Некоторые пути повышения эффективности применения удобрений Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 631.445+631.8

НЕКОТОРЫЕ ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ

В.В. Окорков

Ивановская государственная сельскохозяйственная академия

Без применения минеральных и органических удобрений на почвах Владимирской и Ивановской областей происходит ухудшение агрохимических показателей, особенно быстро снижается содержание обменного калия. Эффективным приемом восстановления плодородия почв является органоминеральная система применения удобрений, запахивание соломы зерновых.

Во всем мире признается, что без минеральных удобрений невозможно получение высоких и устойчивых урожаев возделываемых культур. В развитых странах, в которых на 1 га вносится более 120 кг питательных веществ, в значительной мере решается проблема обеспечения населения своими продуктами питания. Вполне оправдала себя интенсификация сельского хозяйства, начатая в СССР в 70-х годах прошлого века, на основе широкого применения агрохимических средств. Так, в конце 80-х годов во Владимирской и Ивановской областях вносилось до 160-168 кг/га питательных веществ в виде минеральных туков и до 9,1 т/га органических удобрений. Активно осуществлялись работы по известко -

ванию кислых почв и фосфоритованию пашни, комплексному ее окультуриванию. Это обеспечило значительный рост урожайности всех культур, в том числе и зерновых, занимающих в структуре посевов более половины площади.

В начале перехода к рыночным отношениям использование минеральных удобрений резко снизилось: их внесение в России уменьшилось в пересчете на 1 га с 88 кг в 1990 году до 44 кг питательных веществ в 1993 году, а в первые годы 21го века - до 12-19 кг/га. Такое же положение отмечено и в других областях Нечерноземной зоны. Это приводило к ухудшению агрохимических показателей пахотных почв областей (табл. 1) [1, 2].

Таблица 1

Динамика агрохимических показателей пахотных почв Владимирской и

Ивановской областей

Годы рНСОЛ РіО5 К2О

Владимирская область

1971 4,8 56 89

1983 5,2 90 111

1993 5,7 137 131

2000 5,7 150 122

2004 5,6 133 109

Ивановская область

1971 4,6 34 85

1983 5,2 58 100

1986 5,3 70 110

1993 5,6 109 126

2000 5,7 105 100

2006 5,5 100 95

По сравнению с 1986-1990 гг. через десятилетие (1996-2000 гг.) урожайность зерновых во Владимирской области понизилась почти в 1,5 раза, а в Ивановской - в 1,7 раз. Возрастание ее в 2001-2005 гг. связано с посевом зерновых и других культур на более плодородных почвах. Худшие земли были выведены из оборота.

С увеличением объемов известкования до 1990 года в почвах областей наблюдалось закономерное планируемое повышение рНсол. Слабо изменялась эта величина и в последующие годы (20002005), когда известкование практически не велось. Это обусловлено рядом причин [1]:

• последействием ранее внесенных доз извести (по 5-6 т/га пашни);

• нейтрализующим эффектом частиц извести более 1 мм, вносимых в почву, но не учитываемых при расчете дозы мелиоранта;

• резким снижением объемов внесения кислого торфа и физиологически кислых туков.

Кроме того, по нашему мнению, в последние годы практически не использовались водорастворимые фосфорные удобрения. На серых лесных почвах Владимирского ополья установлено их подкисляющее действие [4].

По сравнению с 1993 годом, когда были достигнуты наиболее благоприятные агрохимические показатели, к 20042006 гг. наблюдалось их снижение, особенно по содержанию обменного калия (в Ивановской области почти на 25 %). Содержание подвижного фосфора уменьшалось значительно слабее. Это обусловлено как меньшими размерами выноса этого элемента питания на единицу продукции, так и восстановлением содержания его подвижных форм за счет экстрами-

целлярно поглощенных органических и минеральных соединений глинистыми минералами. Динамика поведения калия при существующем применении удобрений вызывает серьезные опасения. Это подтверждается и прогнозными исследованиями Г.Н. Ненайденко, выполненными для Ивановской области. По нашему мнению, трансформация калия в необменные формы вносимых ранее удобрений осуществлялась как интермицелляр-но, так и экстрамицеллярно. Первые формы необменного калия по сравнению со вторыми более медленно пополняют запасы обменного калия в почве, что приводит наряду с более высоким выносом этого элемента питания возделываемыми культурами к более сильному обеднению им почв.

Важнейшим показателем систем земледелия является величина баланса основных элементов питания в севообороте. В настоящее время в системах земледелия областей баланс фосфора, калия и, особенно, азота отрицательный [1]. Последнее свидетельствует об интенсивном снижении содержания гумуса, основного носителя плодородия почв. Особенности систем удобрения, при которых достигается положительный баланс основных элементов питания и повышается плодородие почв, можно рассмотреть на примере многолетнего стационарного опыта, заложенного на серых лесных почвах Владимирского ополья. Опыт ведется с 1991-1993 гг. в трех закладках [3, 4].

Севооборот: занятой пар (викоов-сяная или горохоовсяная смесь) - озимая рожь - картофель - овес с подсевом трав

- травы 1 -го года пользования - травы 2го года пользования - яровая пшеница -ячмень.

1. Контроль (без удобрений и извести)

2. Известь по полной гидролитической кислотности (фон)

3. Фон + Р1К1

4. Фон + ШР1К1

5. Фон + ШР2К2

6. Фон + навоз 1 -я доза

7. Фон + навоз 2-я доза

8. Фон + навоз 3-я доза

Органические удобрения (дозы подстилочного навоза: 0, 1-я - 40, 2-я -60 и 3-я - 80 т/га) вносились под озимую рожь после уборки викоовсяной (горохоовсяной) смеси.

Схема опыта:

9. Фон + навоз 1-я доза + Р1К1

10. Фон + навоз 1-я доза + ШР1К1

11. Фон + навоз 1-я доза + №Р2К2

12. Фон + навоз 2-я доза + Р1К1

13. Фон + навоз 2-я доза + ШР1К1

14. Фон + навоз 2-я доза + №Р2К2

15. Фон + навоз 3-я доза + Р1К1

16. Фон + навоз 3-я доза + ШР1К1

17. Фон + навоз 3-я доза + №Р2К2

Дозы минеральных удобрений, вносимых под возделываемые культуры, даны в работе [4], а во 2-й ротации

- в табл. 2.

Таблица 2

Дозы минеральных удобрений, вносимых под возделываемые культуры, во 2-й ротации севооборота

Культура Дозы минеральных удобрений, кг/га д.в.

0-я 1-я 2-я 3-я

Занятой пар 0 0 N60 N75

Озимая рожь 0 Р40К40 Ш0Р40К40 Ш0Р80К80

Картофель 0 Р60К80 Ж0Р60К80 М20Р120К160

Овес с подсевом трав 0 Р80К80 Ш0Р80К80 Ш0Р160К160

Травы 1-го года пользования 0 - N40 N40

Травы 2-го года пользования 0 Р40К40 Ш0Р40К40 Ш0Р80К80

Яровая пшеница 0 Р60К60 Ж0Р60К60 М20Р120К120

Ячмень 0 Р40К40 Ш0Р40К40 Ш0Р80К80

Сумма удобрений 0 Р340К360 Ш80Р340К360 Ж75Р680К720

Среднегодовая доза минеральных удобрений 0 Р42К45 Ш8Р42К45 Ш4Р85К90

Среднегодовые дозы каждого элемента питания колебались от 45-50 до 8090 кг/га, а их соотношение было близким к 1,0.

Результаты исследований

Серые лесные почвы Владимирского ополья обладают благоприятными химическими и физико-химическими свойствами подпахотных горизонтов. Содержание обменного алюминия в них на порядок ниже токсических для корневых систем количеств (3-4 мг/100 г почвы). Это не мешает им проникать в более глубокие слои и использовать из них влагу и элементы питания и позволяет стабилизировать урожай возделываемых культур на достаточно высоком уровне даже в засушливые годы.

Использование влаги яровой пшеницей

Видно (табл. 3), что из слоя почвы 40-100 см возделываемые культуры могут использовать 50-60 мм влаги и более. Удобрения снижают в 1,3-1,5 раза расход влаги на создание единицы продукции при близких общих размерах потребления влаги из метрового слоя почвы во всех вариантах опыта.

На серых лесных почвах известкование не оказывает значимого положительного влияния на рост урожайности возделываемых культур севооборота (табл. 4). Это обусловлено отсутствием изменений от извести в мощности корнеобитаемого слоя для возделываемых культур [4, 6].

Таблица 3

и ячменем из метрового слоя почвы, мм

Вариант Урожай зерна, ц/га Запасы влаги в период всходов Запасы влаги после уборки Осадки вегетационного периода, мм Общий расход влаги культурой, мм - о, в яи т тн не е ел ц і І ^ £ £ 3 -е § 2 § 3 * Потребление влаги из слоя почвы 40 - 100 см, мм

Яровая пшеница, 2005-2007 гг.

Известь (фон) 33,1 322,2 219,8 186,1 88,5 8,7 62,2

Фон + навоз 35,5 313,8 211,8 186,1 88,1 8,1 52,6

Фон + Н 60 т + №К 43,8 316,3 211,7 186,1 90,7 6,6 63,5

Фон + Н 60 т + 2№К 46,0 314,2 209,7 186,1 90,6 6,3 62,6

Среднее 39,6 316,6 213,2 186,1 89,5 7,3 60,2

Ячмень, 2006-2007 гг.

Известь (фон) 34,4 304,2 224,1 176,6 256,7 7,5 52,6

Фон + навоз 38,6 305,4 232,6 176,1 249,4 6,5 56,9

Фон + Н 60 т + №К 49,4 295,8 218,0 176,6 254,4 5,2 58,8

Фон + Н 60 т + 2№К 49,6 297,4 216,8 176,6 257,2 5,2 65,4

Среднее 43,0 300,7 222,9 176,6 254,4 5,9 59,6

Таблица 4

Продуктивность 8-польного севооборота во 2-й ротации, ц/га з.е.

Вариант Сумма урожаев, ц з.е. Суммарная прибавка, ц з.е./% Средняя продуктивность, ц/га з.е. Окупаемость 1 кг д.в. прибавкой, кг з.е./кг д.в

1. Контроль 262,9 16,3 32,9 -

2. Известь (Ф) 246,6 - 30,8 -

3. Ф + Р 320К340 270,2 23,6 33,8 3,6

4. Ф + ^8ср320К340 316,6 70,0 39,6 6,7

5. Ф + Нз75Р640К680 333,8 87,2 41,7 4,4

6. Ф + навоз 40 т (Н40) 278,7 32,1 34,8 6,6

7. Ф + Н60 286,6 40,0 35,8 5,5

8. Ф + Н80 285,9 39,3 35,7 4,0

9. Ф + Н40 + Р320К340 288,1 41,5 36,0 3,6

10. Ф + Н40 + N380^320^40 325,4 78,8 40,7 5,2

11. Ф + Н40 + ^75Р640К680 340,2 93,6 42,5 3,8

12. Ф + Н60 + Р320К340 291,7 45,1 36,5 3,2

13. Ф + Н60 + ^80^20^40 336,3 89,7 42,0 5,1

14. Ф + Н60 + N675Р640К680 336,7 90,1 42,1 3,3

15. Ф + Н80 + Р320К340 302,8 56,2 37,8 3,4

16. Ф + Н80 + N380^20^40 335,6 89,0 42,0 4,4

17. Ф + Н80 + ^7бР640^80 347,1 100,5 43,4 3,4

Примечание. Представлено действие минеральных и последействие (5-6 гг.) органических удобрений. Одинарная доза под пшеницу №0Р60К60, под ячмень Ш0Р40К40.

Решающее влияние на продуктивность севооборота оказывает применение азотных удобрений. Они определяют высоту урожая и вынос им фосфора и калия. Наиболее окупаема одинарная доза полного минерального удобрения (табл. 3, 4). В табл. 5 приведены некоторые статьи среднегодового баланса основных элементов питания за ротацию 8-польного севооборота. На их основании была проведена корректировка системы удобрения в севообороте с целью повышения

окупаемости применяемых удобрений

[5].

Во-первых, регулярное внесение азотных туков и, в особенности под покровную культуру, подкормка многолетних бобовых трав на серых лесных почвах ополья приводит к снижению среднегодовых размеров симбиотической азот-фиксации с 48-49 кг/га азота до 20-30 кг/га, т.е. в 1,5-2 раза. Это связано с выпадением бобового компонента в вариантах с регулярным внесением аммиачной селитры [4].

Во-вторых, в варианте применения одинарной дозы ЫРК при соотношении элементов питания около 1,0 наблюдается отрицательный баланс азота, со-

измеримый с размерами снижения среднегодовой симбиотической азотфиксации (около 20 кг/га). Поэтому внесения азотных туков под покровную культуру, проведение ими подкормок трав 1-го и 2-го годов пользования на серых лесных почвах не рекомендуется. Более ощутимый отрицательный среднегодовой баланс установлен для калия (-35 кг/га К2О за год), хотя солома всех зерновых культур измельчалась и запахивалась в почву. Отрицательный баланс для калия будет еще более острым при отчуждении с полей соломы. Внесение двойной дозы КРК обеспечивает положительный баланс по

Р2О5 и близкий к нулевому для калия и азота, но резко снижает окупаемость применяемых удобрений (табл. 4).

В-третьих, при применении средних доз одних органических удобрений (5-8 т/га севооборотной площади) не обеспечивается бездефицитного баланса по КРК, особенно по калию.

В-четвертых, лишь при сочетании органических удобрений с минеральными туками достигается как бездефицитный баланс основных элементов питания, так и наиболее экономичное их использование

Таблица 5

Некоторые статьи среднегодового баланса для основных элементов питания за ротацию 8-польного севооборота, кг/га (среднее для 1 и 2 полей)

Вариант опыта Среднегодовой приход с удобрениями Среднегодовые размеры симбиотической азотфиксации Среднегодовой вынос элементов питания с урожаем Среднегодовой баланс

N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О

1. Контроль - - - 49,4 88,0 33,7 70,0 -29,5 -33,4 -70,1

2. Известь (фон - Ф) - - - 48,1 82,0 31,0 60,7 -25,6 -30,6 -60,8

3. Фон + РК - 40,0 42,5 49,1 86,0 34,9 71,9 -28,3 5,5 -29,5

4. Фон + №К 47,5 40,0 42,5 29,9 103,0 39,3 77,4 -21,7 1,1 -35,0

5. Фон + 2№К 84,4 80,0 85,0 23,2 108,5 40,8 82,7 -8,5 39,6 2,2

6. Навоз 40 т (Н 40) 21,0 12,0 28,0 49,3 90,0 34,9 70,9 -12,3 -22,5 -43,0

7. Н60 31,5 18,0 42,0 45,7 92,6 35,5 72,8 -9,4 -17,1 -31,0

8. Н80 42,0 24,0 56,0 45,0 93,3 35,3 72,0 -0,8 -11,0 -16,1

9. Н40 + РК 21,0 52,0 70,5 47,5 90,8 36,5 74,9 -14,1 15,9 -4,5

10. Н40 + №К 68,5 52,0 70,5 31,5 106,2 40,0 80,1 -4,9 12,4 -9,7

11. Н40 + 2№К 105,4 92,0 113,0 21,7 111,6 41,8 81,4 7,1 50,6 31,5

12. Н60 + РК 31,5 58,0 84,5 47,0 92,6 37,4 74,8 -6,7 21,0 9,6

13. Н60 + №К 79,0 58,0 84,5 34,2 109,0 41,7 80,8 3,9 16,7 3,6

14. Н60 + 2№К 115,9 98,0 127,0 19,8 111,6 41,2 82,4 15,2 57,2 44,4

15. Н80 + РК 42,0 64,0 98,5 47,0 94,8 38,4 79,4 0,6 26,0 19,0

16. Н80 + №К 89,5 64,0 98,5 30,4 111,8 41,0 85,2 7,7 23,4 13,2

17. Н80 + 2№К 126,4 104,0 141,0 21,7 115,7 42,2 87,2 21,9 62,5 53,8

На основании балансовых коэф- нических удобрений коэффициент воз-

фициентов использования элементов пи- врата для азота составит 82-85 %, Р2О5 -

тания из минеральных и органических 103-109, К2О - 58 %. С учетом удаления с

удобрений с учетом их последействия полей соломы зерновых коэффициент

под каждую культуру севооборота были возврата указанных элементов сущест-

разработаны оптимальные дозы их при- венно уменьшится.

менения (табл. 6). Без применения орга-

Таблица 6

Оптимальные дозы минеральных удобрений на серых лесных почвах Вламирского ополья при разном уровне применения органических удобрений, кг/га д.в.

Культура Без органических удобрений 40 т навоза на 1 га за севооборот 60 т навоза на 1 га за севооборот 80 т навоза на 1 га за севооборот

N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О

І.Викоовсяная смесь 60 0 0 60 0 0 60 0 0 60 0 0

2. Озимая рожь 40-50 40 40 40-50 0 0 40 0 0 40 0 0

3. Картофель 100 60-70 90 80 40 70 60 40 70 40 0 60

4. Овес с подсевом трав 0 40 40 0 40 40 0 30 40 0 30 30

5. Травы 1-го года пользования 0 50 50 0 50 50 0 40 40-50 0 30-40 30- 40

6. Травы 2-го года пользования 0 40 40 0 40 40 0 40 40 0 40 40

7. Яровая пшеница 40 50-60 60 40-50 50-60 60 40 40-50 60 40 40 40- 50

8. Ячмень 40-50 50 40 50 50 40 50 40-50 40 40 40-50 40

Сумма за севооборот 280- 300 330- 350 360 270- 290 270- 280 300 250 230- 250 280- 300 220 180- 200 240- 260

Сумма симбиотического азота 390 - - 380 - - 370 - - 360 - -

Элементы питания навоза - - - 200 100 220 300 150 330 400 200 440

Планируемый вынос элемента урожаем 815 320 620 850- 860 360 650 870- 880 370 680 910 380 710

Планируемый баланс элемента -125... -145 10...30 -260 0...20 10.20 -130 40-50 10...30 -70... -50 70 0...+20 -30.. -10

Коэффициент возврата, % 82-85 103- 109 58 100- 102 103- 106 80 104- 106 103- 108 90-93 108 100- 105 96- 99

На фоне 40 т/га навоза, внесенного под озимые в паровом поле, наряду с повышением продуктивности на 5-7 % на 20 % снизится применение фосфорнокалийных туков, будет обеспечен бездефицитный баланс для азота и фосфора. Коэффициент возврата для калия составит 80 %, что приблизится к максимальному допустимому его дефициту.

С дальнейшим ростом доз применения навоза снижаются дозы внесения

минеральных туков, повышается продуктивность севооборота, а окупаемость 1 кг д.в. минеральных и органических удобрений сохраняется на достаточно высоком уровне (табл. 7). Предлагаемые системы удобрения в севообороте позволяют повысить окупаемость 1 кг д.в. удобрений по сравнению с экспериментом (табл. 4) на 3-39 %.

Таблица 7

Планируемые продуктивность и окупаемость элементов питания для рекомендуемых доз минеральных и органических удобрений

Вариант Средний ежегодный вынос N кг/га Средняя ежегодная продуктивность, ц/га з.е. Средняя ежегодная прибавка, ц/га з.е. Окупаемость 1 кг д.в. прибавкой урожая, кг з.е. на 1 кг д.в. Повышение окупаемости 1 кг д.в. удобрений, %

планируе- мая фактическая в опыте

1.Фон (известь) 82 30,8 - - - -

2. Ф + №К 102 39,2 8,4 6,9 6,7 3,0

3.МРК на фоне 40 т навоза 107 41,1 10,3 6,1 5,2 17,3

4.МРК на фоне 60 т навоза 110 42,2 11,4 5,9 5,1 15,7

5.МРК на фоне 80 т навоза 114 43,7 12,9 6,1 4,4 38,6

Примечание. Планируемая продуктивность рассчитывалась по уравнению у = 0,384-х, где х - среднегодовой вынос азота культурами севооборота, кг/га.

Таким образом, лишь на основе органоминеральной системы удобрения (5-8 т навоза и Ш0-40Р30-45К35-40 на 1 га севооборотной площади), запахивания соломы зерновых культур на серых лесных почвах ополья можно стабилизировать их плодородие и обеспечить высокую окупаемость туков и навоза.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ненайденко Г.Н. Рациональное применение удобрений в условиях рыночной экономики. -Иваново, 2007. - 350 с.

2. Ненайденко Г.Н., Гусев В.В. Стабилизация почвенного плодородия и урожайности при ограниченных экономических возможностях. - Владимир, 2007. - 240 с.

3. Окорков В.В., Григорьев А.А. Влияние повышенных доз удобрений на урожай и качество с.-х. продукции на серых лесных почвах Владимирского ополья // Сб.: Применение спиртовой барды и удобрений для повышения урожайности с.-х.

культур. Под редакцией проф. Ненайденко Г. Н. Иваново, 1996. - С. 84.

4. Окорков В.В. Удобрения и плодородие серых лесных почв Владимирского Ополья. - Владимир: ВООО ВОИ, 2006. - 356 с.

5. Сафонов А.Ф., Гатаулин А.М., Платонов И.Г. и др. Системы земледелия / Под редакцией профес-

сора А.Ф. Сафонова. - М.: «КолосС», 2006. - 447 с.

б.Юлушев И.Г. Почвенно-агрохимические основы адаптивно-ландшафтной организации систем земледелия ВКЗП: Учебное пособие. - М.: Академический Проект; Киров, Константа, 2005. -368с.-(«ОаМеатш»).

SOME WAY OF INCREASING TO EFFICIENCY OF THE USING THE FERTILIZERS

V. V Okorkov

Without using mineral and organic fertilizers on ground areas of Vladimir and Ivanovo regoins, the deterioration of the agricultural chemistry factors is occurs, particularly quickly falls the contents fraudulent potassium. The organic-mineral system of the using the fertilizers and ploughing straw corn are the efficient receiving the recovering the fertility of ground.

Новые издания Организация и планирование производства

Под редакцией: А.Н. Ильченко, И.Д. Кузнецова и др., -М.: Издательский центр «Академия», 2006.-208 с.

В учебном пособии изложены теоретические и практические основы организации производственного процесса. Рассмотрены вопросы планирования деятельности предприятия в условиях рыночной экономики. Приведены задания для самостоятельной работы: контрольные вопросы, расчетные и ситуационные задачи, тесты, темы для докладов.

По вопросам приобретения обращаться: г. Иваново, ул.Жиделева, д.3, кор. «И» - 5 ИГХТУ, 3 этаж, к. 61,65, тел. (4932) 327-220, 305-888