CC BY
106. Мелихова E.B. Дифференцированный режим орошения и питания столовой свеклы на светло-каштановых почвах Волго-Донского меж-дуречья/Е.В. Мелихова// Известия Нижневолжского агроуниверси-тетского комплекса: наука и высшее образование,- 2007,- № 3. - С. 50-56.
7. Степанова Н.Е. Урожайность столовой свеклы в зависимости от режимов капельного орошения и доз удобрений/Н.Е. Степано-ва//Плодородие. - 2008. - № 1. - С. 29-20.
8. Кузнецова Н.В. Урожайность и качество корнеплодов столовой свеклы сорта Болтарди на орошаемых землях Нижнего Повол-жья/Н.В. Кузнецова, Н.Е. Степанова//Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее образование. -2009,- № 4. - С. 52-57.
9. Жидков В.М.. Хрипченко A.B. Влияние обработки почвы и внесения гербицидов на урожайность столовой свеклы при капельном ороше-
нии в Нижнем Поволжье//Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее образование,- 2014. - № 4. - С. 46-49.
10. Жидков В.М.. Хрипченко A.B. Влияние обработки почвы и внесения гербицидов на урожайность столовой свеклы при капельном орошении//Аграрная наука,- 2014. - № 12. - С. 18-20.
11. Доспехов БА. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). - М.: Агропромиздат, 1985.-351 с.
12. Велик В. Ф. Методика опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве. -М.: Агропромиздат, 1992. -319 с.
13. Литвинов С.С. Методика полевого опыта в овощеводстве. -ВНИИ овощеводства,- М., 2011. -648 с.
MINERAL NUTRITION OF RED BEET UNDER DRIP IRRIGATION
V. V. Borodycliev*, EE Mikhailova' 1All-Russian Research Institute of Hydraulic Engineering and Land Reclamation, uL B. Akadeinicheskaya 44a,
Moscow, 127550 Russia, vkovniigiinfayandex.ru 2 Volgograd State Agricultural University, pr. Universitetsky 26, Volgograd, 400002 Russia
Field experiments on the mineral nutrition of red beet under drip irrigation showed that the maintenance of water and nutritive regimes ensures the yield of tubers up to 90 t/ha.
Keywords: drip irrigation, fertigation, red beet, fertilizers, application rate, yield.
УДК:631.811: 631.445.24/582
ПРОДУКТИВНОСТЬ КУЛЬТУР И БАЛАНСОВЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ В СЕВООБОРОТЕ
O.A. Силина, О.В. Чухи на, С.Н. Дурягина, П. С. Карандеева, Вологодская ГМХА
В условиях Вологодской области на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве расчетные системы удобрения обеспечивают высокую продуктивность севооборота-5,2-5,6 т к.е/га. Фактические балансовые коэффициенты использования азота оказались отрицательными при применении минеральной и орга-номинеральной системы удобрения в дозе ^зР^Кс,,,. Фактические балансовые коэффициенты использования калия при применении расчётных систем удобрения в дозе ^з-ввР-мК,,;, составили 140-153%, оказались близки к плановому значению - 150%. По фосфору при применении удобрений в дозе ^зР^Кдо наблюдался баланс, близкий к нулевому, при повышении дозы азота до 138 кг д.в/га отмечен отрицательный баланс элемента, интенсивность которого составила 85%.
Ключевые слова: удобрения, урожайность, севооборот, викоовсяная смесь, озимая рожь, картофель, ячмень посевной, оплата удобрений, баланс элементов питания.
Баланс элементов питания - это прогнозный эколого-агрономический показатель продуктивности сельскохозяйственных культур, плодородия почв и степени соответствия их количеству и качеству вносимых удобрений, а также показатель, характеризующий химическую нагрузку на почву, растения и находящиеся во взаимодействии с ними компоненты окружающей среды. Он может быть отрицательным (вынос больше внесения), нулевым (поступает и выносится равное количество элементов питания) и положительным (поступление больше выноса).
Невозможно дать однозначный ответ о том, какой тип баланса предпочтительнее. На бедных, малоплодородных почвах необходимо поддерживать положительный
баланс, на хорошо окультуренных - нулевой или отрицательный в зависимости от возделываемых культур и направления смещения почвенного плодородия [4].
Инициатором детального изучения баланса круговорота веществ в земледелии выступил в 1940-х годах Д.Н. Прянишников. Его исследования нашли широкое развитие в различных регионах нашей страны.
Один из способов повышения плодородия почв -внесение удобрений. При систематическом использовании большого количества минеральных удобрений особое значение приобретает совершенствование методов определения их доз под разные культуры.
Существуют различные методы расчета доз удобрений. В данной работе расчет доз удобрений проводили с помощью балансовых коэффициентов (Кб) использования питательных элементов [5].
Дозы удобрений, рассчитанные с помощью Кб и их влияние на продуктивность культур, изменение почвенного плодородия показаны в работах Ю.П. Жукова, О.В. Чухиной и многих других учёных [2, 3, 7-9].
При балансовых коэффициентах, равных 100% (нулевой баланс питательных элементов) создаются условия для сохранения показателей уровня плодородия почвы, при Кб выше 100% (отрицательном балансе) -для снижения, и при Кб ниже 100% (положительный баланс) - для увеличения показателей плодородия почвы.
Цель наших исследований- выявление соответствия фактических и плановых балансовых коэффициентов использования элементов питания удобрений и почвы и изучение продуктивности культур севооборота на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве Вологодской области.
Методика. Исследования проведены в стационарном опыте на поле Вологодской ГМХА. В статье приведены данные за 2011-2014 гг.
Повторность опыта - четырехкратная. Расположение делянок - усложненно-систематическое. Площадь опытной делянки - 140 м2.
Опыт ведется в 4-польном севообороте, развёрнутом в пространстве и во времени: 1 - викоовсяная смесь на зеленую массу (вика - сорт Льговская 22, овес - сорт Боррус); 2 - озимая рожь (сорт Волхова); 3 - картофель (сорт Елизавета); 4 - ячмень (сорт Выбор).
Схема опыта состоит из следующих вариантов: 1 вар. без удобрений - контроль; 2 вар. с применением минимальной дозы удобрений (удобрение только при посеве или посадке культур); 3, 4 вар. - исследуемые минеральные системы удобрения, различающиеся дозой азота (3 вар. - минеральная система удобрения с отрицательным балансом по азоту, 4 вар. - минеральная система удобрения с положительным балансом по азоту); 5 вар. - органоминеральная система удобрения, эквивалентная по дозе вар. 3 - минеральной системы удобрения. Торфо-навозный компост в дозе 40 т/га вносили под картофель.
В 3-5 вариантах дозы вносимых удобрений рассчитывали с помощью балансовых коэффициентов для контроля использования питательных веществ из удобрений и почвы по формуле: Кб = (Ву/Д) 100,
где Кб - балансовый коэффициент использования элемента, %; Ву - вынос с урожаем элемента питания в удобренном варианте, кг/га; Д - доза элемента в удобренном варианте, кг д. в/га; 100 - коэффициент перевода в %.
Дозу удобрений рассчитывали на получение плановой урожайности: озимой ржи - 3,5 т/га, картофеля - 25, ячменя - 3,5, викоовсяной смеси - 25 т/га.
В 3-5 вар. опыта запланирован отрицательный баланс по калию (Кб =150 %) и нулевой баланс по фосфору (Кб = 100 %).
По азоту в 3 и 5 вар. был запланирован отрицательный баланс (Кб = 120 %), а в 4 вар. - положительный (Кб = 80 %).
Почва опытного участка - дерново-подзолистая среднесуглинистая. В 2010 г. на контроле пахотный слой почвы характеризовался среднекислой реакцией среды (рНКс1 4,9), содержанием подвижного фосфора и обменного калия, соответственно, 152 и 72 мг/кг почвы, гумуса - 2,64%.
Учет урожайности всех культур осуществляли сплошным методом. Урожай приведен к стандартной влажности: зелёная масса викоовсяной смеси, клубни и ботва картофеля - 80%, зерно ячменя и озимой ржи -14, солома ячменя и озимой ржи - 16%.
При анализах товарной и нетоварной частей урожаев после мокрого озоления по К. Гинзбург определяли азот по Кьельдалю, фосфор - на фотоколориметре, калий - на пламенном фотометре [10].
Математическая обработка материалов исследований проведена методом однофакторного дисперсионного анализа при помощи программы Ехе1 и по Б.А. Доспе-хову (1985) [1].
Результаты и их обсуждение. Погодные условия 2011-2014 гг. отличались повышенными среднесуточными температурами в сравнении со средними многолетними значениями в период вегетации изучаемых культур и суммой осадков ниже средних многолетних
данных, оказывали значительное влияние на урожайность культур.
Кроме погодных условий на урожайность зеленой массы викоовсяной смеси в период вегетации культуры значительное влияние оказывали удобрения. Даже минимальная доза ОТ2Р16К16) ежегодно обеспечивала существенную прибавку урожайности, которая в среднем за 4 года исследований составила 19%. Эквивалентные по питательным элементам минеральная и органоминеральная системы удобрения культуры (3 и 5 вар.) в среднем за 4 года исследований практически не различались. Максимальная урожайность зеленой массы викоовсяной смеси была получена при применении расчётных систем удобрения (3-5 вар.). В среднем за 4 года изучаемые расчетные системы удобрения (3-5 вар.) повышали урожайность зеленой массы викоовсяной смеси на 48 - 53 % (табл. 1).
1. Урожайность культур севооборота (в среднем за 2011—2014 гг.),
т/га
№ Вариант Викоовся- Озимая Картофель, Ячмень,
п/п опыта ная смесь, зелёная масса рожь, зерно клубни зерно
1 Без удобрений 15,4 2,6 14,6 2,0
2 ЛиРпК^мин имальная доза) 18,4 3,1 17,5 2,5
3 и К90 (минеральная система) 22,8 3,6 22,5 3,0
4 N138 Р41 К90 (минеральная система) 23,6 4,1 24,6 3,3
5 II Юн, (органоминеральная система) 23,5 3,8 24,0 3,2
НСР05 2,3 0,4 3,8 0,4
Примечание. Дозы удобрений представлены в среднем за ротацию севооборота.
Удобрения повышали урожайность зерна озимой ржи. Применение расчётных доз удобрений (3-5 вар.) существенно повышало урожайность зерна озимой ржи по сравнению с внесением удобрений только при посеве (2 вар.) и с вариантом без удобрений (1 вар.). Эквивалентные по питательным элементам минеральная и органоминеральная системы (3 и 5 вар.) не различались по влиянию на урожайность зерна озимой ржи. В среднем за 4 года исследований расчётные дозы удобрений (3-5 вар.) на 38-57% повышали урожайность зерна озимой ржи.
Применение удобрений при посадке в дозе ^оРго вызывало достоверное повышение урожайности клубней картофеля в отдельные годы исследований. В среднем за 4 года увеличение урожайности от этой минимальной дозы удобрений оказалось несущественным и составило 20%. Применение расчетных систем удобрения (3-5 вар.) существенно повышало урожайность культуры. В среднем за 4 года исследований урожайность клубней картофеля при внесении минеральных и органоминеральных удобрений возросла на 54-68%.
Применение расчетных систем удобрения (3-5 вар.) существенно повышало урожайность ячменя в среднем за 4 года исследований. Достоверного преимущества последействия торфонавозного компоста на фоне минеральных удобрений (5 вар.) по сравнению с эквивалентной минеральной системой (3 вар.) не наблюдалось. В среднем за 4 года исследований плановая уро-
жайность зерна ячменя была недополучена, что связано с неблагоприятными погодными условиями, в том числе в критические периоды роста и развития растений культуры.
Таким образом, в среднем за 4 года исследований все расчетные системы удобрения (3-5 вар.) повышали урожайность викоовсяной смеси на 7,4-8,2 т/га, озимой ржи на 1,0-1,5, картофеля - на 7,9-10, ячменя - на 1,01,3 т/га.
В среднем за годы исследований продуктивность культур севооборота составила 3,5 - 5,6 т к.е/га в год. Самая высокая продуктивность была при насыщенности удобрениями Ы^хРи КУ() (4 вар.) и составила 5,6 т к.е/га. При применении удобрений в севообороте в дозе N9^41 Кэо (3 и 5 вар.) продуктивность культур различалась незначительно (5,2 и 5,4 т к.е/га) (табл. 2).
Применение расчетных систем удобрения (3-5 вар.) обеспечило 104-112% планового уровня продуктивности севооборота.
2. И. мшимо удобрений на продуктивность культур и выход основ_ной продукции (в среднем за 2011-2014 гг.)_
Вари- Продуктивность. т к.е/га Выход
ант викоов- озимая карто- ячмень средняя основной
опыта сяная смесь рожь фель продукции, %
1 3.4 3.0 5.3 2.4 3.5 86
2 4.0 3.4 6.2 2.9 4.1 85
3 5.0 4.2 8.0 3.4 5.2 85
4 5.0 4.9 8.8 3.8 5.6 85
5 5.1 4.4 8.6 3.7 5.4 85
Выход основной продукции сильно зависел от изучаемой культуры и мало менялся от применяемых доз удобрений. В среднем за годы исследований выход основной продукции культур составил 85%.
Применение удобрений обеспечило высокую оплату 1 кг д. в. прибавками кормовых единиц всех изучаемых культур, причём при применении минимальных доз удобрений оплата была самой высокой. Так, внесение удобрений в дозе 43 кг д.в/га обеспечило оплату, равную 14 кг к.е. Расчётные дозы удобрения культур обеспечили оплату 1 кг д.в. удобрений в 6,4 - 7,2 кг к.е. Применение органоминеральной системы удобрения культур несколько увеличило (на 0,8 кг к.е.) оплату удобрений по сравнению с эквивалентной минеральной системой (рис. 1).
Хозяйственный вынос использования азота, фосфора и калия определяли содержанием элементов питания в урожае, отчуждаемом с поля. Полученные данные хозяйственного выноса азота, фосфора и калия из удобрений и почвы свидетельствуют, что при повышении доз вносимых удобрений увеличивается вынос элементов питания (табл. 3). Применение минимальной дозы удобрений в севообороте (^Т^РпК^) повышает вынос азота культурами на 31 %, фосфора на 27, калия на 27% по сравнению с контролем.
При внесении расчетных доз удобрений значительно увеличивается вынос элементов питания возделываемыми культурами. Так, вынос азота повысился на 71-95 %, фосфора на 61-85, калия на 70-86 % по сравнению с вариантом без удобрений. Максимальный вынос элементов питания из почвы и удобрений культурами наблюдался при применении минеральных удобрений в дозе Т^звР/цКдо и при совместном применении минеральных и органических удобрений в дозе ^зР-иКс,,, (4 и 5 вар.).
Ей
Ч
а »
я
е $
Насыщенность удобрениями, кг д.в./га
Рис. 1. Окупаемость удобрений прибавками кормовых единиц (в среднем за 2011 -2014 гг.)
3. Баланс питательных элементов в севообороте
Вариант опыта
Показатель Элемент 1 - без удобрений (контроль) 2- МмРпК! 2(мини-мальная доза удобрений) 3 - N■^41 Кзд (минеральная система) 4- N138 Р41 Кзд (минеральная система) 5 - ХщР II Кос (органо-минеральная система)
Средне- N 62 81 106 121 113
взвешен- Р2О, 26 33 42 48 44
ный ежегодный хозяйственный вынос, кг/га к2о 74 94 126 138 134
Среднего- N - 14 93 138 93
довое Р2О, - 17 41 41 41
внесение удобрений. кг/га к2о - 12 90 90 90
Баланс, кг/га N -62 -67 -13 +17 -20
Р2О, -26 -16 -1 -7 -3
к2о -74 -82 -36 -48 -44
При внесении азотных удобрений в дозах 14-93 кг д.в/га наблюдался отрицательный баланс азота (2, 3 и 5 вар.). По калию при внесении доз удобрений из расчёта 12-90 кг д.в/га отмечен отрицательный баланс элемента, т.е. во всех изучаемых вариантах. При планировании нулевого баланса по фосфору фактически во всех расчётных вариантах (3-5 вар.) наблюдался баланс элемента, близкий к нулевому (-1...- 7 кг/га). При планировании положительного баланса по азоту (4 вар.) наблюдался положительный баланс элемента (+17 кг/га).
Данный баланс подтверждается и другими методами расчета (табл. 4).
В 2011-2014 гг. при внесении минимальных доз удобрений в севообороте фактические балансовые коэффициенты (К6) по азоту, фосфору, калию соответствовали 578, 194 и 783% (2 вар.). Интенсивность баланса при этом оказалась незначительной, по азоту, фосфору
14.0
7.2
э,4 7,1
43 224 269 224
и калию составила, соответственно, 17; 52 и 13%, коэффициент возврата - 0,17; 0,52 и 0,13.
4. Сравнение расчётных показателей баланса элементов питания
Вариант опыта
2- 3- 4- 5-
Эле- N14P17K12 N93P41 К90 Nl38 Р41 К90 N93P41K90
Показатель мент, (мини- (мине- (минераль- (органо-
со- мальная ральная ная систе- мине-
едине доза система) ма) ральная
ние удобрений) система)
Коэффициент возврата N 0.17 0.88 1.14 0.82
Р2О, 0.52 0.98 0.85 0.93
К,О 0.13 0.71 0.65 0.67
Интенсив- N 17 88 114 82
ность баланса. Р2О, 52 98 85 93
% К,О 13 71 65 67
Балансовый N 578 114 88 122
коэффициент Р2О, 194 102 117 107
фактический, % к2о 783 140 153 149
Фактический Кб по азоту при применении 93 кг д.в/га элемента составил 114-122% и был близок к плановому (120%), при внесении 138 кг д.в/га N. получили положительный Кб, равный 88%, что на 8% больше, чем планировалось. По калию фактический Кб составил 140-153%, что на 3-10 % отличается от планового (табл. 4, рис. 2).
160
140
V®
120
2 Л
-О Н 100 со я
2 2 80
Я =г
се 5 во §
м -е- -
I_И Азот_□ ФосФор_□ Калий_|
Рис. 2. Фактические балансовые коэффициенты использования элементов питания удобрений и почвы (в среднем за 2011-2014 гг.)
По фосфору при применении дозы 41 кг д.в/га (3-5 вар.) Кб равны 102-117%, близкие 100%. На 17% фак-
тические Кб по фосфору превысили плановые, видимо, из-за более интенсивного использования элементов питания при применении более высоких доз азотных удобрений (сравнить 138 и 93 кг д. в/га).
Таким образом, фактические балансовые коэффициенты по азоту оказались отрицательными при применении минеральной и органоминеральной систем удобрения в дозе N93P41K90. Фактические балансовые коэффициенты калия при использовании расчётных систем удобрения в дозе N93-138Р41К90 составили 140-153%, т.е. были близки к плановому значению - 150%. По фосфору при применении удобрений в дозе N93P41K90 наблюдался баланс, близкий к нулевому, при повышении дозы азота до 138 кг д.в/га наблюдался отрицательный баланс элемента, интенсивность которого составила 85%.
Литература
1. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
2. Жуков, Ю.П. Баланс питательных веществ как прогнозно-экологический показатель плодородия почв и продуктивности культур // Агрохимия. - 1996. - № 7. - С. 35-45.
3. Жуков, Ю.П. Влияние различных доз удобрений на урожайность культур севооборота и агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы // Ю.П. Жуков, О.В. Чухина, Н.В. Токарева, Е.И. Куликова // Плодородие. - 2015. - №2(83). - С. 14-20.
4. Корешков. ДА. Продуктивность использования минеральных удобрений. - М.: Россельхозиздат, 1985. - 219 с.
5. Суков. A.A. Разработка системы удобрения сельскохозяйственных культур в северной части европейской России: Учебное пособие// A.A. Суков, О.В. Чухина. - Вологда - Молочное: ИЦ ВГМХА, 2013.- 152 с.
6. Сычев. В.Г. Влияние агрохимических свойств почвы на эффективность минеральных удобрений // В.Г. Сычев, С.А. Шафран. - М.: Изд.-во ВНИИА. 2012. - 200 с.
7. Чухина. О.В. Влияние удобрений и микропрепаратов на урожайность и вынос элементов питания культурами звена полевого севооборота / О.В. Чухина, В.В. Суров // Плодородие. - 2014. - №3(78). -С.18-22.
8. Чухина. О.В. Продуктивность культур в севообороте при применении различных доз удобрений // О.В. Чухина, Ю.П. Жуков //АГРО XXI.-2014.-№ 1-3.'-С. 39-41.
9. Чухина. О.В. Продуктивность культур и изменение агрохимических показателей дерново-подзолистой почвы в севообороте при применении различных доз удобрений// О.В. Чухина, Ю.П. Жуков // Агрохимия. - 2015.-№ 5. - С.20 - 28.
10. Ягодин. Б.А. Практикум по агрохимии //Б. А. Ягодин, И.П. Дерюгин, Ю.П. Жуков и др. // Под ред. Ягодина Б.А. - М.: Агропромиздат, 1987.-512 с.'
_Варианты_
□ ФосФор_□ Калий
CROP PRODUCTIVITY AND BALANCE COEFFICIENTS OF NUTRIENT UTILIZATION IN CROP ROTATION
O. I. Silina, O. I. Chukhina, S.N. Duryagina, P.S. Karandeeva, Vereshchagin Vologda State Dairy Fanning Academy, ill Shmidta 2, Molochnoe, Vologda oblast, 160555 Russia, Dekanagro@nwlochno&ru
On loamy soddy-podzolic soil in Vologda oblast, the calculated fertilizer systems provide a high productivity of crop rotation (5.2-5.6 t f.u./ha). The actual balance coefficients of nitrogen utilization were negative at the application of mineral and organic-mineral fertilizing systems at a dose of N93P41K90. The actual balance coefficients of potassium utilization at the application of calculated doses N93-138P41K90 were 140-153%, which is close to the planned value. A near-zero balance M'as observed for phosphorus at the application of fertilizers at N93P41K90; the increase of nitrogen application rate up to 138 kg/ha resulted in a negative balance of the element, the intensity of which amounted to 85%.
Keywords: fertilizer, yield, crop rotation, vetch-oat mixture, winter rye, potato, common barley, fertilizer recoupment, balance of nutri-
