 млн га пашни. За годы перестройки площади пашни и других сельскохозяйственных угодий в России значительно сократились [1,2], что наряду со снижением плодородия почв привело к катастрофическому снижению объемов производства продукции растениеводства, кормов и животноводческой продукции. Одной из основных причин сокращения отечественного производства сельскохозяйственной продукции является снижение не только площадей, но и плодородия почвы сельскохозяйственных угодий. В настоящее время переувлажненные земли занимают 12% общей площади сельскохозяйственных угодий, соответственно эродированные - 19% и засоленные и солонцовые - 18%. Около трети обследованной площади пашни - 34,3 млн га (32%) имеют кислую реакцию почвенной среды [6]. Почти Плодородие №2*2009
три четверти обследованной площади пашни (73,2%) нуждаются в первоочередном внесении фосфорных удобрений, из них 14,4% площади характеризуются очень низким и низким содержанием подвижного фосфора. В первоочередном внесении калийных удобрений нуждаются 58,9% площади пашни, из них 10,1% обследованной площади имеют очень низкое и низкое содержание подвижного калия. Во многих регионах почвы характеризуются недостаточным содержанием подвижных форм магния, кальция, серы, микроэлементов и требуют для обеспечения сбалансированного питания растений внесение соответствующих удобрений. Наряду с химической деградацией почв усиленно происходит их дегумификация в связи с восьмикратным снижением количества вносимых органических удобрений по сравнению с доперестроечным периодом.
Результаты многочисленных отечественных и зарубежных исследований и производственный опыт свидетельствуют, что для обеспечения высокой и устойчивой продуктивности земледелия необходимо обеспечение благоприятного водного режима, оптимальной реакции почвенной среды и сбалансированного минерального питания растений с учетом их биологических потребностей, а также благоприятных для возделывания культур фитосанитарных и эколого-токсикологи-ческих условий. Эти требования обеспечиваются при экологически обоснованном комплексном применении удобрений, химических мелиорантов, пестицидов и других средств химизации при высокой культуре земледелия. В качестве методического руководства по комплексному применению средств химизации в земледелии ЦИНАО совместно с рядом других научных учреждений был разработан в 1986 г. ОСТ 10 29-86 (Проектно-сметная документация на комплексное применение средств химизации в земледелии. Построение.). При полном удовлетворении потребности хозяйств в удобрениях, пестицидах, химических мелиорантах и других средств химизации в 80-х гг. прошлого столетия для повышения плодородия почв стали проводить комплексное агрохимическое окультуривание полей (КАХОП), пользуясь при этом в качестве методического руководства Методическими указаниями по комплексному агрохимическому окультуриванию полей, разработанными ЦИНАО совместно с другими НИУ и изданными массовым тиражом в 1982, 1984 и 1985 гг. Указанные методические указания были основаны на результатах исследований по изучению комплексного окультуривания полей в различных природно-сельскохозяйственных зонах Российской Федерации. Прирост урожайности сельскохозяйственных культур на агрохимически окультуренных полях составлял более 35%, причем положительное действие КАХОП не ограничивается одним годом, а продолжается несколько лет. В целом по Российской Федерации в 1981 г. агрохимическое окультуривание пашни было проведено на площади 0,3 млн га, в 1982 г. - 1,4, 1986 г. - 3,1, 1987 г. - 3,7 млн га. На агрохимически окультуренных полях урожайность озимой ржи в среднем за 1982-1985 гг. повысилась на 4,8 ц/га, озимой пшеницы - 8,4, яровой пшеницы - 5,4, картофеля -27, зеленой массы кукурузы - на 88 ц/га. При проведении КАХОП наряду с химической мелиорацией, применением органических и минеральных удобрений, включая содержащие магний, серу, микроэлементы, рекомендовано также использование пестицидов, ретардантов, бактериальных удобрений, ингибиторов нитрификации.
5
В годы перестройки в связи с острым недостатком удобрений, химических мелиорантов и других агрохимических средств КАХОП практически не проводили, а имеющиеся в хозяйствах ограниченные ресурсы средств химизации рекомендовалось использовать также комплексно с учетом планируемой урожайности и результатов мониторинга плодородия почв. Комплексное применение удобрений в случае необходимости с химическими мелиорантами, пестицидами и другими агрохимическими средствами за счет положительного взаимодействия более эффективно, чем раздельное внесение их на разные поля. Так, в условиях Центрального Нечерноземья при комплексном применении средств химизации на фоне почвозащитной обработки почвы прибавки урожая озимой пшеницы и ячменя при применении гербицидов достигают 35 ц/га, от внесения удобрений - 5-12, а при их комплексном применении - 10-20 ц/га.
Экологически и экономически обоснованное применение всех необходимых видов минеральных удобрений, химических мелиорантов, регуляторов роста растений и других агрохимических средств в сочетании с органическими удобрениями и другими биологическими средствами, агротехническими и другими приемами повышения плодородия почвы при правильном чередовании сельскохозяйственных культур и высокой культуре земледелия является необходимым условием повышения урожайности и качества растениеводческой продукции. Это подтверждается результатами исследований в стационарных многолетних опытах.
Результаты многолетних исследований в стационарных многолетних опытах показали, что при экологически и экономически обоснованном комплексном применении агрохимических средств наряду с повышением урожайности обеспечивается также улучшение качества продукции и плодородия почвы [5]. При этом на прямое действие накладывается последействие ранее внесенных химических средств. В частности, в многолетнем стационарном опыте на дерново-подзолистой суглинистой почве ЦОС ВНИИА в Домодедовском р-не Московской обл. с 1960 г. (48 лет) изучается действие в севообороте комплексного применения удобрений с гербицидами (Г), фунгицидами (Ф) и ретардантами (Р) на фоне известкования и других агротехнических мероприятий. Почва опытного участка дерново-подзолистая тяжелосуглинистая. Исходные агрохимические свойства почвы были следующими: рНКС1 - 4,3-4,5; Нг 4,6 мг-экв/100 г; 8 - 8,3 мг-экв/100 г, V - 64,3%, содержание гумуса по Тюрину - 1,58%; Р2О5 по Кирсанову - 21, К2О по Масловой 113 мг/кг почвы. Опыт заложен на трех полях в полевом севообороте с чередованием культур: вико-овсяная смесь - озимая пшеница - картофель - яровой ячмень с подсевом клевера - клевер - озимая пшеница, с закладкой последовательно с интервалом в 1 год. Повторность опыта - четырехкратная.
Для нейтрализации кислотности почвы внесли в первой и второй ротациях доломитовую муку из расчета 4 т/га. Навоз и минеральные удобрения вносили в дозах с учетом выноса питательных элементов планируемым урожаем. Чередование культур в севообороте плодосменного типа, научно обоснованная система механической обработки почвы и ухода за посевами, химическая мелиорация почвы, внесение органических и минеральных удобрений, система интегрированной защиты культур от сорняков и болезней способствовали заметному улучшению агрохимических свойств почвы, фитоса-нитарного состояния посевов, повышению урожайности и качества продукции растениеводства.
В 2001-2003 гг. в среднем величины рНКС1 составили 5,45,9; Нг - 2,28-3,03; 8 - 11,2-12,2 мг-экв/100 г, содержание гумуса - 1,9-2,1%; Р2О5 - 187-194, К2О - 211-299 мг/кг. Таким образом, сильнокислая, бедная питательными веществами почва до закладки опыта стала слабокислой, в ней существенно повысилось содержание гумуса и подвижных форм питательных элементов. В итоге повысилась продуктивность севооборота. Если до закладки опыта продуктивность зерновых составила 11,5 ц з.е./га, то в 5-8 ротациях (1984-2008 гг.) она повысилась до 50,4 ц/га или в 4,7 раза. Наряду с применением
удобрений и правильным чередованием культур в севообороте значительную роль в повышении урожайности сыграли и химические средства защиты растений (табл. 1).
В 2008 г. на третьем поле закончилась восьмая ротация севооборота, а на первом и втором началась девятая. Соответственно на этих полях возделывали ячмень, вику с овсом и клевер. В посевах из многолетних сорняков присутствовали осот полевой, бодяк полевой и чистец болотный, а из однолетних -пикульник, подмаренник цепкий, ярутка полевая, марь белая, ромашка непахучая и другие. Из болезней зерновых культур преобладали ржавчина, мучнистая роса, пятнистости. Под влиянием фунгицидов значительно снижалось их распространение и развитие. Улучшение минерального питания растений и фитосанитарного состояния посевов привели к росту урожайности культуры и повышению агрономической эффективности удобрений (табл. 2).
1. Динамика роста продуктивности за 8 ротаций полевого севооборота в зависимости от применения удобрений и химических средств защиты растений (ХСЗР) (среднегодовая продуктивность, ц з.е./га)
Ротация севооборота, Навозно-минеральная система удобрения Навозно-минеральная система удобрения + ХСЗР*
продук-тив-ность продук прибавка от комплексно-го применения
годы динамика тив- динамика
роста ность роста
Исходная 11,5 11,5
1959-1961гг.
Первая, 19601967гг. 28,1 16,6 30,4 18,9 2,3
Вторая, 19661973гг. 32,4 21,4 35,6 24,1 2,7
Третья, 19721979гг. 33,8 22,3 40,0 28,5 6,2
Четвертая, 1978-1985гг. 38,4 26,9 45,6 34,1 7,2
Пятая, 19841991гг. 44,5 33,0 55,9 35,6 11,4
Шестая, 19901997гг. 38,5 27,0 50,0 32,9 11,5
Седьмая, 1996-2003гг. 44,3 32,8 56,7 44,8 12,4
Восьмая, 20022008гг. 43,2 31,7 51,6 40,1 8,4
* до пятой ротации удобрения+гербициды, 5-8 ротация - удобрения+ гербициды + ретарданты + фунгициды
В течение 3-х лет под влиянием органо-минеральный системы удобрения урожайность зерна ячменя при стандартной влажности повысилась в среднем на 16,3 ц/га. Обработка посевов гербицидами повысила урожайность ячменя на 7,1 ц/га, а при совместном внесении гербицидов и тилта - на 10,8 ц/га. При этом окупаемость единицы удобрений зерновой продукцией повысилась с 9,8 кг до 16,4 кг. При комплексном использовании агрохимических средств также повысилось долевое участие удобрений в формировании урожая. Аналогичные закономерности наблюдались и по фону общих минеральных удобрений, и они были равноценными. В 2008 г. на 1 поле опыта закончилась 8-я ротация.
На втором поле опыта началась 9-я ротация севооборота с возделывания вико-овсяной смеси с подсевом многолетних трав. После уборки предшественника - ячменя под зяблевую вспашку на первом фоне внесен навоз 30 т/га, а весной под культивацию по фону минеральных удобрений - Н120Р60К180 химические средства защиты растений, в 2008 г. их не вносили, так как использовали последействие ранее внесенных препаратов. Поскольку вика и клевер очень чувствительны к гербицидам и другим химическим средствам, их использовали в данном случае в качестве индикаторных тест-культур. В таблице 3 приведены результаты исследований о влиянии последействия многолетнего применения агрохимических средств на урожайность вико-овсяной смеси.
6
This document was created using
Плодородие №2*2009
Solid □onverterPDF
Засоренность посевов в вариантах с удобрениями была несколько выше по сравнению с вариантом без удобрений и значительно ниже в вариантах со средствами защиты растений. Урожайность вико-овсяной смеси, особенно в вариантах с комплексным внесением средств химизации, оказалась достоверно выше по сравнению с контролем, что свидетельствует о повышении плодородия почвы и отсутствии негативного
влияния длительного применения удобрений и средств защиты растений на почву и растения.
На первом поле опыта под клевер луговой внесли на первом фоне Р25К60, на втором - Р100К130. Пестициды на клевере не применяли, а учитывали их последействие. В таблице 4 приведена урожайность сена двух укосов клевера.
2. Влияние удобрений и ХСЗР на урожайность зерна ячменя, окупаемость и долевое участие удобрений в формировании урожая
Вариант опыта Урожайность, ц/га Прибавка урожая, ц/га Окупаемость 1 кг МРК зерном, Долевое участие удобрений в
2006 г. 2007 г. 2008 г. в среднем за 2006-2008 гг. от контроля от фона кг формировании урожая, %
Контроль (б/у и б/хсзр) 13,8 16,3 17,9 16,0 - - - -
Навоз + №К- фон1 31,1 31,1 34,6 32,3 16,3 - 9,8 50,5
Фон1 + Г 38,0 41,1 39,0 39,4 23,4 7,1 14,2 59,4
Фон1+Г+ Р 38,9 41,1 37,6 39,2 23,2 6,9 14,1 59,2
Фон1+Г+Р+Ф 41,7 44,6 42,9 43,1 27,1 10,8 16,4 62,8
№К- фон2 29,9 26,3 33,9 30,0 14,0 - 8,5 46,7
Фон2+Г 36,9 34,4 35,7 35,7 19,7 5,7 11,9 55,2
Фон2+Г+Р 38,7 35,3 39,1 37,7 21,7 7,7 13,2 57,7
Фон2+Г+Р+ Ф 41,5 43,9 41,4 42,3 26,3 12,3 15,9 62,2
НСР05 4,8 5,7 3,4 4,6
3. Влияние последействия удобрений и ХСЗР на засоренность посевов и урожайность сена вико-овсяной смеси на 2-ом опытном поле
Вариант Г-гербициды, Р-ретарданты, Ф-фунгициды Сухая биомасса сорняков Урожай ± от
г/м2 % к контролю % к фону сена, ц/га контроля фона
Контроль (б/у, б/хсзр) 20,0 100 - 78 - -
Навоз + №К-фон1 30,8 154 - 87 9 -
Фон1+Г 16,8 80,4 54,5 104 26 17
Фон1 +Г+Р 11,5 57,5 37,3 93 15 6
Фон1 +Г+Р+Ф 12,3 61,5 39,9 123 45 36
№К- фон2 20,3 101,5 - 108 30 -
Фон 2+Г 15,3 76,5 75,4 126 48 18
Фон2 +Г+Р 13,0 65,0 64,0 132 54 24
Фон2 +Г+Р+Ф 16,0 80,0 78,8 139 61 31
НСР05 19,6
4. Урожайность сена клевера двух укосов в 2008 г. на 1-ом поле опыта
Урожайность, ц/га
Вариант
контроля
±от фона
Контроль (б/у,б/хсзр) 49,5 - -
Навоз + NPK- фон1 75,4 25,9 -
Фон 1+Г 100,4 50,9 25,0
Фон1 +Г+Р 99,8 50,3 24,4
Фон1 +Г+Р+Ф 102,4 52,9 27,0
NPK- фон2 52,1 2,6 -
Фон 2+Г 64,8 15,3 12,7
Фон2 +Г+Р 64,0 14,5 11,9
Фон2 +Г+Р+Ф 81,1 31,6 29,0
НСР05 33,8
Исследования показали, что по сравнению с контролем в вариантах с удобрениями клевер рос и развивался лучше, урожайность клевера оказалась выше в вариантах с комплексным применением агрохимических средств. На навозно-минеральном фоне уровень урожайности клевера оказался выше по сравнению с минеральным фоном, по-видимому, за счет лучшего действия навоза на рост и развитие клевера. Подтверждается вывод о безвредности длительного применения агрохимических средств в севообороте на рост и развитие растений клевера.
Результатами исследований установлено, что за 47-49-летний период по навозно-минеральной системе удобрений продуктивность изучаемых культур в севообороте возросла с 11,5 ц з.е./га в 1959-1966 гг. до 43,2 ц з.е./га в 2002-2008 гг. или в 3,8 раза, а при комплексном применении удобрений с гербицидами, фунгицидами и ретардантами (на посевах ози-
Плодородие №2*2009
мой пшеницы) - возросла, соответственно, с 11,5 до 51,6 ц з.е./га или в 4,5 раза. Урожайность сельскохозяйственных культур при комплексном применении агрохимических средств в среднем за 8-ю ротацию (2002-2008 гг.) была на 8,4 ц з е./га или на 19% выше, чем без применения пестицидов и регуляторов роста растений. При этом негативного влияния агрохимикатов и пестицидов на окружающую среду при изучаемых дозах не установлено.
В другом стационарном опыте, заложенном также на ЦОС ВНИИА, продуктивность севооборота за две ротации при комплексном применении удобрений и пестицидов повысилась с 33,3 ц з.е./га до 55,3 ц/га. Применение химических средств защиты растений, снижая численность и биомассу сорных растений и пораженность растений различными болезнями на 80-95%, позволило получать до 60-67 ц/га зерна озимой пшеницы, 60-65 ц/га ячменя, 450-700 ц/га зеленой массы кукурузы и 75-112 ц/га сена многолетних трав. Урожайность озимой пшеницы сорта Московская 39 в последние 2 года (2007 и 2008 гг.) на удобренном фоне при интегрированной системе защиты растений достигла 77-86 ц/га против 60 ц/га без применения пестицидов. Урожайность ячменя сорта Эльф в 2003 г. составила, соответственно, 75-77 ц/га при урожайности по фону РК - 41 ц/га.
Почти полувековые исследования показали, что при комплексном применении агрохимических средств повышается также качество продукции растениеводства и обеспечивается ее безопасность.
Комплексное применение удобрений с гербицидами, фунгицидами и ретардантами следует осуществлять в едином технологическом процессе возделывания сельскохозяйственных культур, сочетая этот процесс с механической обработкой почвы и другими агротехническими приемами при неукоснительном соблюдении экологических требований [7-9].
Результаты приведенных исследований являются надежной научной базой для разработки научно-методических основ расширенного воспроизводства плодородия дерново-подзолистых почв и интегрированного применения агрохи-микатов и пестицидов в Центральном Нечерноземье [4]. Литература
1. Агропромышленный комплекс России в 2006 г. - М., МСХ РФ,
2007, 372 с. 2. Статистические материалы и результаты исследований развития агропромышленного производства России - М., РАСХН,
2008, 28 с. 3. Ушачев И. Продовольственная безопасность основы стабильного развития Российской экономики//АПК: экономика, управление, 2008, № 8, С.2-15 4. Методическое руководство по проектированию применения удобрений в технологиях адаптивно-ландшафтного земледелия. Под ред. А.Л.Иванова, Л.М.Державина. -М., РАСХН, 2008. 5. Ладонин В.Ф. Агроэкологические проблемы комплексной химизации земледелия - М.: «Агроконсалт», 2000, 88 с. 6. Сычев В.Г., Кузнецов А.В., Павлихина А.В. и др. Агрохимическая
7
характеристика почв сельскохозяйственных угодий Российской Федерации (по состоянию на 1 января 2005 г.) - М., ВНИИА, 2006, 178 с. 7. Федеральный закон Российской Федерации «Об охране окружающей среды» от 10 января 2002 г. №7-ФЗ. 8. Федеральный закон Российской Федерации «О безопасном обращении с пестицидами и
агрохимикатами от 19 июля 1997 г. № 109-ФЗ (с изменениями от 10 января 2003 г.) 9. Федеральный закон Российской Федерации «О качестве и безопасности пищевых продуктов» от 2 января 2000 г. № 28-ФЗ.
COMPLEX APPLICATION OF CHEMICALS IS THE BASELINE FOR HIGH PRODUCTIVITY
AND SUSTAINABLE AGRICULTURE Aliev A.M., Varlamov V.A., Vaulina G.A., Derzhavin L.M., Perevedentseva S.V., Samoilov L.N., Sychev V.G., Shapoval O.A., Yakovleva T.A.
Summary. Crop productivity increased with time from 11.5 dt/ha g.u. in 1959-1966 up to 43.2 dt/ha in 2002-2008 on FYM-mineral background under complex application of herbicides, fungicides and retardants in static field experiment at VNIIA Central Experimental Station. Fertilization and integrated crop protection in another experiment provided yield as high as 77-86 dt/ha for winter wheat in 20022008 and 75-77 dt/ha for spring barley (41 dt/ha on PK background). Negative effect of chemicals and pesticides on the environment was not revealed.
Key words: fertilizers, pesticides, agrochemicals, crop rotation, crop productivity.
Плодородие №2*2009
8
