CC BY
38
РАБОТЫ УЧЕНЫХ КАЗАНСКОГО ГАУ
УДК 631.4:631.811.7
ПРИМЕНЕНИЕ СЕРОСОДЕРЖАЩИХ УДОБРЕНИЙ В ПОЛЕВОМ СЕВООБОРОТЕ В УСЛОВИЯХ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ
И.А. Гайсин, д.с.-х.н., М.Ю. Гилязов, д.с.-х.н., А.С. Билалова, к.с.-х.н., Ф.Ш. Фасхутдинов, к.с.-х.н., И.Р. Сулейманов, аспирант Кафедра агрохимии и почвоведения (e-mail: info@kazgau.ru)
Систематическое внесение серосодержащих удобрений в дозах 30-120 кг д.в./га обеспечивает повышение продуктивности полевого севооборота на 11-15%. Испытанные культуры по отзывчивости на внесение серы расположились в следующий убывающий ряд: кукуруза > люцерна > яровая пшеница > ячмень > озимая рожь.
Ключевые слова: серая лесная почва, элементарная и нефтяная сера, сыромолотый гипс, сульфат аммония, урожайность сельскохозяйственных культур, продуктивность полевого севооборота.
Application of sulphurcontaining fertilizers to crop rotation at grey forest soil
Systematic use of sulphurcontaining fertilizers 30-120 kg/ha provides increase of field crop rotation productivity for 1115%. Tested crops have been located in following order at responsiveness to sulphur: corn > lucerne > spring wheat > barley > winter rye.
Keywords: grey forest soil, elementary and oil sulphur, milled gypsum, ammonia sulphate, yield of agricultural crops, productivity of field crop rotation.
Среди элементов питания растений по своему фи-зиолого-биологическому значению сера находится в одном ряду с азотом, фосфором и калием. Сера участвует в процессах дыхания, фотосинтеза, азотного и углеводного обмена, синтеза хлорофилла, эфиров, масел и т.д. [1, 2, 3]. Долгое время вопросы применения серосодержащих удобрений в различных почвенно-климатических зонах страны недооценивали. Считали, что потребности растений вполне удовлетворяются за счет серы, которая попадает в почву в составе других удобрений и атмосферных осадков. Однако условия произрастания растений часто изменяются таким образом, что земледелец сталкивается в отдельных зонах с избытком, а в других - с недостатком доступной серы в почвах. Установлено, что низкий уровень содержания подвижных форм серы в почвах во многом определяет величину и качество урожая. В то же время избыточное количество сульфат-иона в питательной среде и в тканях растений приводит к угнетению и гибели растительного организма. Краткосрочные полевые эксперименты по изучению эффективности применения серосодержащих удобрений показывают значительность получаемых прибавок урожаев бобовых и зерновых культур, кукурузы, картофеля, сахарной свеклы, кормовых корнеплодов и овощных культур на различных типах и подтипах почв [4, 5, 6]. Наибольший интерес представляют длительные эксперименты с систематическим применением серосодержащих удобрений на фоне обоснованно высоких доз азотно-фосфорно-калийных удобрений в севообороте [2, 7].
Полевой стационарный опыт был заложен на светло-серой лесной почве в 1975 г. со следующей агрохимической характеристикой: гумус 2,8-3,6%; общий азот 1660-1690 мг/кг; поглощенные основания 20,0-22,3 мг-экв/100 г; подвижные формы фосфора, калия и серы
соответственно 15, 60 и 8 мг/кг почвы; гидролитическая кислотность 4,57 мг-экв/100 г; рИКс1 5,5.
Исследования вели в течение двух ротаций в условиях шестипольного севооборота с чередованием культур: озимая рожь - кукуруза на силос - яровая пшеница -ячмень с подсевом многолетних трав - многолетние травы 1-го года пользования - многолетние травы 2-го года пользования. Схема опыта: 1 - без удобрений; 2 - №К; 3 - №К + 830 (гипс); 4 - №К + 860 (гипс); 5 - №К + 8120 (гипс); 6 - №К + 860 (элементарная сера). Нормы макроудобрений определяли методом элементарного баланса. Исходя из средних условий влагообеспеченности, нормы №К рассчитывали на получение 30 ц/га зерна и 300 ц/га зеленой массы кукурузы. Под многолетние травы вносили рекомендуемые средние нормы КРК. Под культуры 1-й ротации в среднем внесли 258 кг/га МРК, 2-й - 214 кг/га. В опыте использовали мочевину, двойной суперфосфат и хлористый калий.
Удобрения позволили существенно повысить продуктивность полевого севооборота. По фону №К урожай озимой ржи составил 26-41 ц/га, кукурузы (зеленая масса) - 103-396, яровой пшеницы - 22-31, ячменя - 1836 и сена многолетних трав - 17-76 ц/га. Прибавки урожаев зеленой массы кукурузы достигали 18-64 ц/га, а сена многолетних трав за один укос от 2,5 до 9,9 ц/га. Получены значительные прибавки урожая зерна яровой пшеницы в оба периода ротаций севооборота от 2,4 до 4,8 ц/га, а также урожая зерна ячменя - от 1,8 до 6,1 ц/га.
Достоверное увеличение урожая зерна озимой ржи при систематическом внесении серосодержащих комплексных удобрений наблюдалось лишь 1 раз (в 1976 г.). Биология озимой ржи - культуры умеренной почвенно-климатической полосы в сочетании со сложившимися метеорологическими условиями этого года, когда в отдельные месяцы вегетационного периода выпадало в
1,5-3 раза больше осадков, и температурный режим был заметно ниже среднемноголетних данных, позволила по варианту с серой в корнеобитаемом слое почвы поддерживать такую концентрацию доступных форм питательных элементов, которая оказалась близкой к оптимальной и обеспечила повышение урожая. В целом озимая рожь на светло-серой лесной почве слабо реагировала на применение серосодержащих удобрений.
Прибавки урожаев кукурузы, многолетних трав, зерна яровой пшеницы и ячменя получены при систематическом использовании в полевом севообороте комплексных смешанных удобрений из расчета дозы серы 30-60 кг/га. Повышение дозы до 120 кг/га в большинстве случаев не сопровождалось увеличением урожаев. При этом необходимо заметить примерно одинаковую эффективность действия на рост и развитие растений гипса и элементарной серы, внесенных из расчета 60 кг д.в./га.
Данные таблицы 1 показывают, что в первой ротации полевого севооборота внесение №К обеспечило получение с 1 га 322 ц условно протеино-кормовых единиц (УПКЕ), что на 114 ц/га больше, чем в контроле. Внесение серы в составе гипса в дозах 30-120 кг/га позволило дополнительно получить от 19 до 53 ц УПКЕ, причем наблюдалось достаточно четкая положительная корреляция между дозами серы. Наибольшая прибавка УПКЕ к фону получена от максимальной дозы гипса. В эквивалентных дозах гипс и элементарная сера проявили примерно одинаковую эффективность.
Во второй ротации севооборота прибавка от фонового удобрения оказалась несколько ниже, чем в первой, однако действие серосодержащих удобрений в малой и средней дозах проявилось более рельефно. Так, если от минимальной дозы гипса в первой ротации севооборота прибавка составила 19 ц/га, то во второй - 43 ц/га, то есть более чем в 2 раза. Интересно то, что во второй ротации прибавки от серы росли только до средней дозы (860). Максимальная доза (8120) не только не привела к дальнейшему росту урожая, а, наоборот, снизила продуктивность. Как видно, прибавка от максимальной дозы гипса оказалась меньше, чем прибавка от минимальной. Примерная равноценность сыромолотого гипса и элементарной серы, внесенных с осени, проявилась и во второй ротации севооборота. В целом за две ротации продуктивность полевого севооборота от использования серосодержащих удобрений в дозах 30-120 кг/га возросла на 62-90 ц/га УПКЕ, что составляет 11-15% к фону.
В первую ротацию продуктивность севооборота возрастала по мере повышения доз серы до 120 кг/га, а во вторую - до 60 кг/га. Следовательно, на варианте с
максимальной дозой серы в годы второй ротации шестипольного севооборота наблюдалось снижение эффективности ее действия на продуктивность, что, видимо, связано с избыточной концентрацией подвижных соединений данного элемента в почвенном растворе.
Систематическое применение удобрений существенно повысило выход сухой биомассы с 1 га севооборотной площади. Так, за первую ротацию по фону №К сухой биомассы (надземная часть + корни) сформировалось 721,3 ц/га, а в вариантах с внесением серы -766,2-844,0 ц/га. Среди культур наибольшую биомассу дали пшеница и многолетние травы второго года пользования. Интересно, что сера способствовала формированию растениями более мощной корневой системы. На вариантах, где использовали серу, на единицу №К создалось больше сухого вещества и корневой массы. Если в первой ротации по фону на 1 кг №К образовалось 5,7 кг корневой массы, то на вариантах с серой этот показатель достигал 7,0-9,1 кг, а сухого вещества соответственно 14,8 и 17,7-22,8 кг. За первую ротацию севооборота наибольшая масса корней и сухой биомассы возделываемых культур сформировалась на варианте с максимальной нормой серы, а за вторую ротацию при внесении серы из расчета 60 кг/га.
Наиболее высокие экономические показатели обеспечиваются при внесении гипса под многолетние травы и ячмень. Применение гипса под эти культуры позволило довести окупаемость 1 рубля дополнительных затрат до 3,7 и 4,3 рублей.
Результаты ряда краткосрочных опытов, проведенных нами по изучению гипса как источника серы для бобово-злаковой смеси, луговых трав, люцерны, тимофеевки, овсяницы на светло-серых и серых лесных, дерново-подзолистых и черноземных почвах, в пахотном слое которых содержание подвижной серы колебалось в пределах 0,6-1,2 мг/100 г почвы, показали высокую эффективность данного удобрения из расчета 1,53,0 ц/га. Так, при урожае по фону №К 39,6 ц/га прибавка урожая сена бобово-злаковой смеси от гипса достигала 8-15 ц/га. Урожай тимофеевки увеличивался на 7,5-13,1 ц/га, а луговых трав, где преобладали бобовые, на 8,6-13,7 ц/га, при урожаях по фону соответственно 17,3 и 34,0 ц/га. Овсяница не реагировала на внесение гипса. Высокой отзывчивостью на применение гипса отличалась люцерна. При урожаях по фону 104,1-39,4 ц/га, гипс обеспечивал повышение урожаев сена люцерны соответственно на 8,2-27,0 и 4,0-11,1 ц/га [8].
В последние годы интерес к изучению серосодержащих удобрений в Татарстане усилился тем, что в республике образуется большое количество так называ-
1. Зависимость продуктивности севооборота от доз серосодержащих удобрений, ц/га
Вариант Продуктивность Прибавки к фону
1-ая ротация 2-ая ротация 1-ая ротация 2-ая ротация сумма
1.Без удобрений (контроль) 208 201 -114 -64 -178
2. МРК (фон) 322 265 - - -
3. МРК + 830 (гипс) 341 308 +19 +43 +62
4. МРК + 860 (гипс) 359 317 +37 +52 +87
5. МРК + 8120 (гипс) 375 302 +53 +37 +90
6. №К + 860 (элемент. сера) 354 315 +32 +50 +82
2. Влияние серосодержащих удобрений на урожайность гороха (серая лесная почва)
Вариант Урожайность, т/га Прибавка урожая
к контролю к фону
т/га % т/га %
Контроль (б/у) 2,45 - - - -
Фон №эР28) 3,29 0,84 34 - -
Фон+860 (нефтяная сера) 3,42 0,97 40 0,13 4
Фон+860 (гипс) 3,57 1,12 46 0,28 9
Фон+860 (сульфат аммония) 3,55 1,10 45 0,26 8
НСР05 0,12
емой «нефтяной» серы, получаемой в качестве побочного продукта при очистке и переработке высокосернистой нефти ОАО «Татнефть» [8].
Одним из направлений утилизации нефтяной серы может быть использование ее в сельском хозяйстве в качестве удобрения и химического мелиоранта солонцовых почв, а также фунгицида для борьбы с некоторыми заболеваниями. На наш взгляд, наиболее перспективно применение данного побочного продукта нефтеочистки в качестве серного удобрения. Сравнительное изучение эффективности нефтяной серы тонкого помола (0,25 мм) с известными серосодержащими удобрениями (сыромо-лотый гипс, сульфат аммония), внесенными в дозе 60 кг д.в./га, показало, что тонко размолотая сера - вполне эффективная форма серосодержащего удобрения.
В 2008 г. заложен опыт на высокоокультуренной серой лесной почве. Пахотный горизонт почвы характеризуется низким (4,6 мг/кг) содержанием подвижной серы, средним (4,0%) содержанием гумуса, рИКс1 6,7, очень высоким содержанием подвижных форм фосфора (421 мг/кг) и калия (322 мг/кг). Нормы внесения азотных, фосфорных и калийных удобрений были рассчитаны методом элементарного баланса для получения 35 ц/га гороха (сорт Казанец). Все удобрения были внесены рано весной под культивацию. Агротехника возделывания культур общепринятая для нашей зоны. Без удобрений урожайность гороха составила 24,5 ц/га (табл. 2).
Фоновое минеральное удобрение повысило урожайность на 34%. Все три вида серосодержащего удобрения
дали достоверные прибавки урожая. Минимальная прибавка получена от нефтяной серы. Прибавки от гипса и сульфата аммония оказались в 2 раза выше. Данное обстоятельство, по-видимому, объясняется тем, что сера в сульфате аммония и гипсе уже находится в доступной растениям сульфатной форме. Для того, чтобы нефтяная сера стала доступной растениям, она должна окисляться с участием сероокисляющих микроорганизмов. Урожаи гороха от серосодержащих удобрений выросли, главным образом, за счет увеличения массы 1000 семян.
Таким образом, систематическое внесение серосодержащих удобрений в дозах 30-120 кг д.в./га обеспечивает повышение продуктивности полевого севооборота на 11-15%. Испытанные культуры севооборота по отзывчивости на внесение серы расположились в следующий убывающий ряд: кукуруза > люцерна > яровая пшеница > ячмень > озимая рожь.
За первую ротацию продуктивность севооборота возрастала по мере повышения доз серы до 120 кг/га, а во вторую - до 60 кг/га, что обусловлено обогащением почвы доступной серой за годы первой ротации благодаря ежегодному внесению 120 кг д.в./га серосодержащих удобрений.
В длительных опытах в эквивалентных дозах гипс и элементарная сера проявили примерно одинаковую эффективность, однако в условиях краткосрочного опыта, при весеннем внесении эффективность нефтяной серы оказалась ниже эффективности гипса и сульфата аммония.
Литература
1. Анспок П.И. Влияние гипса и элементарной серы на урожай полевых культур в Латвийской ССР // Химия в сельском хозяйстве, 1973, № 5. - С. 27-30.
2. Панасин В.И., Слобожанинова В. Д., Лопатина Н.В. Сера и урожай. - Калининград: Изд. «КГТ», 1999. - 150 с.
3. Аристархов, А.Н. Агрохимия серы. Под ред. академика РАСХН Сычева В.Г. - М.: ВНИИА, 2007. - 272 с.
4. Гайсин И.А., Салахов Х.Ш. Влияние гипса на урожай сена многолетних трав в условиях Татарской АССР // Химия в сельском хозяйстве. 1988, № 7. - С. 24-27.
5. Гилязов М.Ю., Фасхутдинов Ф.Ш., Хакимзянов Р.Т. Эффективность применения нефтяной серы в качестве серного удобрения // Агрохимический вестник, 2007, № 4. - С. 8-10.
6. Кореньков Д.А. Продуктивное использование минеральных удобрений. - М.: Россельхозиздат, 1985. - 219 с.
7. Минеев В.Г., Добрецени Б., Мазур Т. Биологическое земледелие и минеральные удобрения. - М.: Колос, 1993. - 412 с.
9. Ринькис Г.Я., Ноллендорф В.Ф. Сбалансированное питание растений макро- и микроэлементами. - Рига: Зи-натне, 1982. - 301 с.
10. Шкель М.П. Влияние длительного применения серосодержащих удобрений на плодородие почвы, урожайность и качество сельскохозяйственных культур // Тез. докладов VI делегатского съезда Всесоюзного Общества Почвоведов. Том 2. - Тбилиси, 1981. - С. 170-171.
