CC BY
70
УДК 631.82:631.416.9
ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЕ
ДОЛГОПОЛОВА Н.В.,
доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории севооборотов и защиты растений ФГБНУ «Всероссийский НИИ земледелия и защиты почв от эрозии».
ПИГОРЕВ И.Я.,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, проректор по научной работе и инновациям ФГБОУ ВО Курская ГСХА, e-mail: [email protected].
Реферат. Статья посвящена актуальной проблеме эффективности минеральных удобрений под основные растениеводческие культуры в Центрально-Черноземной зоне (ЦЧЗ). За последние несколько лет в ЦЧЗ при возделывании, производстве и переработке растениеводческой продукции, был, достигнут заметный прогресс, многие проблемы были решены и улучшены за счет предшественников и системы внесения удобрений, что позволило получать продукцию более высокого качества и собирать значительный урожай. При любых погодных условиях, и в течение вегетационного периода растений, эффективность азотных удобрений в ЦЧЗ, можно значительно повысить, если применять их систематически в севообороте, вносить под основную вспашку почвы, иметь на полях систему полезащитных лесных полос, располагать надежными данными долгосрочного прогноза погоды, а также учитывать биологические особенности возделываемых культур и обеспеченность почв подвижными формами питательных веществ.
Ключевые слова: плодородие, почвы, удобрения, урожайность.
SOIL AND CLIMATIC CONDITIONS AND EFFICACY OF FERTILIZERS IN THE CONDITIONS OF CENTRAL BLACK EARTH ZONE
DOLGOPOLOVА N.V.,
doctor of agricultural, Leading Researcher of the Laboratory of Crop Rotations and Plant Protection, FSBSI «All-Russia Research Institute of Arable Farming and Soil Erosion Control».
PIGOREV I.Y.,
Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Vice-Rector for Research and Innovation of the FSBEE HE Kursk SAA, E-mail: [email protected].
Essay. The article is devoted to an actual problem of efficiency of mineral fertilizers for the main arable crops in the Central Black Earth. Over the past few years in the CCZ in the cultivation, production and processing of crop production, was a notable progress has been made, many problems have been solved and improved by the predecessors and fertilization system, allowing to obtain products of higher quality and to collect a significant harvest. In any weather conditions and during the growing season of plants, the efficiency of nitrogen fertilizers in the Central Black Earth region, can be significantly improved, if applied systematically in the rotation, making the main plowing the soil, have on the field system of shelter belts, to have reliable data long-term weather forecasting, as well as take into account the biological characteristics of crops and availability of mobile forms of soil nutrients.
Keywords: fertility, soil, fertilizer, crop yields.
Введение. В ЦЧЗ имеется 10,7 млн. га пашни, почвенный покров которой представлен в основном черноземом. Наиболее распространены выщелоченные (41,3 %), типичные (34,8 %) и обыкновенные (14,6 %). На долю серых лесных и дерново-подзолистых почв приходится около 1 % пашни. Черноземы южные, солонцеватые и карбонатные, солонцы и лугово-черноземные почвы занимают небольшую площадь пашни (менее 3 %). Эталоном плодородия принято считать типичные черноземы с содержанием в пахотном слое 9,0-9,6 % гумуса. Они занимают обширную территорию зоны: Воронежская, Липецкая, Белгородская и Курская области. К северу и югу от подзоны типичных черноземов плодородие почв снижается. По содержанию усвояемых форм питательных веществ из 10,7 млн. га пашни 49 % характеризуются средней обеспеченностью фосфором, 40% имеют низкую обеспеченность и лишь 11 % - повышенную и высокую, В связи с этим фосфорные удобрения эффективны под все возделываемые культуры. Совершенно иное положение с содержанием в почвах обменного калия. Достаточно хорошей обеспечен-
ностью К20 характеризуется 74 % пахотных почв зоны и только 26 % пашни отличаются средней и низкой обеспеченностью. Поэтому калийные удобрения эффективны лишь на почвах с невысоким содержанием обменного калия и под культуры, выносящие с урожаем много калия: сахарная свекла, картофель, овощи.
Степень обеспеченности Р2О5 и К2О отдельных типов и подтипов почв ЦЧЗ связана в большей мере с характером сельскохозяйственного использования, чем с их генетическими особенностями. В большинстве случаев почвы, относящиеся к одному и тому же подтипу, имеют различную обеспеченность питательными веществами и, наоборот, разных подтипов - одинаковую обеспеченность. Даже в пределах отдельно взятых хозяйств рядом расположенные поля на одной и той же почвенной разности существенно отличаются по содержанию подвижных форм фосфора и калия.
Несмотря на сравнительно высокие запасы валового азота в почвах (0,35-0,49 % в пахотном горизонте), как правило, в летний период из-за недостатка влаги процессы мобилизации доступного растениям азота
идут медленно или совершенно прекращаются. Особенно резкая подавленность процессов нитрификации в летний период наблюдается на обыкновенных и южных черноземах. Растения в этот период испытывают азотное голодание. То же самое наблюдается рано весной в начале вегетации озимых. Отсюда вполне понятно, что все сельскохозяйственные культуры зоны отзывчивы на азотные удобрения.
Результаты исследований. Климат ЦЧЗ характеризуется умеренной континентальностью и неустойчивым увлажнением вегетационного периода. Летние засухи и суховеи повторяются периодически через 3-4 года. Засушливость климата нарастает с северо-запада на юго-восток зоны.
В этом направлении уменьшается среднегодовая сумма осадков (от 550-560 мм до 460-450 мм), и возрастает средняя годовая температура воздуха (от 4°С до 7°С). Максимальное количество осадков хотя и приходится на летние месяцы, однако влага в подавляющем большинстве лет является основным лимитирующим фактором величины урожая сельскохозяйственных культур, так как 40-50 % летних осадков бесполезно расходуется на физическое испарение, а осенне-зимних - на сток по уклону местности. Такое климатическое непостоянство, обуславливает условия ЦЧЗ, требует дифференцированного подхода к применению удобрений. По данным многочисленных исследований [1, 2, 3, 4], проведенных в ЦЧЗ, зерновые, технические и кормовые культуры в основном хорошо отзываются на внесение удобрений. Однако эффективность удобрений не везде одинакова. Она снижается усилением конти-нентальности климата, т.е. с северо-запада на юго-восток зоны. Аналогичная закономерность отмечается и по окупаемости I кг действующего вещества удобрений прибавками урожая (таблица 1).
Неодинакова эффективность и отдельных элементов питания в разрезе основных почвенных разностей. На выщелоченном и типичном черноземах основная роль в увеличении урожайности зерновых культур принадлежит азотным удобрениям, на обыкновенной серой лесной - азотным и фосфорным. В то же время эффективность калийных удобрений под зерновые культуры на данных почвах невысокая.
Отзывчивость озимой пшеницы на отдельные элементы питания зависит не только от почвенно-климатических условий, но и от предшественников [5,6]. Как правило, при размещении озимой пшеницы
по черному пару возрастает роль фосфорно-калийных удобрений.
При возделывании озимой пшеницы по бобовым и зернобобовым предшественникам на выщелоченном черноземе отмечается слабая эффективность азотных удобрений, а в некоторых случаях и отрицательное их действие, и высокая - фосфорных или фосфорно-калийных удобрений. На обыкновенном и типичном черноземах, эффект представляет главным образом азот и фосфор. После кукурузы на силос, вико-овса, зерновых роль азотных удобрений под озимую пшеницу значительно возрастает на всех подтипах черноземов, так как в первом минимуме среди элементов питания здесь находится азот. Опыты, проведенные в ЦЧЗ с сахарной свеклой, показали, что для этой культуры на всех почвенных разностях в первом минимуме находится азот [3].
Аналогично действие азота и в опытах с кукурузой на силос с продвижением на северо-запад зоны, т.е. от обыкновенных черноземов к выщелоченным растут прибавки урожая зеленой массы и окупаемость азота. Роль фосфора и калия в увеличении урожая зеленой массы кукурузы невелика. Они эффективно действуют лишь в случае недостаточного содержания подвижных их форм в пахотном слое почвы. В удобрении подсолнечника основная роль принадлежит азотным и фосфорным внесениям. В засушливые годы, возрастает роль фосфорных удобрений, а во влажные - азотных удобрений. Базовые дозы внесение минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры в ЦЧЗ при среднем уровне плодородия представлены в таблице 2.
Литературные источники, и данные наших исследований, свидетельствует о том, что для земледелия, и в данном случае ЦЧЗ не может быть постоянных оптимальных соотношений №К. Поэтому для зоны рискованного засушливого земледелия очень важно иметь надежные данные по долгосрочному прогнозу погоды.
Большое влияние на эффективность удобрений оказывают лесные полосы. Как правило, прибавки урожая зерновых, технических культур и многолетних трав при применении одних и тех же доз удобрений в 2-3 раза выше на полях среди лесных полос, чем в открытой степи. Так, например, от внесения N30 Р30 К30 под яровую пшеницу прибавка урожая зерна в ландшафте составляла 1,7 ц/га, а на полях с лесными полосами - 4,6 ц/га. Многолетние травы под действием удобрений N^^^5 дают прибавку урожая зеленой массы среди лесных полос 33,0 ц/га, в открытой степи только 11,0 ц/га.
Таблица 1 - Нормативы окупаемости показателей плодородия почв урожаями сельскохозяйственных культур,
ц на 1 мг/кг значения показателя (Кокуп)
Серые лесные почвы Темно-серые лесные почвы Черноземы выщелоченные
Наименование культуры и черноземы оподзоленные и типичные
N Р К N Р К N Р К
Корнеплоды 1,85 1,34 1,28 2,00 1,46 1,52 2,14 1,58 1,76
Кукуруза на силос 1,97 1,63 1,84 2,12 1,75 1,99 2,27 1,88 2,14
Картофель 0,87 0,91 0,88 0,93 0,98 0,95 1,00 1,05 1,02
Овощи 1,85 1,30 1,26 2,00 1,40 1,36 2,14 1,50 1,46
Озимая пшеница 0,19 0,20 0,22 0,21 0,22 0,24 0,23 0,24 0,26
Озимая рожь 0,22 0,17 0,20 0,24 0,18 0,22 0,26 0,20 0,24
Яровая пшеница 0,18 0,22 0,22 0,20 0,24 0,24 0,22 0,26 0,26
Ячмень 0,25 0,22 0,20 0,27 0,24 0,22 0,30 0,26 0,25
Овес 0,21 0,15 0,16 0,23 0,16 0,17 0,25 0,18 0,19
Просо 0,20 0,22, 0,16 0,22 0,24 0,17 0,24 0,26 0,19
Гречиха 0,15 0,15 0,14 0,16 0,16 0,15 0,17 0,17 0,16
Горох - 0,13 0,21 - 0,17 0,23 - 0,22 0,25
Вика - 0,24 0,14 - 0,24 0,15 - 0,24 0,16
Одн. травы на сено 0,37 0,31 0,28 0,40 0,34 0,30 0,43 0,37 0,32
Мн. травы на сено 0,29 0,34 0,30 0,31 0,37 0,33 0,34 0,40 0,36
Таблица 2 - Базовые дозы минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры при среднем
В условиях недостаточного и неустойчивого увлажнения ЦЧЗ наиболее эффективным способом внесения удобрений является глубокая механизированная заделка их осенью. Поверхностное внесение удобрений (под культиватор или бороны) снижает их эффективность. При таком способе внесенные удобрения остаются в верхнем, быстро пересыхающем слое почвы, и не используются корневой системой растений. Даже нитратная форма азота, хорошо растворимая в воде, в засушливых условиях не передвигается вниз по профилю почвы и не полностью
усваивается растениями. В производственных исследованиях, при заделке удобрений под плуг с предплужниками содержание нитратного азота в слое почвы 10-30 см было в 1,4 раза выше, чем в верхнем десятисантиметровом слое. При внесении той же дозы удобрений под предпосевную культивацию, наоборот, в верхнем слое почвы (0-10 см) нитратного азота содержалось в 1,4 раза больше, чем в нижнем (10-30 см).
Экспериментальные данные ряда научных учреждений свидетельствуют о значительном недоборе урожая сельскохозяйственных культур при поверхностном внесении удобрений [5, 6].
Дробление рекомендуемой дозы по два или три срока внесения - под вспашку почвы, в рядки и в подкормку - в большинстве случаев также не повышает эффективность удобрений по сравнению с однократным (под вспашку) их применением.
Выводы
1. Основным условием высокой эффективности удобрений в ЦЧЗ является достаточное содержание продуктивной влаги в почве в течение вегетации растений.
2. В соответствии с изменением почвенно-климатических условий зоны меняется и эффективность удобрений, т.е. с усилением континентальности климата действие азотных удобрений снижается.
3. При любых погодных условиях, и в течение вегетационного периода растений, эффективность азотных удобрений в ЦЧЗ, можно значительно повысить, если применять их систематически в севообороте, вносить под основную вспашку почвы, иметь на полях систему полезащитных лесных полос, располагать надежными данными долгосрочного прогноза погоды, а также учитывать биологические особенности возделываемых культур и обеспеченность почв подвижными формами питательных веществ.
уровне плодородия
Культура Дозы, кг/га д.в.
N Р2О5 К2О
Озимая пшеница 105 75 75
Озимая рожь 90 60 60
Яровая пшеница 90 75 75
Ячмень, овес 75 60 60
Кукуруза на зерно 90 90 90
Просо 75 60 60
Гречиха 75 60 60
Горох - 60 60
Сахарная свекла 160 160 160
Рапс 75 75 75
Картофель 90 100 90
Кукуруза на силос 140 80 100
Кормовые корнеплоды 130 140 140
Однолетние травы 75 60 60
Многолетние травы 105 75 75
Культурные пастбища 90 60 60
Сенокосы улучшенные 90 60 60
Список использованных источников
1. Долгополова Н.В. Агробиологическое обоснование разработки технологий возделывания яровой твердой пшеницы в адаптивно-ландшафтном земледелии лесостепи Центрального Черноземья: дис. ... докт. с.-х. наук. - Брянск, 2014. - С. 111-141.
2. Минеев В.Г. Удобрение озимой пшеницы. - М., 2003.
3. Годунов И. Б., Тибирькова Г. А. Применение удобрений под озимую пшеницу в ЦЧП. - Материалы зонального научно-методического совещания работников научно-исследовательских учреждений Центрально-Черноземной полосы. - Каменная Степь, 1995.
4. Мазепин К.Г. Удобрение сахарной свеклы. - М., 1995.
5. Пигорев И.Я. Роль удобрений и способов посева сои на агроэкологическое состояние чернозёма типичного // Сб.: Агроэкологические проблемы современности: материалы международной научно-практической конференции. - Курск: Изд-во КГСХА, 2001. - С. 51-55.
6. Семыкин В.А., Пигорев И.Я. Проблемы современного растениеводства и пути их решения в условиях Курской области // Сб.: Проблемы развития сельского хозяйства Центрального Черноземья: материалы всероссийской научно-практической конференции. - Ч. 1.- Курск: Изд-во КГСХА, 2005. - С. 3-7.
List of sources used
1. Бо^оро1оуа N.V. Agrobiological substantiation of cultivation technology development of a summer durum wheat in the adaptive landscape agriculture forest Central Black Soil: dis. ... The doctor of agricultural Sciences. - Bryansk, 2014. - P. 111-141.
2. Mineev V.G. Winter wheat fertilizer. - M., 2003.
3. Godunov I.B., Tibirkova G.A. Application of fertilizers under a winter wheat in the CPCs. - Materials zonal scientific-methodological meeting of employees of scientific and research institutions of the Central Black Earth band. - Stone Steppe, 1995.
4. Mazepin K.G. Fertilizer sugar beet. - M., 1995.
5. Pigorev I.Y. The role of fertilizers and methods of soybean planting in the agro-ecological condition of chernozem typical // Col.: Agri-environmental problems of the present: Materials of the international scientific-practical conference. - Kursk: Publishing house KSAA, 2001. - P. 51-55.
6. Semykin V.A., Pigorev I.Y. Problems of modern plant and ways to address them in terms of the Kursk region // Col.: Problems of development of agriculture of the Central Black Soil Region: Materials All-Russia scientific-practical conference. -Vol. 1. - Kursk: Publishing House KSAA, 2005. - P. 3-7.
