CC BY
5обоснование эффективности применения органогенных отходов на почвах ополья
В.В. Окорков, д. с.-х. н., Л.А. Окоркова - Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии
E-mail: adm@vnish.elcom.ru
Определение обоснованных доз удобрений под культуры с учетом их биологических особенностей и чередования почвенно-климатических и организационно-экономических условий - основа их рационального применения. Среди балансовых методов расчета доз широкое распространение получил метод элементарного баланса. В нем применяют коэффициенты использования элементов питания почвы, часто колеблющиеся под влиянием множества факторов, и более устойчивые разностные коэффициенты использования удобрений [1]. Однако и разностные коэффициенты использования элементов питания удобрений могут заметно колебаться в зависимости от их доз, соотношения между ними и систем удобрения. Для серых лесных почв Ополья мало экспериментальных данных о сравнительной эффективности разных видов органических удобрений, различных систем удобрений,варьирования разностных и балансовых коэффициентов использования элементов питания от доз и систем их применения, путях повышения эффективности органических удобрений. Ряд этих вопросов изучался в стационарном опыте, заложенном на серых лесных почвах Владимирского Ополья в севообороте: картофель -овес - яровая пшеница - ячмень.
Весной 2006 г. под картофель под перепашку внесли органические и минеральные удобрения (табл. 1). Применили одинарную ^60Р60К80) и двойную дозы минеральных удобрений, навоз крупного рогатого скота (КРС) в дозе 100 т/га, куриный навоз (КН) в дозах 25, 50 и 100 т/га, сочетание 50 т/га КН с одинарными дозами полного минерального ^60Р60К80) и калийного (К80) удобрений. Последующие культуры использовали последействие разных доз органических и действие одинарной ^45Р45К45 - овес, N60P60K60 - яровая пшеница, N40P40K40 - ячмень) и двойной доз минеральных удобрений, последействие 50 т/га КН в сочетании с действием одинарных доз полного минерального и калийного удобрений. Низкое содержание азота (0,48%) в КН связано с его хранением в поле в небольших кучах.
В опыте учитывали урожайность культур, проводились наблюдения за пищевым режимом и качеством продукции по общепринятым методикам [2].
Солому зерновых, а также ботву картофеля измельчали и запахивали.
Результаты исследований и их обсуждение. На основании общего выноса элементов питания культурами севооборота и выноса их основной продукцией (табл. 2) были рассчитаны разностные и балансовые коэффициенты использования азота, фосфора и калия из удобрений за ротацию севооборота (табл. 3).
В контроле вынос N Р205 и К2О основной продукцией за 4 года составил соответственно 234, 147 и 245 кг/ га, а основной и побочной - 432, 202 и 534 кг/га. При применении полной минеральной системы удобрения вынос их основной продукцией соответственно увеличивался до 420-508, 209-240 и 326-330 кг/га, а с учетом побочной
- до 730-950, 290-320 и 740-840 кг/га. В среднем за год в контроле основной продукцией выносилось 58 кг/га N 37
- Р2О5 и 61 кг/га К2О, в сумме составляя 156 кг/га питательных веществ, что было весьма близким к размерам внесения минеральных удобрений на 1 га по Владимирской области в конце 80-х годов прошлого столетия (164 кг/ га). При удалении с полей побочной продукции ежегодные размеры выноса питательных веществ составили 290 кг/га.
При внесении полного минерально-
1. Схема применения удобрений
го удобрения ежегодный вынос основной продукцией достигал: N - 127, Р2О5 - 60 и К2О - 83 кг/га, составляя в сумме 270 кг/га питательных веществ. Учитывая среднюю ежегодную дозу внесения навоза по области около 8,5 т/га (110-115 кг/га питательных веществ), получим, что в конце 80-х годов вносили ежегодно около 270-280 кг/га питательных веществ. При оставлении, измельчении и запахивании соломы зерновых культур при таком внесении удобрений обеспечивался бездефицитный баланс питательных веществ в зернопропашных севооборотах. В зернотравянопропашных, очевидно, он был положительным для азота и фосфора, а для калия - близок к бездефицитному.
Сравнение данных таблиц 1 и 2 показывает, что при применении как одинарной, так и двойной доз полного минерального удобрения общий вынос азота прибавкой урожая основной и побочной продукции превысил размеры его внесения с удобрениями (табл. 3). Поэтому разностные коэффициенты использования азота составили соответственно 147 и 125%. Для среднеплодородных почв (3-4-й класс) их величины в сумме за 4 года варьируют от 70 до 85% [1]. Для одинарной дозы NPK разностный коэффициент использования Р2О5 из минеральных удобрений (41,8%) совпадает с литературными данными (40-60%) [3, 4], для двойной дозы его он снижается до 30%. Те же изменения наблюдаются и для разностных коэффициентов под возделываемые культуры
Вариант Картофель Овес Яровая пшеница Ячмень Сумма элементов питания
1. Контроль - - - - -
2. NPK N60P60K80 N45P45K45 N60P60K60 N40P40K40 N205P205K225
3. 2 NPK N120P120K160 N90P90K90 N120P120K120 N80P80K80 N410P410K450
4. Навоз КРС, т/га 100 последействие последействие последействие N620P320K610
5. КН, т/га 25 последействие последействие последействие N120P352K125
6. КН, т/га 50 последействие последействие последействие N240P705K250
7. КН, т/ га + NPK 50 + N60P60K80 последействие + N45P45K45 последействие + N60P60K60 последействие + N40P40K40 N445P910K475
8. КН, т/ га + К 50 + К80 последействие + К45 последействие + К60 последействие + К40 N240P705K475
9. КН, т/га 100 последействие последействие последействие N480P1410K500
использования К2О одинарной и двойной доз полного минерального удобрения (91,6 и 66,8%). На средне-плодородных почвах их величины варьируют в пределах 80-100% [1]. При применении двойной дозы NPK наблюдается перерасход фосфорных и калийных удобрений. Наши данные свидетельствуют и о нахождении азота в серых лесных почвах Владимирского ополья в 1-м минимуме.
Разностный коэффициент использования азота из навоза КРС, внесенного в высокой дозе (100 т/га), составил 41,8%. Использование азота из куриного навоза, внесенного в той же дозе, снизилось в 2 раза (до 19,9%). В работе [5] для 80 т/га навоза КРС за 1-ю ротацию 8-польного севооборота средняя по трем полям величина Кисп составила 18,2%, а за 2-ю - 35,8%, варьируя по полям от 13,7 до 56,8%. С уменьшением доз КН разностный коэффициент использования азота повышался с 19,9 до 37,7% (для дозы куриного навоза 25 т/га).
Весьма низкими были и разностные коэффициенты использования Р2О5 и К2О из одних органических удобрений. Для Р2О5 они не превышали 22,6%, а для К2О - 27,6%. Близкие к этим данные получены и в работах [3,4,5]. Это лишний раз подтверждает определяющую роль перехода органических форм азота в доступные для растений минеральные (особенно в нитратную) для активного поглощения подвижных форм фосфора и обменного калия.
При совместном использовании органических удобрений с полным минеральным удобрением разностные коэффициенты использования всех элементов питания существенно возрастают. Однако для азота это увеличение ниже (63%), чем следует из средневзвешенных их величин для соответствующих доз органических и минеральных удобрений (78,8%), что свидетельствует об уменьшении коэффициентов использования этого элемента питания с ростом доз его внесения.
Более полную информацию об использовании элементов питания из удобрений и почвы дает расчет балансовых коэффициентов их использования.
Балансовый коэффициент использования элемента питания удобрений (КБ) - это отношение хозяйственного выноса его культурой (ВУ, кг/га) в удобренном варианте к дозе (ДУ, кг/га) соответствующего внесенного удобрения, выраженное в долях от единицы или в процентах [1]:
КБ = Ву/Ду, или КБ = Ву/Ду • 100.
В отличие от разностных коэффициентов использования балансовые коэффициенты показывают не только степень усвоения культурами питательных элементов из удобрений и почвы, но и одновременно возможное при этом изменение обеспеченности почвы определяемыми элементами. При нулевом (бездефицитном)балансе коэффициент равен 1 или 100%, при положительном - менее 1 или 100%, при отрицательном (дефицитном) -более 1 или 100%.
2. Вынос макроэлементов к
Балансовые коэффициенты количественно всегда выше разностных, а на более плодородных почвах выше, чем на менее плодородных. Использование балансовых коэффициентов позволяет определять оптимальные дозы и соотношения элементов питания удобрений под отдельными культурами и в севооборотах с одновременной оценкой изменения обеспеченности ими почв. Балансовые коэффициенты определяются за 3-4 года и дифференцируются в зависимости от уровня плодородия почв (класса почвы). С
ьтурами севооборота, кг/га
Вариант Вынос основной продукцией Общий вынос культурой
2006 г. | 2007 г. | 2008 г. | 2009 г. | I 2006 г. | 2007 г. | 2008 г. | 2009 г. | I
N
1 85,2 53,4 36,9 58,4 233,9 133,4 87,7 93,7 116,8 431,6
2 186,2 78,9 65,1 90,3 420,5 246,9 140,6 182,7 163,5 733,7
3 210,1 91,9 67,2 139,0 508,2 285,5 174,9 211,6 273,5 945,5
4 161,0 72,8 53,1 92,3 379,2 247,0 111,0 163,1 169,5 690,6
5 97,0 63,3 42,6 61,4 264,3 152,9 105,7 106,1 112,1 476,8
6 109,2 65,6 44,1 64,4 283,3 154,4 108,1 102,5 115,7 480,7
7 157,8 75,1 63,2 108,4 404,5 219,8 129,5 158,3 204,4 712,0
8 127,4 61,6 40,3 62,0 291,3 175,5 99,5 105,9 118,1 499,0
9 142,4 66,1 43,8 60,4 312,7 189,8 111,1 107,5 118,6 527,0
Р2О5
1 51,1 26,8 24,2 44,5 146,6 56,2 43,6 41,6 60,1 201,5
2 73,0 36,3 36,4 63,1 208,8 79,9 62,8 62,7 81,9 287,3
3 89,5 42,4 36,1 69,5 237,5 95,3 69,6 65,5 94,6 325,0
4 80,5 34,6 30,2 58,0 203,3 87,3 57,0 55,1 74,5 273,9
5 60,6 29,5 28,2 48,2 166,5 65,8 51,5 46,6 62,7 226,6
6 56,2 30,7 29,2 47,8 163,9 60,8 50,8 46,0 62,5 220,1
7 64,2 32,8 35,9 65,3 198,2 70,1 54,0 62,3 87,4 273,8
8 67,3 28,6 28,5 46,8 171,2 72,2 48,8 46,9 60,3 228,2
9 73,0 31,2 29,2 48,8 182,2 77,5 52,3 50,1 62,8 242,7
К2О
1 193,1 16,5 14,7 20,6 244,9 211,3 72,8 96,0 154,0 534,1
2 251,8 23,1 22,0 29,5 326,4 281,2 120,5 147,6 190,8 740,1
3 249,0 24,8 23,4 34,7 331,9 288,2 135,8 170,5 240,4 834,9
4 241,6 22,1 18,7 25,3 307,7 282,0 102,3 141,2 165,8 691,3
5 206,0 19,1 17,3 21,7 264,1 226,9 96,5 107,5 137,7 568,6
6 224,6 18,2 17,4 23,9 284,1 245,4 86,0 103,4 140,9 575,7
7 196,4 20,6 22,4 31,1 270,5 229,3 93,1 143,9 220,8 687,1
8 254,9 18,3 17,6 19,1 308,9 281,0 91,6 104,8 135,5 612,9
9 248,2 18,7 17,9 20,9 305,7 271,1 93,1 111,6 141,0 616,8
Примечание. Расшифровку вариантов см. в таблице 1
3. Разностные коэффициенты использования основных элементов питания
Вариант, сумма внесенных элементов питания с удобрениями Разностный Кисп, % Балансовый Кисп, % Дефицит (-) или увеличение (+) элемента питания, кг/га
N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O
1. Контроль - - - - - - -233,9 -146,6 -244,9
2. N205P205K225 147 41,8 91,6 205 102 145 -215,5 -3,8 -101,4
3. N410P410K450 125 30,1 66,8 124 57,9 73,8 -98,2 172,5 118,1
4. N620P320K610 41,8 22,6 25,8 61,2 63,5 50,4 240,8 116,7 302,3
5. N120P352K125 37,7 7,1 27,6 220 47,3 211 -144,3 185,5 -139,1
6. N240P705K250 20,5 2,6 16,6 118 23,2 114 -43,3 541,1 -34,1
7. N445P910K475 63,0 7,9 32,2 90,9 21,8 57,0 40,5 711,8 204,5
8. N240P705K475 28,1 3,8 16,6 121 24,3 65,0 -51,3 533,8 166,1
9. N480P1410K500 19,9 2,9 16,5 65,1 12,9 61,1 167,3 1228 194,3
повышением окультуренности почвы происходит увеличение балансовых коэффициентов использования.
Если минеральные удобрения вносят под все культуры севооборота или принятого чередования, то балансовые коэффициенты использования элемента питания при определении оптимальных доз под культуры можно не учитывать по годам, а брать в сумме за все годы, деля вынос его на сумму элемента питания, внесенного с удобрениями за тот же период.
Для органических удобрений коэффициенты использования элементов питания следует оценивать обязательно с учетом года их действия, так как эти удобрения обычно применяют лишь под отдельные культуры севооборота.
По абсолютным величинам (табл. 3) наиболее высоки балансовые коэффициенты использования азота, а наиболее низки - для фосфора. Следовательно, в изучаемых системах удобрения в данном севообороте в первом минимуме находится азот, во втором - калий. Таким образом, для расчета эффективных доз удобрений, оптимального соотношения между элементами питания следует определить дозы внесения азота, обеспечивающие планируемые высоту урожая и вынос азота.
Балансовые коэффициенты для азота выше 100% в вариантах применения одинарной и двойной доз NPK, 25 и 50 т/га КН (его сочетания с калийными удобрениями). Следовательно, в этих вариантах основной продукцией выносится не только азот удобрений, но и азот почвы. Серые лесные почвы Ополья характеризуются достаточно высоким содержанием азота, находящегося в поглощенном состоянии (около 200 кг/га в слое почвы 0-40 см). Поэтому при дефиците азота удобрений порядка нескольких десятков кг/га (варианты внесения 50 т/га КН) возделываемые культуры могут возмещать его, поглощая водорастворимые, обменные и фиксированные формы (6 вариант, табл. 3). Более высокий дефицит азота будет способствовать процессам минерализации органического вещества почвы и снижению содержания гумуса. Следовательно, в указанных выше вариантах может наблюдаться снижение содержания гумуса, особенно в вариантах с наиболее высокими балансовыми коэффициентами использования азота (около 200%).
В вариантах применения 100 т/га навоза КРС и птицы, совместного ис-
пользования 50 т/га куриного навоза и одинарной дозы NPK балансовые коэффициенты использования азота меньше 100%. Это может свидетельствовать об обогащении почвы этим элементом питания, соответственно об увеличении в ней содержания гумуса (варианты 4, 7 и 9), о чем будет сказано ниже.
Для минеральной (NPK) и органо-минеральной (навоз подстилочный + NPK) систем удобрения разностные коэффициенты использования азота линейно снижались с ростом доз его внесения [4]. Линейной зависимостью можно описать взаимосвязь между балансовыми коэффициентами использования азота (у, %) и дозами его внесения (х, кг/га) и в данном опыте для вариантов полного минерального удобрения (варианты 2 и 3) и сочетания его с 50 т/га КН (вариант 7): у = 298 - 0,448 х. (1)
Для органической системы удобрения (5 вариантов) эта взаимосвязь описывается уже экспоненциальной зависимостью, которая в логарифмической форме выражается уравнением, достоверным при уровне вероятности 95%:
^у = 2,383 - 0,0011 х, п = 5, г = 0,952.
(2)
Используя эти уравнения для соответствующих систем удобрения, можно рассчитать дозы применения азота в удобрениях с планируемым балансовым коэффициентом использования. При балансовых коэффициентах использования азота более 150 % дозы его будут невысокими, но экономически наиболее эффективными. Однако почва будет постепенно терять свое плодородие. При низких значениях планируемых балансовых коэффициентов использования удобрений плодородие почвы будет повышаться, но эффективность их использования существенно снизится. При балансовых коэффициентах использования азота и других элементов питания около 100 % плодородие почвы, со-
держание гумуса будут сохранены на постоянном уровне.
Как показали исследования в 8-польном севообороте [5, 6], при балансовых коэффициентах использования элементов питания около 100% при органоминеральной системе удобрения достигается весьма высокая окупаемость удобрений прибавкой (около 6-7 кг зерн. ед. на 1 кг д.в.). Изменение балансовых коэффициентов на 10-20% при расчете оптимальной дозы удобрения в сторону увеличения или уменьшения слабо повлияет на их окупаемость и плодородие почвы. Для этих условий в таблице 4 представлены рассчитанные оптимальные дозы азота за севооборот для различных систем удобрения: для минеральной (NPK) и органоминеральной (навоз + NPK) по уравнению 1, для органической (навоз или навоз + РК) по уравнению 2. Для минеральной и органоминеральной систем они более высокие, чем для органической системы. Это связано с формированием более высокого мобильного фонда азота, обусловленного запасами нитратного и аммонийного азота в жидкой фазе почв [3, 4], при минеральной и органоминеральной системах удобрения, чем при органической или смешанной (без применения азотных туков). А более высокий мобильный фонд азота, обусловленный запасами нитратного азота, в ранние фазы роста и развития культур способствует более интенсивному кущению зерновых или образованию большего числа стеблей у картофеля, а также формированию большего числа цветков (зерен) в колосе. Эти элементы структуры урожая являются важнейшими для повышения урожайности культур на почвах Ополья.
Одни органические удобрения формируют значительно меньшие размеры мобильного фонда азота в силу постепенного перехода минерального азота в жидкую фазу, а также перемещения весной накопленного с
4. Соотношение между дозами азота за севооборот и балансовыми коэффициентами его использования
Минеральная (NPK) и органоминераль-ная (навоз + NPK) системы удобрения Органическая система удобрения (навоз или навоз + РК)
Балансовый коэффициент использования, % Рассчитанная эффективная доза азота, кг/га Ожидаемый максимальный хозяйственный вынос азота Балансовый коэффициент использования, % Рассчитанная эффективная доза азота, кг/га Ожидаемый максимальный хозяйственный вынос азота
120 400 480 120 280 336
110 420 462 110 310 341
100 440 440 100 350 350
90 460 414 90 390 351
80 490 392 80 440 352
осени азота нитратов в более глубокие слои почвы. Эти передвинувшиеся вниз запасы азота слабо влияют на степень кущения зерновых культур и озерненность колоса. Следовательно, интенсивность кущения, а нередко и число зерен в колосе, при одной органической системе удобрения будут более низкими, чем при минеральной. Однако при органической системе удобрения создаются лучшие условия для формирования полновесного зерна из-за возможности накопления минеральных форм азота в более поздние фазы развития зерновых вследствие минерализации органики. В середине вегетации, в период цветения наблюдаются интенсивное клубнео-бразование и высокая потребность в элементах питания у картофеля. Из этого следует, что наилучшие условия для получения высоких урожаев зерновых культур и картофеля, повышения качества продукции создаются при органоминеральной системе удобрения. Не случаен тот факт, что двойная доза NPK часто повышает продуктивность севооборота в меньшей мере, чем сочетание одинарной дозы NPK с навозом [3, 4, 5].
Ожидаемый максимальный хозяйственный вынос азота за ротацию севооборота при полной минеральной и органоминеральной системами удобрения варьирует от 480 до 392 кг/ га, а при органической и смешанной (навоз + РК) - от 336 до 352 кг/га. Эти различия в ожидаемом максимальном хозяйственном выносе азота и обеспечат соответствующую высоту урожая при различных системах удобрения. Отметим также, что рассчитанные размеры максимального хозяйственного выноса азота за ротацию севооборота как для минеральной и органоминеральной, так и органической систем удобрения весьма близки к соответственно полученным в полевом опыте размерам (404-508 кг/га в первом случае и 313-380 кг/га во 2-м случае, табл. 2).
В опыте балансовый коэффициент использования для Р2О5 практически во всех вариантах существенно ниже 100%, что свидетельствует о значительном обогащении почвы этим элементом питания из-за высокого его содержания в курином навозе (14,1 кг в 1 т). При применении одинарной дозы NPK внесение 205 кг/га Р2О5 за ротацию является оптимальным, для двойной дозы NPK размеры внесения Р2О5 необходимо уменьшить с 410 до 240 кг/га. Максимальные размеры выноса Р2О5 культурами за ротацию
5. Коэффициенты возмещения элементов питания за ротацию севооборота
Вариант N Р О К,О
1. Контроль -
2. N205P205K225 48,8 98,2 68,9
3. N4^410^50 80,7 173 136
4. N620P320K610 163,5 157 198
5. N120P352K125 45,4 211 47,3
6. N240P705K250 84,7 430 88,0
7. N445P910K475 110 458 176
8. N240P705K475 82,4 412 154
9. N480P1410K500 153,5 774 164
6. Рекомендуемые дозы внесения удобрений за ротацию 4-польного севооборота картофель - овес - яровая пшеница - ячмень
Вариант Дозы вносимых элементов питания за ротацию севооборота
N Р О 2 5 К2О
1. Контроль - - -
2. NPK туков 420-510 210-240 330-350
3. Навоз КРС, 60 т/га 310-370 150-180 300-360
4. Навоз КРС, 40 т/га + N200-240P130-150K140-160 420-460 210-240 340-360
5. КН, 25 т/га + N320^00 440 350 325
6. КН, 50 т/га + N200^0-100 440 700 360
7. КН, 80 т/га 380 1130 400
7. Рекомендуемые дозы удобрений под отдельные культуры севооборота при различных системах их использования, кг д.в./га
Система удобрений N Р2О5 К2О
Картофель
Минеральная 150-180 70 170
Органическая (навоз КРС 60 т/га) - - -
Органоминеральная (навоз КРС 40 т/га + NPK) 80 50 80
Органоминеральная (КН 25 т/га + NPK) 100 - 100
Органоминеральная (КН 50 т/га + NPK) 50 - 60
Органическая (КН 80 т/га) - - -
Овес
Минеральная 80-90 40-50 40-50
Органическая (навоз КРС 60 т/га) Последействие
Органоминеральная (навоз КРС 40 т/га + NPK) Последействие 40 т/га навоза КРС +
40-50 - -
Органоминеральная (КН 25 т/га + NPK) Последействие 25 т/га КН +
70 - 30
Органоминеральная (КН 50 т/га + NPK) Последействие 50 т/га КН +
40 - -
Органическая (КН 80 т/га) Последействие 80 т/га КН
Яровая пшеница
Минеральная 90-120 40-50 40-50
Органическая (навоз КРС 60 т/га) Последействие
Органоминеральная (навоз КРС 40 т/га + NPK) Последействие 40 т/га навоза КРС +
60-70 40 30-40
Органоминеральная (КН 25 т/га + NPK) Последействие 25 т/га КН +
80 - 30
Органоминеральная (КН 50 т/га + NPK) Последействие 50 т/га КН +
60 - 30
Органическая (КН 80 т/га) Последействие
Ячмень
Минеральная 90-120 50-60 60
Органическая (навоз КРС 60 т/га) Последействие
Органоминеральная (навоз КРС 40 т/га + NPK) Последействие 40 т/га навоза КРС +
40 40-50 30-40
Органоминеральная (КН 25 т/га + NPK) Последействие 25 т/га КН +
70 - 40
Органоминеральная (КН 50 т/га + NPK) Последействие 50 т/га КН +
50 - 30
Органическая (КН 80 т/га) Последействие
8. Влияние удобрений на содержание гумуса, %
Вариант, сумма внесенных элементов питания за севооборот Глубина слоя, см Исходное содержание Конечное содержание Баланс гумуса, %
1.Контроль 0-20 3,46 3,35 -0,11
20-40 2,94 2,90 -0,04
2.N205P205K225 0-20 3,48 3,40 -0,08
20-40 3,58 3,58 0,00
3^4^410^50 0-20 3,58 3,54 -0,04
20-40 3,44 3,42 -0,02
4.N620P320K610 0-20 3,43 3,54 +0,11
20-40 3,40 3,42 +0,02
5.N120P352K125 0-20 3,18 3,12 -0,06
20-40 3,08 3,09 +0,01
6.N240P705K250 0-20 3,14 3,12 -0,02
20-40 2,98 2,97 -0,01
7.N445P910K475 0-20 2,98 3,06 +0,08
20-40 2,90 2,94 +0,04
8.N240P705K475 0-20 3,16 3,20 +0,04
20-40 2,89 2,91 +0,02
9.N480P1410K500 0-20 3,18 3,28 +0,10
20-40 3,11 3,09 -0,02
9. Изменение физико-химических свойств пахотного слоя серых лесных почв под влиянием удобрений
Вариант 2006 год (исходное) 2009 год (конечное)
S НГ Н ОБМ V, % РНСОЛ S НГ Н ОБМ V, % РНСОЛ
мг-экв/100 г почвы мг-экв/100 г почвы
1 23,4 4,10 0,04 85,1 5,45 23,4 4,20 0,08 84,8 5,40
2 23,4 3,96 0,04 85,5 5,30 23,7 4,20 0,07 85,0 5,25
3 24,6 4,01 0,04 86,0 5,40 23,6 5,08 0,07 82,3 5,20
4 24,2 4,08 0,04 85,6 5,55 25,5 2,98 0,07 89,5 5,46
5 23,6 3,85 0,04 86,0 5,40 23,8 3,53 0,05 87,1 5,38
6 22,6 4,02 0,04 84,9 5,40 23,6 3,33 0,05 87,6 5,42
7 22,4 3,76 0,05 85,6 5,55 22,8 3,85 0,05 85,6 5,20
8 22,8 4,29 0,04 84,2 5,40 23,2 3,68 0,05 86,3 5,18
9 22,8 4,37 0,04 83,9 5,65 23,2 3,45 0,05 87,0 5,45
Примечание. Расшифровку вариантов см. в таблице 1.
не превышали последней величины (табл. 2).
Балансовые коэффициенты использования К2О в опыте сильно варьируют. Дефицит калия в почве наблюдается в вариантах применения одинарной дозы NPK, внесения 25 и 50 т/га куриного навоза, а значительное обогащение почвы калием отмечается в вариантах внесения 100 т/га навоза КРС и навоза птицы, сочетания 50 т/ га КН с минеральными удобрениями. Максимальные же размеры хозяйственного выноса К2О в опыте не превышали 340 кг/га (табл. 2).
Выявленные закономерности в слабой оптимальности соотношения элементов питания в вариантах подтверждаются и рассчитанными коэффициентами возмещения элементов питания (табл. 5).
На основе балансовых коэффициентов использования доз фосфора и калия (табл. 3) и ожидаемых размеров максимального выноса азота за севооборот (табл. 4) были разработаны эффективные дозы применения различных видов удобрений за 4-польный севооборот (табл. 6). В курином навозе, который испытывали в опыте, наблюдался недостаток азота и калия. Добавление этих элементов питания в КН значительно улучшает его эффективность.
В зависимости от состава органогенных отходов размеры добавляемых элементов питания с минеральными удобрениями будут меняться. Однако на серых лесных почвах Ополья эффективность их использования будет определяться размерами ожидаемого поступления азота из удобрений, которые сильно зависят от систем удобрения (полная минеральная; органоминеральная - органогенные отходы + NPK или NP, N1^ органическая - органогенные отходы, смешанная -органогенные отходы + РК или Р, К).
При минеральной системе удобрения умножением балансовых коэффициентов использования элемента на дозу его внесения находили дозы для бездефицитного применения элемента при данном уровне плодородия почвы под отдельные культуры. Этих доз придерживались при их расчете для органоминеральной и смешанной систем удобрения, учитывая последействие органики. В итоге были разработаны следующие дозы применения элементов питания при различных системах удобрения под культуры севооборота (табл. 7).
Сопоставление данных таблиц 3 и 8 свидетельствует, что за ротацию
4-польного зернопропашного севооборота при балансовых коэффициентах использования азота выше 100% (дефицитном азотном режиме) в серых лесных почвах Ополья четко проявляется снижение содержания гумуса (вар. 2, 3, 5 и контроль) по сравнению с исходным. При положительном балансе азота (вар. 4, 7 и 9) гумусированность серых лесных почв повышается. В вариантах с небольшим превышением выноса азота продукцией (варианты 6 и 8) над внесением его с удобрениями изменения в содержании гумуса как в сторону уменьшения, так и увеличения наименьшие. В этом случае балансовые коэффициенты использования азота за ротацию на 18-2 % превышают величину 100%. Тенденция снижения содержания гумуса установлена и для варианта применения двойной дозы NPK, в котором балансовый коэффициент использования азота составляет 124%. Следовательно, при существенных отклонениях балансовых коэффициентов использования азота от 100%
наблюдаются наибольшие изменения в содержании гумуса как в сторону снижения, так и увеличения.
При применении одних минеральных удобрений (табл. 9) возросла величина гидролитической кислотности и уменьшилась степень насыщенности ПК серой лесной почвы основаниями. Эти изменения возрастали с увеличением доз. Такую же направленность изменений указанных показателей наблюдали и в контроле.
Все виды органических удобрений снижали гидролитическую кислотность и повышали степень насыщенности ППК основаниями. Сочетание куриного навоза с полным минеральным удобрением способствовало стабилизации этих показателей на уровне, близком к исходному.
При минеральной системе удобрения снижение рНш в конце ротации сопровождалось ростом гидролитической кислотности, а при органической эта взаимосвязь нарушалась. При ор-ганоминеральной системе удобрения наиболее высокому снижению рН^
соответствовал небольшой рост гидролитической кислотности (вариант 7). При сочетании 50 т/га куриного навоза с калийными удобрений по сравнению с исходным состоянием наблюдалось снижение рН^, так и гидролитической кислотности.
В целом же, в 2009 г. наблюдали весьма тесную обратную взаимосвязь между гидролитической кислотностью и величиной рНш. Все же отмечено, что в варианте сочетания 50 т/га куриного навоза с полным минеральным и калийными удобрением происходило более интенсивное снижение рНш, чем это следует из вышеуказанной взаимосвязи. Возможно, что это связано с ДрН-эффектом, т. е. с частичной заменой ионов водорода карбоксильных групп органического вещества ионами калия.
Наблюдалась тенденция роста обменной кислотности. Однако ее величина была слишком малой, чтобы существенно повлиять на ухудшение
физико-химических свойств серых лесных почв ополья.
Литература
1. Системы земледелия / А.Ф. Сафонов, А.М. Гатаулин, И.Г. Платонов и др.; Под ред. А.Ф. Сафонова. - М.: Колос С, 2006. 447 с.
2. Окорков В.В., Окоркова Л.А. Об эффективности использования органических и минеральных удобрений на серых лесных почвах ополья // Вопросы повышения урожайности сельскохозяйственных культур: сборник научных трудов - Иваново: Изд-во ФГОУ ВПО «Ивановская ГСХА имени академика Д.К. Беляева», 2010. С. 55-77.
3. Окорков В.В., Окоркова Л.А., Фетисова С.В., Фенова О.А. Особенности применения средств химизации в севооборотах на серых лесных почвах Владимирского Ополья (рекомендации). Владимир, 2005. 96 с.
4. Окорков В.В. Удобрения и плодо-
родие серых лесных почв Владимирского Ополья. - Владимир: ВООО ВОИ, 2006. 356 с.
5. Окорков В.В., Ненайденко Г.Н., Фенова О.А., Окоркова Л.А. Теоретическое и практическое обоснование технологий применения агрохимических средств на серых лесных почвах Владимирского ополья. Рекомендации. - Владимир: ГНУ Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии, ФГОУ ВПО «Ивановская ГСХА имени академика Д.К. Беляева», 2010. 104 с.
6. Окорков В.В., Окоркова Л.А., Фенова О.А. К вопросу оптимизации доз удобрений под яровую пшеницу на серых лесных почвах Владимирского ополья. РАЕ Ивановский государственный химико-технологический университет. Региональное приложение к ж. Современные наукоемкие технологии, № 1, 2008. С. 76-83.
приемы противоэрозионной
ОРГАНИЗАЦИИ территории
Н.А. Батяхина - к. с.-х. н., Ивановская ГСХА имени академика Д.К. Беляева. E-mail: ivgsha@tpi.ru
Территория Владимирской области представлена обширными водораздельными холмами с вы-положенными вершинами и пологими протяженными склонами, создающими впечатление слаборасчлененной поверхности. В то же время водоразделы расчленены сетью оврагов и балок, унаследованной эрозионной сетью [1].
Владимирская область - одна из самых малооблесенных в Нечерноземье (общая лесистость 11,2%), в связи с чем в последние годы здесь стали уделять внимание посадке защитных лесных насаждений. В площади пашни 33% составляют серые лесные почвы, слабоустойчивые к размывающему действию воды. Неумелая хозяйственная деятельность человека создала предпосылки для развития водной эрозии, пагубному воздействию которой подвержено 47% территории области, в том числе 35,6% пашни [2].
Многолетние исследования показали, что на слабосмытых почвах урожайность снижается на 10-15%, на среднесмытых - на 10-40%, на силь-носмытых - на 40-60%, что обусловлено выносом из почвы с поверхностным стоком необходимых элементов питания растений.
Водной эрозии можно противостоять с помощью комплекса био-логомелиоративных мероприятий,
опирающихся на знание конкретных зональных природных особенностей. В зависимости от характера и интенсивности проявления эрозии, в основу противоэрозионной организации территории положены выделенные земельные фонды:
- приводораздельный фонд - ровные участки и пологие склоны до 3°, используемые под полевые севообороты. Применяют мелиоративные и частично агротехнические мероприятия;
- присетевой фонд - включает земли, прилегающие к гидрографической сети. Земли малоэродированные используют под полевой и почвозащитный севообороты под защитой лесных насаждений. Отдельные участки просто залужают;
- гидрографический фонд - крутые склоны, днища лощин и суходолов. Используют под сенокосы и пастбища и под лесные насаждения.
На территории СПК «Гавриловское», одного из хозяйств Владимирского Ополья, рельеф расчлененный с одно-, двухскатными склонами, изрезанными сетью ложбин. Обработка почвы поперек склона легко выполнима лишь на односкатном склоне, на других же она местами может совпадать с направлением вторичных склонов и способствовать усилению эрозии. Такие поля нужно разбивать на рабочие
участки, где длинная сторона, параллельно которой проводится основная обработка, совпадает примерно с горизонталями.
Нашими исследованиями (20072008 гг.) установлено, что лучшим приемом зяблевой обработки слабос-мытой почвы для хозяйства оказалась обработка КПЭ-3,8 с оставлением стерни на поверхности с применением весной БИГ-3 и мелкой вспашки ПН-4-35. Даже проведенные вдоль склона до 2о, эти приемы способствовали большему накоплению влаги зимних осадков, обеспечивая лучший водный и пищевой режим под яровой пшеницей в течение всей вегетации.
Весенняя обработка серой лесной слабосмытой почвы поперек склона агрегатами РВК-3,6 и АМК-4 значительно (на 26%) снижала глыбистость и стала противоэрозионной защитой. Названные приемы обеспечили урожайность яровой пшеницы 32,1-33,2 ц/га с достоверными прибавками к контролю 2,5 и 3,4 ц/га.
По нижней границе склоновых участков посажена стокорегулирую-щая лесная полоса, имеющая корытообразную форму, из трех рядов деревьев и кустарников с расстоянием 2 м между рядами и 0,7 м между растениями в ряду. Эффективнее была бы водопоглощающая полоса с размещением по середине склона. Она
