CC BY
72
АГРОНОМИЯ, ЗЕМЛЕДЕЛИЕ, СЕЛЕКЦИЯ, СЕМЕНОВОДСТВО
УДК 631.8; 631.86; 631.58
ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕВООБОРОТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУЛЬТУР
М. Г. ДРАГАНСКАЯ Новозыбковская ГСОС ВНИИА люпина
Н.М. БЕЛОУС, С. А. БЕЛЬЧЕНКО ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия»
Изучено влияние систем удобрения технологий возделывания сельскохозяйственных культур в различных севооборотах и их роль в накоплении пожнивно-корневых остатков.
Ключевые слова: удобрения, продуктивность, пожнивно-корневые остатки, гумификация ПКО.
При современной системе ведения сельского хозяйства удобрение является одним из наиболее важных факторов, определяющих величину и стабильность урожаев возделываемых культур. Основным условием их эффективного использования под конкретные культуры должно быть фактическое содержание элементов питания в почве, определяющих экономически обоснованный уровень возмещения выноса азота, фосфора и калия [1, 2, 3].
Однако в настоящее время ежегодный вынос питательных веществ из почвы пашни в 5 раз превышает возврат их с вносимым объемом минеральных, органических и других видов удобрений. Большая часть урожая в экстенсивном земледелии формируется за счет мобилизации почвенного плодородия [4, 5].
Для поддержания плодородия дерново-подзолистых песчаных почв необходимо использовать все возможные виды органических удобрений, которые необходимо вносить в комплексе с минеральными для выравнивания сбалансированности элементов питания и расширения удобряемых площадей [6, 7].
Известно, что продуктивность севооборота определяется урожайностью культур, которая подвержена изменению в зависимости от уровня плодородия почв, метеорологических условий вегетационного периода, сортовых особенностей и применения удобрений [4, 8].
В целях оценки эффективности применения систем удобрения технологий возделывания сельскохозяйственных культур на дерново-подзолистой песчаной почве сравнивалась продуктивность различных севооборотов.
Материалы и методика исследования. Изучались три технологии возделывания сельскохозяйственных культур - интенсивная, биологическая и альтернативная, где были представлены следующие системы удобрения: интенсивная - органическая с использованием подстилочного и бесподстилочного навоза КРС в повышенных дозах, эквивалентных по азоту; органо-минеральная - аналогичные дозы навоза в сочетании с минеральными удобрениями, эквивалентные 40 т/га подстилочного навоза. Биологическая технология включала умеренные дозы подстилочного и бесподстилочного навоза; солому озимой ржи, оставленную на поле в измельченном виде и заделанную тяжелыми дисками; пожнивный сидерат (редька масличная), возделываемый после уборки озимой ржи, в чистом виде и на фоне заделанной соломы, что образовало систему солома с сидератом. Альтернативная технология состояла из сочетания минеральных удобрений с соломой, сидератом и соломы с сидератом.
Фоны с соломой, сидератом и соломы с сидератом создавались осенью предшествующего года закладки опытов. Навоз и минеральные удобрения вносили весной под перепашку зяби. Полная схема представлена в таблицах 2, 3, 4. Опыты закладывались во времени в 4-х польных севооборотах:
1) зернопропашной: картофель - ячмень - сераделло-овсяная смесь - озимая рожь (табл. 2);
2) зернокормовой 1: кукуруза на зеленую массу - ячмень - люпин на зеленую массу - озимая рожь (50% зерновых) (табл. 3);
3) зернокормовой 2: кукуруза на зеленую массу - ячмень - овес - озимая рожь (75% зерновых) (табл. 4).
Повторность опыта 3-х кратная с учетной площадью 32-38 м2.
Агрохимическая характеристика опытных полей дана в таблице 1.
Таблица 1
Агрохимическая характеристика опытных полей
Севооборот Гумус, % рн(кс1) Нг Б Р2О5 К2О
мг-экв. на 100 г мг/кг
Зернопропашной 2,103,43 5-966,53 0,551,24 8,515,5 314447 6788
Зернокормовой 1 (75% зерновых) 1,571,89 5,63-5,92 1,202,10 4,5-7,6 230370 4570
Зернокормовой 2 (50% зерновых) 1,942,78 5,85-6,28 0,851,85 8,915,3 292397 5880
Результаты исследования и их обсуждение. В результате исследований установлено, что максимальная продуктивность (зерновых единиц в год) получена по
интенсивной технологии с использованием органо-минеральной системы удобрения в зернопропашном - 49,5-50,9 ц/га и зернокормовом с 50% зерновых - 48,5-51,9 ц/га и меньше в зернокормовом севообороте с 75% зерновых - 35,3-37,9 ц/га (табл. 2, 3, 4).
Органическая система удобрений по продуктивности уступает органо-минеральной в зернопропашном севообороте на 5,0-8,5 ц/га, зернокормовых 1 и 2 соотвественно на 5,3-8,7 ц/га и 3,1-4,6 ц/га.
Таблица 2
Продуктивность зернопропашного севооборота
Системы удобрения Выход з.ед. по культурам, ц/га Всего, ц/га
картофель ячмень сераделло- овсяная смесь озимая рожь за севооборот за год
Интенсивная технология
П.Н. 80 т/га 42,о 29,9 29,8 27,8 129,5 32,4
П.Н 120 т/га 46,о 35,1 29,2 27,8 138,1 34,5
Б.Н. 100 т/га 56,5 3о,8 28,3 19,7 132,3 33,1
Б.Н. 150 т/га 57,8 35,9 25,3 2о,3 139,6 34,9
П.Н. 80 т/га + К12сР80К100 94,5 42,6 34,9 31,4 2о3,4 5о,9
П.Н. 120 т/га + КшР8оК1оо 89,5 43,1 35,2 3о,о 197,8 49,5
Б.Н. 100 т/га + К12оР8оКШо 96,8 48,5 3о,1 27,3 2о2,7 5о,7
П.Н. 150 т/га + КшР8оК1оо 91,8 49,2 32,8 26,6 2оо,4 5о,1
Биологическая технология
П.Н. 40 т/га 42,о 21,о 28,7 25,8 117,5 29,4
Б.Н. 50 т/га 42,о 21,о 28,4 23,4 114,8 28,7
Солома 4 т/га 51,8 22,7 32,3 3о,6 137,4 34,4
Сидерат 35 т/га 53,2 23,6 38,2 33,8 148,8 37,2
Солома 4 т/га + сидерат 35 т/га 5о,5 3о,8 35,2 35,3 151,8 38,о
Альтернативная технология
^2оР8оК1оо + солома 4 т/га 84,5 33,3 28,9 31,5 178,2 44,5
К12оР8оКюо + сидерат 35 т/га 83,о 42,2 43,2 34,1 2о2,5 5о,6
^2оР8оК1оо + солома 4 т/га + сидерат 35 т/га 91,2 44,9 36,9 32,6 2о5,6 51,4
Системы удобрения биологической технологии по продуктивности вывели на первое место зернокормовой севооборот 1 с 50% зерновых (40,1-42,3 ц/га), который превосходил умеренные дозы навоза зернопропашного севооборота и зернокормового 2 на одинаковую величину (10,7-12,2 ц/га и 10,3-10,4 ц/га), в то время как от использования соломы, сидерата и их сочетания разница более существенна: продуктивность первого севооборота ниже на 2,8-7,9 ц/га, а второго - на 11,8-15,6 ц/га. То есть, как и по интенсивной технологии, системы удобрения биологической технологии в зернокормовом севообороте с 75% зерновых оказали минимальное влияние на выход зерновых единиц.
Аналогичная закономерность получена от систем удобрения альтернативной технологии, где продуктивность зернопропашного севооборота выше зернокормового 1 на 1,1-5,4
ц/га и зернокормового 2 на 11,2-16,8 ц/га. Низкая продуктивность зернокормового севооборота
Таблица 3
Продуктивность зернокормового севооборота 1 с 50% насыщенностью зерновыми культурами
Системы удобрения Выход з.ед. по культурам, ц/га Всего з.ед., ц/га
кукуруза з/масса ячмень люпин з/масса озимая рожь за севооборот за год
Интенсивная технология
П.Н. 80 т/га 61,2 21,5 50,5 42,3 175,5 43,9
П.Н 120 т/га 63,4 24,8 55,8 42,3 186,3 46,6
Б.Н. 96 т/га 62,4 21,0 45,1 34,2 162,7 40,7
Б.Н. 144 т/га 64,6 22,9 44,0 35,3 166,4 41,7
П.Н. 80 т/га + N^24^0 72,9 35,9 50,2 38,1 197,1 49,3
П.Н. 120 т/га + N^24^0 73,4 38,9 54,2 41,0 207,5 51,9
Б.Н. 96 т/га + N^24^0 74,3 35,3 48,8 35,7 194,1 48,5
П.Н. 144 т/га + N^24^0 76,7 37,3 48,1 39,6 201,7 50,4
Биологическая технология
П.Н. 40 т/га 63,9 19,0 41,3 36,2 160,4 40,1
Б.Н. 48 т/га 62,7 19,3 48,6 32,9 163,5 40,9
Солома 4,4 т/га 60,2 25,2 47,4 36,5 169,3 42,3
Сидерат 10 т/га 54,2 20,1 49,8 38,4 162,5 40,6
Солома 4,4 т/га + сидерат 10 т/га 56,3 23,6 47,8 35,4 163,1 40,8
Альтернативная технология
^64Р24К40 + солома 4,4 т/га 66,0 25,5 47,6 34,5 173,6 43,4
^64Р24К40 + сидерат 10 т/га 58,1 28,8 50,7 44,6 182,2 45,6
К164Р24К40 + солома 4,4 т/га + сидерат 10 т/га 64,4 29,6 49,1 40,8 183,9 46,0
с 75% зерновых объясняется негативным влиянием метеоусловий вегетационного периода возделывания ячменя и овса, когда гидротермический коэффициент (ГТК) за июнь -середина июля 2002 г. изменялся от 0,0 до 0,9, а за май - середина июня 2003 г. - от 0,0 до 0,6. В засушливых условиях эффективность органических удобрений на песчаных почвах снижается, что подтверждается одинаковым выходом зерновых единиц, как от 80-120 т/га подстилочного, так и 54-81 т/га бесподстилочного навоза.
Таблица 4
Продуктивность зернокормового севооборота 2 с 75% насыщенностью зерновыми культурами
Системы удобрения Выход з.ед. по культурам, ц/га Всего з.ед., ц/га
кукуруза з/масса ячмень овес озимая рожь за севооборот за год
Интенсивная технология
П.Н. 80 т/га 63,9 19,3 14,2 27,9 125,3 31,3
П.Н 120 т/га 70,7 23,0 16,0 29,4 139,1 34,8
Б.Н. 54 т/га 67,0 21,6 14,4 25,6 128,6 32,2
Б.Н. 81 т/га 67,7 23,5 18,4 26,9 133,5 33,4
П.Н. 80 т/га + КшРб8К104 77,8 20,5 16,3 29,0 143,7 35,9
П.Н. 120 т/га + КшРб8Кю4 79,4 23,4 16,6 32,2 151,6 37,9
Б.Н. 54 т/га + N^68^04 72,6 22,6 16,6 29,5 141,3 35,3
П.Н. 81 т/га + ^48Рб8Кю4 75,7 26,7 16,6 31,4 150,4 37,6
Биологическая технология
П.Н. 40 т/га 61,9 18,7 14,2 24,2 119,0 29,8
Б.Н. 27 т/га 65,3 18,8 14,2 23,8 122,1 30,5
Солома 3 т/га 56,6 14,5 12,2 22,4 106,7 26,7
Сидерат 18 т/га 62,4 17,5 12,1 23,2 115,2 28,8
Солома 3 т/га + сидерат 18 т/га 60,4 19,0 11,8 24,6 115,8 29,0
Альтернативная технология
К148Р68К104 + солома 3 т/га 86,7 14,3 10,3 21,7 113,0 33,3
К148Р68К104 + сидерат 18 т/га 77,2 22,1 12,0 25,6 136,9 34,2
К148Р68К104 + солома 3 т/га + сидерат 18 т/га 79,4 23,5 11,5 23,9 138,3 34,6
Основной процент долевого участия в общем выходе зерновых единиц с гектара по интенсивной технологии в зернопропашном севообороте приходился на картофель и составил 45-48%, в зернокормовом 1 и 2 на кукурузу соответственно 35-38% и 50-54%. В зернопропашном севообороте по убывающей идет ячмень - однолетняя бобово-злаковая смесь - озимая рожь. В зернокормовом 1 люпин на зеленую массу - озимая рожь -ячмень и в зернокормовом 2 озимая рожь - ячмень - овес. Причем, если в первых двух культурах севооборота (картофель или кукуруза и ячмень) процент долевого участия выше у бесподстилочного навоза, то в третьей и четвертой (сераделло-овсяная смесь и озимая рожь) - у подстилочного. В зернокормовом севообороте с 75% зерновых такой закономерности не обнаружено по культурам, однако общая продуктивность с подстилочным навозом превосходит бесподстилочный.
Системы удобрения биологической технологии в большей степени увеличивали выход зерновых единиц от возделывания картофеля в зернопропашном (33-38%) и кукурузы на зеленую массу в зернокоромовом севообороте 1 и 2 (52-54% и 33-40%). Умеренные дозы навоза по выходу зерновых единиц превосходили солому, сидерат и их сочетание в зернокормовом севообороте 2, по другим они уступали или были одинаковы. Долевое участие остальных культур в общей продуктивности по севооборотам аналогично интенсивной технологии.
По альтернативной технологии в зернокормовом севообороте 2 в общей продуктивности больше половины представлено кукурузой на зеленую массу (56-77%), в зернопропашном - картофелем (41-47%) и в зернокормовом 1 кукурузой (32-38%). Принцип долевого участия остальных культур в изучаемых севооборотах такой же, как и по другим технологиям. Во всех севооборотах преимущество по продуктивности получено от совместного применения минеральных удобрений с сидератом и соломой + сидерат.
Поступление пожнивно-корневых остатков в почву зависело от структуры севооборотов, применения доз органических и минеральных удобрений. В зернопропашном севообороте структура составлена так, что все культуры практически
поровну представлены в общей сумме пожнивно-корневых остатков (ПКО). В зернокормовом севообороте 1, с 50% насыщенностью зерновыми, больше всего пожнивно-корневых остатков накоплено от люпина и кукурузы на зеленую массу. При 75% насыщенности зерновыми - в большей степени за счет кукурузы на зеленую массу, поровну от озимой ржи и меньше от ячменя.
Так за зернопропашной севооборот в среднем по органической системе удобрения интенсивной технологии накоплено 10,7-11,2 т/га пожнивно-корневых остатков, а по органо-минеральной - в 1,2-1,3 раза больше. Разницы по видам навоза не отмечено. От систем удобрения биологической технологии получено 10,0-12,1 т/га ПКО, при меньшей величине от умеренных доз навоза и большей от соломы, сидерата и их сочетания. Альтернативная технология обеспечила такое же накопление пожнивно-корневых остатков (12,9-14,0 т/га) как и органо-минеральная система интенсивной технологии.
В зернокормовом севообороте, при 50% насыщенности зерновыми, растительных остатков больше оставлено по органо-минеральной системе, затем идет органическая интенсивной технологии и альтернативная технология. При биологизации земледелия пожнивно-корневых остатков меньше относительно других технологий (табл. 5).
От насыщения севооборота зерновыми на 75% отмечено снижение растительных остатков на 30-37% в результате действия и последействия подстилочного навоза по всем системам удобрения изучаемых технологий. От бесподстилочного навоза оно было меньшим: по интенсивной технологии органическая система снизила на 22 и 16% и органо-минеральная - на 28 и 22%, органическая по биологической технологии на 25%. Получено одинаковое накопление пожнивно-корневых остатков от систем удобрения альтернативной (9,04-9,97 т/га), биологической (8,70-9,80 т/га) технологий. Несколько больше растительных остатков осталось от культур, возделываемых по органической системе удобрения (9,34-11,11 т/га) и максимум по органо-минеральной системе (9,7611,90 т/га) интенсивной технологии.
Таблица 5
Накопление пожнивно-корневых остатков в зависимости от севооборота
Система удобрения ПКО, т/га за севооборот
зерно-пропашной зернокормовой с 50% насыщенностью зерновыми зернокормовой с 75% насыщенностью зерновыми
Интенсивная технология
Органическая 2 дозы навоза 10,9 10,7 14,1 13,4 9,34 10,38
Органическая 3 дозы навоза 10,7 11,2 14,4 13,2 9,69 11,11
Органо-минеральная 2 дозы навоза + №К 13,8 15,5 9,76
14,1 15,8 11,48
Органо-минеральная 3 дозы навоза + №К 13,5 14,2 15,6 15,3 10,54 11,90
Биологическая технология
Органическая 1 доза навоза 10,0 10,6 12,7 13,1 8,71 9,80
Солома 11,6 13,6 9,11
Сидерат 11,4 13,3 9,26
Солома с сидератом 12,1 14,1 9,09
Альтернативная технология
Минеральная + солома 12,9 13,7 9,04
Минеральная + сидерат 13,7 14,9 9,97
Минеральная + солома + сидерат 14,0 14,7 9,71
Примечание: над чертой значение по П.Н.; под чертой значение по Б.Н.
На основании обобщения результатов исследований в условиях Нечерноземной зоны усредненные коэффициеты гумификации пожнивно-корневых остатков следующие: люпин - 0,18; зерновые и зернобобовые культуры, кукуруза - 0,10; картофель, корнеплоды -0,05 [9].
За счет гумификации пожнивно-корневых остатков зернопропашного севооборота и зернокормовго 2 органическое вещество почвы пополнилось на 18-29% от систем удобрения интенсивной технологии с подстилочным навозом, тогда как в зернокормовом 1 - на 28-38%. В случае применения бесподстилочного навоза аналогичный показатель составил в зернопропашном - 23-36%, зернокормовом 1 - 33-46% и максимально в зернокормовом 2 - 36-50%.
По биологической технологии доля ПКО в процентном отношении выросла: при внесении умеренной дозы подстилочного навоза она колебалась от 38 до 67% с меньшей величиной в зернокормовом 2 и большей в зернопропашном; с бесподстилочным навозом - от 46 до 62%, где большая величина свойственна зернокормовому 2 и меньшая -зернопропашному.
Пополнение органического вещества через ПКО при использовании соломы, сидерата и их сочетания увеличивалось соотвественно до 66-74%, 76-94% и 56-72%. Больший процент долевого участия ПКО получен по зернокормовому севообороту с 50% зерновых и меньший - по зернопропашному.
Системы удобрения альтернативной технологии по гумификации пожнивно-корневых остатков и их участия в поддержании уровня плодородия почвы ближе к системам удобрения биологической технологии, как в процентном отношении, так и по приоритетности севооборотов.
Заключение. Таким образом, в зернопропашном севообороте значимых различий по продуктивности между видами навоза не установлено. Выход зерновых единиц с
гектара выше на 7-10 ц при совместном использовании органических и минеральных удобрений, чем по одним органическим. От внесения максимальных доз навоза адекватного роста продуктивности не выявлено. Выход зерновых единиц за севооборот от систем удобрения биологической технологии приравнивается к органической, а альтернативной технологии - к органо-минеральной системе интенсивной технологии.
В зернокоромовых севооборотах выявлено положительное влияние на продуктивность органо-минеральной системы удобрения с обоими видами навоза относительно органической: дополнительно за севооборот получено от 20 до 40 ц/га зерновых единиц. Внесение подстилочного навоза оказалось эффективнее бесподстилочного при 50% насыщенности зерновыми: по органической системе прирост составил 13-20 ц/га и по органо-минеральной 3-6 ц/га зерновых единиц. Преимущество подстилочного навоза над бесподстилочным в севообороте 2 не существенно: по органической системе оно колебалось от минус 3,3 до плюс 5,6 ц/га и по органо-минеральной - от 1,2 до 2,4 ц/га зерновых единиц. Таким образом, максимальная насыщенность (75%) севооборота зерновыми не лучший вариант для сельхозпроизводителя, учитывая продолжительность (1,5-2,0 г) последействия органических удобрений и периодически повторяющиеся засушливые условия вегетации возделываемых культур в Нечерноземной зоне. Увеличение доз навоза в органической и органо-минеральной системах удобрения технологий возделывания не приводило к существенному росту продуктивности зернокормовых севооборотов.
Анализируя данные по пожнивно-корневым остаткам за севооборот отмечаем, что максимальная величина получена по зернокормовому 1, с 50% насыщенностью зерновыми, от систем удобрения изучаемых технологий. Самое низкое их накопление при 75% насыщенности зерновыми, а зернопропашной севооборот занимает промежуточное положение (см. табл. 5). В абсолютных величинах по количеству органического вещества, которое поступало в почву в результате гумификации ПКО, выделяется зернокормовой севооборот: кукуруза на з/массу - ячмень - люпин на з/массу - озимая рожь с преимуществом систем удобрения интенсивной технологии (1,50-1,78 т/га), затем альтернативной (1,54-1,70 т/га) и биологической (1,43-1,61 т/га).
ЛИТЕРАТУРА
1. Белоус, Н.М. Плодородие дерново-подзолистых песчаных почв, баланс питательных веществ при разных системах удобрения / Н.М. Белоус, М.Г. Драганская, В.Ф. Шаповалов // Научные труды Брянской ГСХА. 2005. - Вып. 2. - С. 341-347.
2. Богдевич, И.М. Агрохимические пути повышения плодородия дерново-подзолистых почв. Автореф. дис. д-ра с.-х. наук. М.: ВИУА. 1992. - 72 с.
3. Курмышев, Н.А. Значение систем удобрений и севооборота в регулировании гумусового режима дерново-подзолистой почвы в условиях интенсивного земледелия // Агрохимия. 1996. - № 12.- С. 10-16.
4. Сычев, В.Г. Основные ресурсы урожайности сельскохозяйственных культур и их взаимосвязь. // М.: ЦИНАО. 2003. - 228 с.
5. Тулин, С.А. Влияние внесения навоза и минеральных удобрений на продуктивность культур в звеньях севооборота на дерново-подзолистых почвах Брянского Полесья // Агрохимия. 1992. - № 11. - С. 80-88.
6. Мерзлая, Г.Е. Оптимизация сочетаний органических и минеральных удобрений при длительном их применении // Использование удобрений и биоресурсов в современном земледелии. Владимир. 2002. - С.197-198.
7. Новиков, М.А. Исследование вопросов эффективного использования различных видов и форм органических удобрений. Автореф. дис... д-ра с.-х. наук. М. 1994. - 42 с.
8. Панников, В.Д. Почва, климат. удобрения и урожай / В.Д. Панников, В.Г. Минеев // М.: Агропромиздат. 1987. - С. 328-331.
9. Жуков, А.И. Регулирование баланса гумуса в почве / А.И. Жуков, П.Д. Попов / М.: Росагропромиздат. 1988. - 40 с.
PRODUCTIVITY OF CROP ROTATION IN RELATION WITH TECHNIQUES OF APPLYING FERTILIZERS IN CROP CULTIVATION
M.G. DRAGANSKAYA Novozybkov All - Russian Research Institute of Agriculture
N.M. BELOUS, S.A. BELCHENKO The Bryansk State Agricultural Academy
The effect of various techniques of applying fertilizers on cultivation of crops in relation with crop rotation and their role in accumulation of afterharvesting root residues was studied. Key words: fertilizers, productivity, after harvesting root residues, humification.
