CC BY
35
001: 10.24411/0235-2451-2018-10706
УДК 631.862 : 636.5 : 633.16 «321»: 631.452 (571.13)
Оптимизация применения птичьего помета под ячмень на лугово-черноземной почве южной лесостепи Западной Сибири
И. А. БОБРЕНКО1, доктор сельскохозяйственных наук, заведующий кафедрой Н. В. ГОМАН1, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Н. К. ТРУБИНА1, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
А. Г. ШМИДТ, старший преподаватель1, начальник отдела2 (e-mail: [email protected])
Юмский государственный аграрный университет имени П. А. Столыпина, Институтская пл., 1, Омск, 644008, Российская Федерация 2Центр агрохимической службы «Омский», просп. Королева, 34, Омск, 644012, Российская Федерация
Резюме. Цель исследований - изучить влияние куриного помета на продуктивность ярового ячменя и плодородие почв в условиях лесостепи Западной Сибири. Работу проводили в Омской области в 2015-2017гг. на ячмене яровом сорта Подарок Сибири. Содержание в почве перед посевом N-N03 -2,34...7,20, P2O5-99...124, K2O-252...360мг/ кг, гумуса - 4,20 %. Все варианты применения помета обеспечили достоверные прибавки урожая зерна. Наиболее эффективнымидоза-ми оказались 16 и 20 т/га - рост урожайности составил соответственно 0,74 и 0,84 т/га, или 24,83и 26,55 % к контролю. Применение подстилочного помета под ячмень значительно увеличивало содержание азота нитратов в почве с очень низкого (5,21 мг/кг в контроле) до высокого уровня (22,3.43,0мг/кг при внесении 4.20 т/га помета) и подвижного фосфора - с повышенного (113 мг/кг в контроле) до высокого (161.176 мг/кг при внесении 12.20 т/га). Содержание сырого протеина в контроле составляло 13,67 %, наибольшее его количество накапливалось в зерне от дозы 16 т/га - 14,00 %, жира - соответственно 1,43 и 1,53 %, клетчатки - 4,0 и 4,4 %. В исследованиях определены: окупаемость 1 т помета дополнительным урожаем (42 кгзерна), коэффициенты действия 1 т помета нахимический состав почвы (N-N03 - 1,65 мг/кг; Р2О5-2,39 мг/кг; К2О - 3,84 мг/кг), азот текущей нитрификации (55 кг/га), затраты элементов питания на создание 1 тзерна (N - 35, Р2О5 - 21, К2О -14 кг), количество элементов питания вносимых с 1 т помета (N - 37, Р2О5 - 23, К2О-12 кг), коэффициенты использования элементов из почвы (N - 0,88; Р2О5- 0,09, К2О - 0,04) и помета(N- 0,35;Р2О5- 0,41;К2О - 0,88). Эти показатели можно использовать для оптимизации питания растений ярового ячменя при внесении удобрений.
Ключевые слова: ячмень (Hordeum sativum L.), удобрение, помет, качество, урожай.
Для цитирования: Оптимизация применения птичьего помета под ячмень на лугово-черноземной почве южной лесостепи Западной Сибири/И. А. Бобренко, Н. В. Гоман, Н. К. Трубина и др. // Земледелие. 2018. № 7. С. 23-26. DOI: 10.24411/00443913-2018-10706.
Увеличение производства зерна -важная задача растениеводства и обеспечения продовольственной безопасности страны. В решении этой проблемы важное место занимает ячмень [1, 2].
Сохранение, воспроизводство и рациональное использование плодородия почв - основное условие устойчивого развития сельскохозяйственного производства [3, 4]. Неправильно использование почв в земледелии приводит к негативным изменениям, обусловливает деградацию и снижение почвенного плодородия [5, 6]. Важнейший фактор его стабилизации и увеличения - применение органических удобрений.
1
ческие параметры для оптимизации питания растений.
Исследования проводили в 20152017 гг на лугово-черноземной маломощной малогумусной тяжелосуглинистой почве (агрочернозем квазиглеевый маломощный среднегумусированный тяжелосуглинистый) на ячмене яровом сорта Подарок Сибири на опытном поле Омского ГАУ лабораторные исследования - на кафедре агрохимии и почвоведения Омского ГАУ. Опыт заложен в трехкратной повторности. Размещение вариантов систематическое. Агротехника - общепринятая в зоне. Содержание гумуса в почве 4,20 %, плотность почвы в слое 0...40 см - 1,12 г/см3, плотность твердой фазы - 2,63 г/см3, ЕКО -20,2 ммоль-экв/100 г рН водной вытяжки - 6,7. Содержание Ы-ЫО3 в почве перед посевом 2,34.7,20 (водная вытяжка), Р205 и К20 (по Чирикову) - 99.124 и 252.360 мг/кг соответственно.
В опыте изучали следующие дозы применения куриного помета: без внесения удобрений (контроль); 4; 8; 12; 16; 20 т/га. При определении доз использовали результаты предыдущих исследований в регионе по удобрению пометом зерновых культур [3]. Почвенные пробы отбирали перед посевом, в фазы кущения, восковой и полной спелости зерна ячменя.
Содержание азота в 1 т подстилочного куриного помета, взятого из буртов в ООО «РУСКОМ-Агро» Омской области, составляло 35,2.40,7 кг, фосфора - 21,4.25,3 кг, калия -11,2.12,3 кг (табл. 1). Это значительно больше, чем в навозе.
Химический состав подстилочного куриного помета ООО «РУСКОМ-Агро» Омской области
Год Сухое вещество, % рН ^ вод. Органическое вещество, % Содержание элементов питания, %
N РА K2O
2015 68,3 5,7 82,2 3,52 2,53 1,23
2016 65,2 6,3 82,4 4,07 2,14 1,12
2017 64,0 6,8 84,6 3,93 2,42 1,34
Птичий помет - ценное органическое удобрение с высоким содержанием макро- и микроэлементов, которое оказывает большое влияние на плодородие почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур [7, 8, 9].
Цель исследований - изучить влияние куриного помета на продуктивность ярового ячменя и плодородие почв в условиях лесостепи Западной Сибири, определить нормативные агрохими-
Вегетационные периоды 2016 и 2017 гг. были благоприятными по обеспеченности осадками, 2015 г. характеризовался их дефицитом. По обеспеченности теплом все года исследований были типичными.
В среднем за годы исследований урожайность культуры в контроле составила 2,41 т/га (табл. 2). Внесение органического удобрения позволило сформировать достоверные прибавки
2. Действие куриного подстилочного помета на урожайность зерна ячменя при возделывании на лугово-черноземной почве (2015-2017 гг.)
Вариант Урожайность, т/га Прибавка Окупае-
2015 г | 2016 г. 2017 г. | средняя т/га 1 % мость, кг/т
Контроль 2,03 2,68 2,51 2,41 - - -
4 т/га 2,18 2,82 2,67 2,56 0,15 6,18 37,17
8 т/га 2,32 3,06 2,81 2,73 0,32 12,64 40,38
12 т/га 2,64 3,27 3,02 2,98 0,57 20,85 47,42
16 т/га 2,79 3,33 3,32 3,15 0,74 24,83 46,17
20 т/га 2,83 3,54 3,35 3,24 0,84 26,55 41,75
НСР05 0,11 0,16 0,14
Ы (D 3 ü
(D д
(D
5
(D
2
О ^
3. Действие подстилочного куриного помета на содержание подвижных форм элементов питания в лугово-черноземной почве (слой 0...30 см), мк/кг (среднее за 2015-2017 гг.)
00
о см N
ш ^
Ф
и
ф
^
2
ш м
Вариант Кущение Восковая спелость Уборка
1\1-1\Ю3 1 Р205 1 К20 рА К20 Ы-ЫО3 Р205 1 К20
Контроль 5,21 113 301 4,323 131 271 2,38 116 268
4 т/га 22,3 131 329 14,6 138 282 7,50 121 289
8 т/га 28,1 145 333 17,3 146 282 8,50 123 285
12 т/га 32,6 161 350 18,0 151 276 9,97 136 285
16 т/га 36,5 167 369 19,3 155 273 11,3 146 274
20 т/га 43,0 176 388 24,4 159 298 13,2 149 303
Оптимальное соотношение зерна к соломе в урожае - 1:1,18.. .1,16. При таком соотношении получена максимальная в эксперименте урожайность ячменя в вариантах с внесением 16 и 20 т/га помета. При использовании помета наблюдали увеличение массы 1000 зерен с 36,2 г в контроле до 38,3.41,1 г количества зерен в колосе - с 17 до 19.21 шт. соответственно (табл. 6).
урожая. Наиболее эффективным было использование помета в дозах 16 и 20 т/га - увеличение урожайности, по сравнению с контролем, составило соответственно 0,74 и 0,84 т/га, или 24,83 и 26,55 %. Каждая тонна помета позволила дополнительно собрать 37,17-47,42 кг зерна ячменя с 1 га.
От применения птичьего помета в почве в различной степени увеличивалось содержание нитратов, подвижного фосфора и калия (табл. 3). Концентрация нитратного азота увеличивалась при отборе проб в фазе кущения с очень низкого уровня в варианте без удобрений (5,21 мг/ кг) до очень высокого при использовании больших доз помета (при внесении 4 т/ га - 22,3 мг/кг почвы, 16 и 20 т/га - соответственно 36,5 и 43,0 мг/кг); подвижного фосфора - с повышенного уровня обеспеченности растений (113 мг/кг) до высокого (167.176 мг/кг). Содержание доступного калия в почве опытного участка находилось на очень высоком уровне во всех вариантах, но при этом по мере увеличения доз помета возрастало с 301 мг/кг в контроле до 329.388 мг/кг
При внесении 1 т подстилочного помета содержание Ы-Ы03 в почве увеличивалось в среднем на 1,65 мг/ кг почвы (см. рисунок, а). Зная эту зависимость можно рассчитывать дозу навоза под плановый урожай культуры или методом расчета доз на основе учета оптимальных уровней содержания нитратного азота в почве [10, 11]. Каждая тонна бесподстилочного помета повышала содержание подвижного фосфора в почве на 2,39 мг/кг (см. рисунок, б), калия - на 3,84 мг/кг (см. рисунок, в).
Внесение подстилочного помета положительно повлияло на качество зерна ячменя (табл. 4). Больше всего сырого протеина накапливалось в зерне при дозе 16 т/га - 14,00 % при величине этого показателя в контроле 13,67 %, содержание жира было равно соответственно 1,43 и 1,53 %, и клетчатки - 4,0 и 4,4 %.
Полноценность белков определяет их аминокислотный состав (табл. 5). Сумма аминокислот в белке зерна ячменя изменялась разнонаправлено, при этом все дозы удобрений способствовали ее повышению с 5,51 г/100 г в контрольном варианте до 5,86.6,27 г/100 г Максимальное в опыте значение (6,27 г/100 г) отмечали при внесении 16 т/га помета.
а)
та а
о ■&
и
о ■&
о
I-
о
X
5 -Ш
Ч
о с
<и
X
та
а <и Ч о и
б)
о
X
5 I-Ш *
£ 2
<и
X
та
а <и Ч о и
390,00 370,00 350,00 330,00 310,00 290,00 270,00 250,00
в)
20
Доза удобрения, т/га
10
Доза удобрения, т/га
15
20
у = 3,84х + 289 г = 0,85
10
Доза удобрения, т/га
15
20
Рисунок. Зависимость содержания элементов минерального питания растений в лугово-черноземной почве в фазе кущения ячменя от доз подстилочного помета (среднее за 2015-2017 гг.): а — нитратный азот, б — подвижный фосфор, в — подвижный калий.
0
5
0
5
4. Действие подстилочного куриного помета на качество зерна ячменя при возделывании на лугово-черноземной почве (среднее за 2015-2017 гг.)
Вариант Массовая доля, % Содержание общего азота, %
влаги сырого протеина сырого жира сырой клетчатки
Контроль 13,0 13,67 1,43 4,0 2,21
4 т/га 13,3 13,80 1,44 4,1 2,21
8 т/га 13,6 13,82 1,46 4,2 2,22
12 т/га 14,3 13,93 1,48 4,3 2,23
16 т/га 15,0 14,00 1,53 4,4 2,24
20 т/га 13,9 13,38 1,47 4,2 2,19
5. Действие аминокислот в белке почве
подстилочного куриного помета на содержание зерна ячменя при возделывании на лугово-черноземной (среднее за 2015-2017 гг.), г / 100 г белка
Аминокислота Вариант
0 4 т/га 8 т/га 12 т/га 16 т/га 20 т/га
Аргинин 0,26 0,30 0,29 0,30 0,28 0,31
Лизин 0,26 0,29 0,28 0,27 0,30 0,21
Тирозин 0,21 0,23 0,22 0,21 0,24 0,23
Фенилаланин 0,45 0,49 0,49 0,50 0,52 0,52
Гистидин 0,17 0,18 0,13 0,15 0,17 0,15
Лейцин + изолейцин 1,02 1,12 1,12 1,15 1,17 1,21
Метионин 0,18 0,21 0,20 0,18 0,19 0,19
Валин 0,39 0,42 0,42 0,41 0,44 0,42
Пролин 1,09 1,13 1,12 1,18 1,20 1,24
Треонин 0,30 0,34 0,33 0,34 0,34 0,36
Серин 0,44 0,46 0,48 0,55 0,60 0,56
Аланин 0,37 0,37 0,39 0,38 0,41 0,40
Глицин 0,37 0,40 0,39 0,39 0,41 0,40
Сумма аминокислот 5,51 5,94 5,86 6,01 6,27 6,20
Сумма незаменимых
аминокислот 2,60 2,87 2,84 2,85 2,96 2,91
Сумма критических аминокислот 0,74 0,84 0,81 0,79 0,83 0,76
6. Действие подстилочного куриного помета на структуру урожая ячменя при возделывании на лугово-черноземной почве (среднее 2015-2017 гг.)
Вариант Количество зерен в колосе, шт. Соотношение зерна к соломе Масса 1000 зерен, г
Контроль 17 1 1,22 36,2
4 т/га 19 1 1,16 38,3
8 т/га 20 1 1,23 41,1
12 т/га 19 1 1,29 40,4
16 т/га 20 1 1,18 40,2
20 т/га 21 1 1,16 40,5
ячменя. Самое высокое количество сырого протеина накапливалось в нем при внесении 16 т/га - 14,00 %, при содержании в контрольном варианте 13,67 %. Сумма аминокислот в белке зерна увеличилась с 5,51 г/100 г в контроле до 5,8.6,27 г/100 г в вариантах с внесением удобрений.
В исследованиях установлены агрохимические нормативные показатели, определено оптимальное соотношение основной и побочной продукции при выращивании ярового ячменя. Эти величины можно использовать для расчета доз удобрений при оптимизации питания растений ярового ячменя на лугово-черноземной почве.
Литература.
1. Аниськов Н. И., Поползухин П. В. Яровой ячмень в Западной Сибири (селекция, семеноводство, сорта): монография. Омск: ООО «Вариант-Омск», 2010. 388 с.
2. Поползухин П. В., Аниськов Н. И. Новый среднеспелый сорт ярового кормового ячменя Подарок Сибири // Вестник Алтайского государственного аграрного университета.
2015. № 10 (132). 4 с.
3. Кирюшин В.И. Минеральные удобрения как ключевой фактор развития сельского хозяйства и оптимизации природопользования // Достижения науки и техники АПК.
2016. Т. 30. № 3. С. 19-25.
4. Красницкий В.М., Шмидт А.Г. Динамика плодородия пахотных почв Омской области и эффективность использования средств его повышения в современных условиях // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т 30. № 7. С. 34-37.
5. Трансформация физических показателей черноземов в результате агрогенного воздействия / Ю.И. Чевердин, С.В. Сапрыкин, А.Ю. Чевердин и др. // Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31. № 3. С. 5-11.
6. Мониторинг агрохимических показателей почв Липецкой области / П.А. Чекмарев, Ю.И. Сискевич, Н.С. Бровченко и др. // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 8. С. 9-16.
7. Использование птичьего помета в земледелии Западной Сибири: учеб. пособие / В. М. Красницкий, И. А. Бобренко,
A. Г. Шмидт и др. Омск: Изд-во ФГБОУ ВО Омский ГАУ, 2016. 60 с.
8. Овцов Л. П., Михеев В. А., Лысенко
B. П. Опыт безопасного использования
Дозы удобрений с целью оптимизации питания растений могут устанавливаться на основании результатов почвенной диагностики различными расчетными методами [10, 11, 12].
Для использования в исследованиях определяли нормативные показатели минерального питания ячменя при внесении подстилочного помета: окупаемость помета урожаем, коэффици-
енты действия помета на химический состав почвы, азот текущей нитрификации, затраты элементов питания на создание единицы основной продук-
ции с учетом побочной, количество элементов питания вносимых в почву с одной тонной удобрения, коэффициенты использования элементов из почвы и удобрений (табл. 7).
В целом все варианты применения помета обеспечили достоверные прибавки урожая зерна ячменя. Наиболее эффективным было внесение 16 и 20 т/га - рост урожайности со-
ставил соответственно 0,74 и 0,84 т/ га, или 24,83 и 26,55 % к контролю. Удобрение положительно повлияло на качественные показатели зерна
органических отходов животноводства и птицеводства. М.: ФГНУ «Росинформагро-тех», 2006. 60 с.
9. Подготовка и переработка помета на птицефабриках: научно-практические рекомендации. Сергиев Посад: ВНИТИП, 2006. 107 с.
10. Ермохин Ю. И., Бобренко И. А., Крас- 3 ницкий В. М. Почвенная диагностика потреб- м ности сельскохозяйственных культур в удо- л брениях // Плодородие. 2004. № 1. С. 4-7. д
11. Ермохин Ю. И., Кочергин А. Е. Опре- ш деление потребности растений в удобрени- и ях на планируемый урожай: рекомендации. 2 Омск: ОмСХИ, 1983. 43 с. 2
12. Болдырев Н. К., Липкина Г. С., Мо- 2 гиндовид Л. С. Планирование урожая по 0 данным полевых опытов. М.: ВНИИТЭИСХ, 2 1979. 52 с.
7. Нормативные показатели минерального питания ячменя на лугово-черноземной почве при применении подстилочного помета (в оптимальной дозе 16 т/га)
Показатель N РА К,О
Коэффициент использования элементов из почвы 0,88 0,09 0,04
Затраты элементов питания на создание единицы продукции с учетом побочной, кг/т 35 21 14
Содержание элементов питания в курином помете, кг/т 37 23 12
Коэффициент использования элементов из куриного помета 0,35 0,41 0,88
Коэффициент интенсивности действия 1 т куриного помета на содержание элементов питания в почве, мг/кг 1,65 2,39 3,84
Азот текущей нитрификации (Ыт), кг/га Окупаемость удобрения урожаем, кг/т 55 42 -
Optimization of Application of Poultry Manure for Barley on Meadow-Chernozem Soil of the Southern Forest-Steppe of Western Siberia
I. A. Bobrenko1, N. I. Goman1, N. T. Trubina1, A. G. Schmidt1' 2
1P. A. Stolypin Omsk State Agrarian University, Institutskaya pl., 1, Omsk, 644008, Russian Federation 2Center of Agrochemical Service "Omsky", prosp. Koroleva, 34, Omsk, 644012, Russian Federation
Abstract. The aim of the research was to study the effect of chicken manure on spring barley productivity and soil fertility in the forest-steppe of Western Siberia. The research was carried out on spring barley 'Podarok Sibiri' ("Gift of Siberia") in Omsk region in 2015-2017. In the soil before sowing the content of N-NO3 was 2.34-7.20 mg/kg, P2O5 - 99-124 mg/kg, K2O - 252-360mg/kg, humus - 4.20%. All variants of manure applications provided a significant increase in grain yield. Doses of 16 and 20 t/ha were the most effective; the yield growth was 0.74 and 0.84 t/ha, respectively, or 24.83 and 26.55% relative to a control. The use of litter waste for barley significantly increased the content of nitrate nitrogen in the soil from a very low (5.21 mg/kg in the control) to a high level (22.3-43.0 mg/kg when the dose of litter waste was 4-20 t/ha) and mobile phosphorus - from increased (113 mg/kg in the control) to high one (161-176 mg/kg when the dose of litter waste was 12-20 t/ha). The greatest amount of crude protein was accumulated in grain in the case of the dose of 16 t/ha - 14.00 % (the content in the control variant was 13.67%). Forfatand fibercontent the values were 1.43 and 1.53%, 4.0 and4.4%, respectively. The studies determined the payback of 1 ton of litter with additionalyield (42 kg of grain); the coefficients of action of 1 ton of litter on the chemical composition of the soil (N-NO3 - 1.65 mg/kg; P2O5 - 2.39mg/kg; K2O - 3.84 mg/kg); the content of nitrogen of current nitrification (55 kg/ha); the cost of nutrients to create 1 ton of grain (N -35 kg, P2O5 - 21kg, K2O - 14 kg); the amount of nutrients introduced with 1 ton of litter (N - 37 kg, P2O5 - 23 kg, K2O - 12 kg); the coefficients of utilization of elements from the soil (N - 0.88, P2O5 - 0.09, K2O - 0.04) and manure (N - 0.35, P2O5 - 0.41, K2O - 0.88). These indicators can be used to optimize the nutrition of spring barley plants when fertilizing.
Keywords: barley (Hordeum sativum L.); fertilizer; litter; quality; yield.
Author Details: I. A. Bobrenko, D. Sc. (Agr.), head of department; N. I. Goman, Cand. Sc. (Agr.), assoc. prof.; N. T. Trubina, 00 Cand. Sc. (Agr.), assoc. prof.; A. G. Schmidt, 5 senior lecturer, department manager (e-mail: N [email protected]).
^ For citation: Bobrenko I. A., Goman N.
Z I., Trubin N. T., Schmidt A. G. Optimization of
jjj Application of Poultry Manure for Barley on
5 Meadow-Chernozem Soil of the Southern o
^ Forest-Steppe of Western Siberia. Zemledelije.
| 2018. No. 7. Pp. 23-26 (in Russ.). DOI:
S 10.24411/0044-3913-2018-10706.
001: 10.24411/0044-3913-2018-10707 УДК: 631.436
Определение профильного распределения температуры почвы на основании температуры ее поверхности
Е. В. ШЕИН 12, доктор биологических наук, профессор (e-mail: [email protected]) А. Г. БОЛОТОВ3, доктор биологических наук, профессор (e-mail: [email protected]) М. А. МАЗИРОВ3, доктор биологических наук, зав. кафедрой
A. И. МАРТЫНОВ3, аспирант Московский государственный университет имени
М. В. Ломоносова, Ленинские горы, 1, Москва, 119991, Российская Федерация 2Почвенный институт имени
B. В. Докучаева, Пыжевский пер. 7, стр. 2, Москва, 119017, Российская Федерация
3Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127550, Российская Федерация
В растениеводстве часто возникает задача срочного определения и прогноза наступления определенной температуры на конкретной глубине почвы (например, на глубине посева сельскохозяйственных культур). Основой предлагаемого метода служит уравнение распределения температуры в профиле почвы в совокупности
с зависимостью температуропроводности почвы от её влажности (функция температуропроводности). Анализ изменения показателей коэффициента температуропроводности для различных горизонтов агродерновой почвы в зависимости от влажности, полученных лабораторным (по Кондратьеву) и полевым методом температурной волны (по суточной динамике температуры), свидетельствует, что связь между ними не линейна и имеет максимум в области влажности, близкой к влажности наименьшей влагоемкости. На основе полученной функции температуропроводности проведен расчет температуры почвы по профилю с двумя вариантами верхнего граничного условия. В первом варианте значения температуры поверхности почвы принимали равными начальному условию, что полностью исключает необходимость экспериментального обеспечения на верхней границе. Во втором варианте верхнего граничного условия погрешность расчета температуры почвы по профилю имела меньшие значения в более широком временном диапазоне, но при этом необходим их инструментальный контроль, например, с использованием данных дистанционного зондирования. Минимальная погрешность расчета температуры почвы по профилю при втором варианте верхнего граничного условия не превышала 5 %, а при первом варианте она составила
W , г/г
Рис. 1. Зависимость температуропроводности почв (КТ, см2/час) от влажности почвы (№, г/г), полученные лабораторным (по Кондратьеву) и полевым (температурной волны) методами: ♦ — лабораторный метод (по Кондратьеву); % — полевой метод.
