CC BY
54
УДК 631.45:631.581:635.21
РАЗЛИЧНЫЕ СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ В МАЛОПОЛЬНЫХ СЕМЕНОВОДЧЕСКИХ СЕВООБОРОТАХ КАРТОФЕЛЯ
А.А Молявко
На основе биологизированных севооборотов, клеверо и -люпиносеяния, оптимальных систем удобрения разработаны агроэкологические подходы стабилизации производства картофеля в новых условиях хозяйствования
Ключевые слова: картофель, удобрения, севооборот, корневые остатки, урожайность.
Представляем методы и результаты исследований биологической активности почвы, накопления пожнивных остатков, развития корневой системы, урожайности картофеля и выноса питательных веществ растениями в севооборотах с укороченными ротациями при различных системах удобрения. Рассматривая землеустройство и схемы чередования культур в севооборотах в качестве важнейшего средства территориальной дифференциации землепользования на принципах адаптивности, следует особо учитывать и специфику средообразующих возможностей разных видов растений [3].
Кроме того, в современных условиях в связи с изменением структуры земельных угодий хозяйств, а также в соответствии с требованиями рыночной экономики все системы земледелия требуют пересмотра. В отличие от крупных многоотраслевых хозяйств, где используются большей частью многопольные плодосменные севообороты, крестьянские хозяйства, в большинстве своем наделенные сравнительно небольшой земельной площадью, не могут иметь многопольных севооборотов [4].
Однако малопольные севообороты, особенно картофельной специализации, изучены недостаточно.
Исследования проводили с 1981 г. на дерново-подзолистой супесчаной почве в трех севооборотах: 1/ Картофель, ячмень с подсевом клевера (NöoPöoKöo), клевер (Р30К30); 2/ Картофель, ячмень (^0Р60К60), люпин на зеленый корм (Р60К60); 3/ Картофель, кукуруза на силос (^20Р120К120), ячмень (^0Р60К60). Схема удобрения картофеля приведена в табл. 1. Использовали сорта: картофеля Раменский, кукурузы Стерлинг и Буковинская ЗТВ, люпина Быстрорастущий 4, ячменя Эльгина, клевера Стародубский местный.
Перед закладкой опыта в слоях почвы 0-20 см и 20-40 см содержалось гумуса (по Тюрину) 0,89-1,13 и 0,66-1,04%, легкогидролизуемого азота (по И.В. Тюрину - М.М. Кононовой) 2,6-5,2 и 1,5- 4,6 мг/100 г почвы, подвижного фосфора (по А.Т. Кирсанову) 14,3-33,2 и 11,6-34,0 мг/100 г почвы, обменного калия (по А.А. Масловой) 10,2-16,2 и 8,015,3 мг/100 г почвы, рН солевой вытяжки на приборе ЭВ-74 5,3-7,45 и 5,6-7,49, гидролитическая кислотность (по Каппену) 0,46-1,12 и 0,45-1,07 м.экв./100 г почвы, сумма поглощенных оснований (по Каппену-Гильковицу) 3,19-9,54 и 2,3-8,63 м.-экв./100 г почвы. В опыте применяли компост (ТНК), приготовленный на основе торфа и безподстилочного жидкого навоза (1:1) с содержанием N-0,58%, Р2О5- 0,27% и К2О- 0,15%, аммиачную селитру, суперфосфат и калийную соль. Фосфорно- калийные удобрения вносили осенью, азотные - весной.
Биологическую активность почвы определяли по выделению углекислоты методом В.И. Штатнова (1952).
В период цветения отбирали корни картофеля с глубины до 40 см (З.А. Дмитриева, М.Г. Автомеенко, 1974) с последующей отмывкой на сите диаметром 1 мм. Определяли их массу, объем (см3), общую и рабочую поглощающие поверхности (м2) методом Сабинина и Колосова.
Для изучения выноса питательных веществ в сухих пробах ботвы и клубней определяли общий азот и фосфор - колориметрически, калий - методом пламенной фотометрии (К.П. Фоменко и др.,1973).
В течение 2000-2005 гг. в ФГУП «Первомайское» Почепского района Брянской области проводили исследования в трех севооборотах: 1. Узколистный люпин на зеленый корм - озимая пшеница на зерно - картофель - корнеплоды - ячмень; 2. Узколистный люпин на зеленый корм - озимая пшеница на зерно + поукосно озимая рожь на зеленое удобрение - картофель - корнеплоды - ячмень; 3. Озимая пшеница на зерно - узколистный люпин на зеленое удобрение - картофель - корнеплоды - зернобобовые.
Почва серая лесная суглинистая. Основные агрохимические показатели пахотного слоя: содержание гумуса (по Тюрину) - 1,77%, подвижного фосфора (по Кирсанову) 20 мг/100 г почвы, обменного калия (по Масловой) - 25 мг/100 г почвы, рН солевое 5,1, гидролитическая кислотность (по Каппену) - 2,12 м.экв./100 г почвы, сумма поглощенных оснований (по Каппену-Гильковицу) - 7,7 м.экв./100 г почвы.
В первом севообороте с 60 т/га навоза поступило в почву: N - 270, Р- 150, К- 360 кг/га, во втором - с надземной и корневой массой озимой ржи: N - 60, Р- 12, К- 75 кг/га, в третьем - с надземной и корневой массой люпина: N - 202, Р- 31, К- 172 кг/га.
Использовали сорта картофеля: Брянский деликатес и Рождественский -среднеранние, Аспия - среднеспелый. Высаживали картофель во всех севооборотах 12-18 мая сажалкой СН-4Б с густотой 57 тыс.шт./га. Глубина посадки 6-8 см. Класс семенного материала - супер-суперэлита в 2002 г., суперэлита в 2003 г., в 2004 г. - элита.
В производственном опыте 2005 г. высаживали сорт Невский (суперэлита) -скоростной сажалкой КСМ-4. Производственные испытания проводили на площади 38 га, из которых узколистный люпин заделывали под картофель на площади 19 га. Убирали картофель спустя 14 дней после уничтожения ботвы.
Основным источником органического вещества, поступающего в почву, кроме органических удобрений, служат надземные и корневые остатки возделываемых культур, которые оказывают большое влияние на восполнение потерь гумуса из почвы, а также на ее пищевой режим [1,5].
В зависимости от удобрений и предшественника после уборки в почве остается ежегодно от 2,2 до 5,2 т/га, корневых и пожнивных остатков (табл. 1). При внесении удобрений предшественники картофеля формировали более высокий урожай и соответственно оставляли больше органических остатков. Например, на неудобренном варианте урожай зеленой массы клевер составил 387 ц/га, растительных остатков - 30,7 ц/га, в то время как при внесении под картофель 60 т/га ТНК + ^0Р90К120 - соответственно 494 и 48,4 ц/га. В среднем за 3 года на удобренных вариантах количество корневых и пожнивных остатков клевера возросло по сравнению с контролем на 6,3-20,8 ц/га, люпина - на 0,8-9,3 и ячменя - на 3,7-12,7 ц/га.
При внесении ТНК отдельно и в сочетании с минеральными удобрениями, общее количество послеуборочных остатков здесь составляло по ТНК 30-90 т/га от 37,0 до 45,1 ц/га, по N9^9^120 - 36,1 ц/га, по ТНК 30-90 т/га + N^9^120 - 44,6 - 51,5 ц/га. Это значительно больше чем оставляют пожнивно-корневых остатков люпин (29,6-38,1 ц/га) и ячмень (25,6-34,6 ц/га).
Состав растительных остатков, характеризующийся соотношением корневой и пожнивной массы, значительно различался по культурам. У ячменя пожнивных остатков более чем в 2 раза больше чем корневых, у люпина - в 1,5 раза, у клевера соотношение приближается 1:1.
Растительные остатки предшественников картофеля весьма существенно отличались по химическому составу. Азотом более богаты корни и жнивье клевера (2,60-2,75 и 2,332,82%) и люпина (2,68-3,19 и 2,19-2,55%). Меньше этого элемента в остатках ячменя (1,051,50% в корнях и 1,37-1,83% в стеблях). Калия и фосфора больше содержится в остатках клевера и люпина, значительно меньше у ячменя.
Значительное накопление послеуборочных остатков, особенно клевера и люпина, не только способствовало накоплению гумуса в почве, улучшению других агрохимических и физических свойств, но и повышению ее биологической активности.
Таблица 1
Урожайность предшественников картофеля и количество пожнивно-корневых остатков
в зависимости от систем удобрения картофеля в первой ротации севооборотов _(среднее за 3 года 1983-1985 гг.), ц/га_
№ п/п Вариант удобрения картофеля Урожай основной продукции Абсолютно сухое вещество растительных остатков
клевер люпин ячмень клевер люпин ячмень
зерно солома корневые пожнивные корневые пожнивные корневые пожнивные
1 Без удобрений (контроль) 387 343 14,1 26,1 14,5 16,2 12,2 16,6 6,5 15,4
2 30 т/га ТНК 435 351 17,1 33,0 18,7 18,3 12,6 17,0 7,8 17,8
3 60 т/га ТНК 460 368 18,9 37,5 20,6 19,7 15,3 20,7 8,3 18,2
4 90 т/га ТНК 478 379 20,5 40,2 22,7 22,4 15,6 21,5 9,5 20,9
5 ^0Р90К120 396 354 15,1 28,3 18,0 18,1 13,0 18,9 7,3 17,1
6 30 т/га ТНК+ ^0Р90К120 463 369 16,7 29,8 22,2 22,4 13,7 19,0 9,5 18,8
7 60 т/га ТНК+ ^0Р90К120 494 381 20,0 35,5 23,5 24,9 14,5 20,8 10,7 20,0
8 90 т/га ТНК+ ^0Р90К120 510 386 19,6 38,5 24,6 26,9 15,5 22,5 11,2 23,4
НСР05,ц 17,137,8 14,034,8 1,742,7
Наиболее универсальный показатель деятельности почвенных организмов -продуцирование ими углекислоты или «дыхание» почвы [2]. В наших исследованиях этот показатель сильно изменялся в зависимости от фазы вегетации картофеля, погодных условий и применения удобрений. Если в 1984г. интенсивное «дыхание» почвы происходило в фазу всходов, снижаясь постепенно к цветению и формированию урожая, то в 1985 г., максимальное продуцирование СО2 приходилось на цветение, а минимальное - на всходы. В 1986 г. максимальную биологическую активность почвы также наблюдали в фазе цветения, которая уменьшалась к периоду всходов и созреванию клубней. Такое колебание биологической активности почвы связано со степенью ее увлажнения в определенные периоды, поскольку как недостаток, так и избыток влаги замедляет продуцирование углекислоты. Удобрения усиливали этот процесс во всех севооборотах и фазах вегетации, причем органические удобрения влияли больше, чем минеральные.
В фазе всходов и цветения наибольшее продуцирование углекислоты почвой наблюдалось под картофелем при размещении его по клеверу, а в период массового накопления урожая несколько большей активностью обладала почва при размещении картофеля по ячменю.
Не только удобрения и предшественники оказывали влияние на биологическую активность почвы, но и метеорологические условия вегетационных периодов. Так, при частых засушливых периодах 1986 г. отмечено самое низкое продуцирование углекислого газа, которое составило в среднем за вегетацию по трем севооборотам 81,4 кг/га в сутки, что значительно меньше этого показателя в 1984 и 1985 годах (114,1 и 107,8 кг/га соответственно).
Удобрения увеличивали объем корней, их массу, общую и рабочую поглощающие поверхности. Так, в среднем за 3 года объем корней одного куста при внесении удобрений возрастал на 10,4-72,8% в севообороте с клевером, на 19,0-66,2% - с люпином и на 14,974,7% - с кукурузой ( табл.2). Под влиянием удобрений изменялась и адсорбирующая
поверхность: от 30,6 м2 в контроле до 32,3-43,6 м2 на удобренных вариантах после
22 клевера, от 22,7 до 24,0-32,9 м - после люпина и от 23,1 до 25,7 - 34,2м после ячменя.
Рост адсорбируюшей рабочей поверхности под действием удобрений составил 1,5-5,3 м2 в
севообороте с клевером, 0,3-3,5 м2 и 0,7-4,2 м2 в севооборотах с люпином и кукурузой.
Вместе с тем, поглотительную активность корней растения наиболее полно характеризует удельная поглощающая поверхность (адсорбирующая поверхность 1 см3 объема живого корня, м2/ см3). Максимальным этот показатель отмечен во всех
севооборотах в вариантах без удобрений. При их внесении он постепенно уменьшался. Аналогично изменилась и рабочая удельная поглощающая поверхность в севооборотах с люпином и клевером, но не всегда при возделывании картофеля после ячменя.
Одним из основных показателей, по которому судят о величине потребления питательных веществ картофелем и рассчитывают дозы удобрений на запланированный урожай с учетом запасов элементов питания в почве, является их вынос на единицу основной продукции с учетом непродуктивной ее части. Существенное влияние здесь оказывают погодные условия, удобрения и предшественники. Так, если вынос калия при размещении картофеля после клевера в 1984 г составлял 97-111 кг, после люпина -98-111 кг и после ячменя - 94-118 кг на 100 ц клубней, то в 1985 г эти показатели соответственно были 50-69, 53-68 и 47-68 кг. За годы исследований влияние удобрений на вынос питательных веществ определялось севооборотом. Оптимальным по урожаю клубней и затратам элементов пи-тания на единицу основной продукции оказалось размещение картофеля по клеверу (табл. 3).
Таблица 2
Развитие корневой системы картофеля в зависимости от удобрений и предшественника во второй ротации севооборотов (среднее за 1984-1986 гг.)
Вариант Объем корней, см3 Масса, г Адсорбирующая поверхность, м2
естественной влажности сухих общая рабочая удельная м2/см3
общая рабочая
По клеверу
1 29,8 29,7 2,56 30,6 9,5 1,03 0,32
2 32,9 33,9 2,70 32,3 11,0 0,98 0,33
3 37,6 37,6 2,95 34,0 11,3 0,90 0,30
4 39,0 39,6 3,05 35,1 12,1 0,90 0,31
5 41,9 42,5 3,33 41,7 13,6 1,00 0,32
6 50,0 48,7 4,37 42,1 14,4 0,84 0,29
7 51,5 50,1 4,36 43,6 14,8 0,85 0,29
8 48,7 48,0 4,75 39,7 13,4 0,82 0,28
По люпину
1 23,1 23,9 1,73 22,7 6,9 0,98 0,30
2 27,5 27,2 1,99 24,0 7,2 0,87 0,26
3 30,4 31,1 2,23 26,3 8,3 0,87 0,27
4 32,4 32,3 2,37 28,6 9,0 0,88 0,28
5 35,5 34,7 2,49 30,9 9,0 0,87 0,25
6 38,1 37,7 3,03 31,3 10,0 0,82 0,26
7 38,4 38,5 3,22 32,9 10,4 0,86 0,27
8 37,0 36,7 3,33 27,5 10,0 0,74 0,27
По ячменю
1 22,1 22,3 2,01 23,1 7,4 1,05 0,33
2 25,4 25,4 2,30 25,7 8,1 1,01 0,32
3 29,5 28,4 2,89 26,7 9,3 0,91 0,32
4 29,8 28,9 3,21 29,1 10,0 0,98 0,34
5 31,7 31,6 3,20 30,1 10,3 0,95 0,32
6 34,8 35,4 3,31 32,9 11,4 0,95 0,33
7 35,3 34,8 3,49 32,8 11,6 0,93 0,33
8 38,6 38,3 3,82 34,2 11,1 0,87 0,29
Коэффициенты использования питательных веществ растениями картофеля из удобрений определялись их видом, нормой внесения, погодными условиями и предшественником. Наиболее высокими коэффициенты использования азота, фосфора и калия картофелем были из минеральных удобрений при их отдельном внесении, которые в среднем за 2 года в зависимости от предшественника составили: азота - 45,1- 51,7%, фосфора - 7,5-11,7% и калия - 39,8-57,9%.
С увеличением доз компоста коэффициенты использования питательных веществ снижались как при его отдельном внесении, так и совместно с К9оР9оК12о. Лучше всего
использовался из удобрений калий, хуже - фосфор удобрений, особенно при размещении картофеля по ячменю.
Таблица 3
Урожайность картофеля в зависимости от применения удобрений во второй ротации севооборотов (среднее за 1984-1986 гг.), ц/га
Вариант Севообороты
картофель-ячмень +клевер-клевер картофель-ячмень-люпин на зеленый корм картофель-кукуруза-ячмень
1 202 176 179
2 230 200 207
3 239 209 215
4 247 218 220
5 257 233 234
6 278 256 255
7 286 269 271
8 291 273 275
НСР05 для частных значений 14,0-36,0 ц
НСР05 для севооборотов 5,4-11,4 ц
На серой лесной почве с надземной массой и корневыми остатками узколистного люпина поступало в почву 202 кг/га азота, 31 кг/га фосфора и 172 кг/га калия; с озимой рожью соответственно: 60,12 и 75 кг/га. При использовании узколистного люпина для удобрения можно уменьшить дозу минеральных удобрений на К60Р50К40 без существенного снижения урожайности различных сортов картофеля (табл. 4). При заделке под картофель зеленой массы и корневых остатков озимой ржи можно уменьшить по сравнению с обычным предшественником (озимой пшеницей на зерно) дозу минеральных удобрений на ^0Р20К20 без ощутимого снижения урожайности картофеля.
Таблица 4
Урожайность сортов картофеля в зависимости от севооборотов, ц/га
Предше ственники Урожай по годам
2002 2003 2004 среднее
сорт Брянский деликатес
Озимая пшеница на зерно 284 338 350 324
Озимая рожь на сидерат 240 297 305 287
Узколистный люпин на сидерат 292 362 360 338
НСР05,Ц 10,3 6,6 11,0
сорт Рождественский
Озимая пшеница на зерно 182 330 340 284
Озимая рожь на сидерат 167 303 300 257
Узколистный люпин на сидерат 314 346 365 308
НСР05,ц 10,2 7,6 6,0
сорт Аспия
Озимая пшеница на зерно 172 319 352 279
Озимая рожь на сидерат 160 278 335 258
Узколистный люпин на сидерат 192 346 373 304
НСР05,ц 6,1 8,3 19,0
В ФГУП «Первомайское» в 2005г. урожайность картофеля сорта Невский после озимой пшеницы на зерно составила 288 ц/га, после узколистного люпина на сидерат -275 ц/га.
Таким образом, для серой лесной почвы в малопольных картофелеводческих севооборотах наиболее выгодно использовать в качестве зеленого удобрения узколистный люпин.
On a basis the biologize of crop rotations, a clover and - lyupinoseyaniye, optimum systems of fertilizer are developed agroecological approaches of stabilization of production of potatoes in new conditions of managing
Key words: potatoes, fertilizers, crop rotation, root remains, productivity.
Список литературы
1. Егоров В.В. Органическое вещество почвы и ее плодородие.//Вестник с.-х. науки, 1978, №5, с.15-25.
2. Жабюк Ф.В. Интенсивность дыхания дерново-подзолистой почвы как показатель ее биологической активности. В кн.: Микробиологические процессы в почвах и урожайность с.-х. культур. Матер. к республ. конф. Вильнюс, 1978,с.112-113.
3. Жученко А.А. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйств (концепция). Пущино, 1994.-148 с.
4. Котлярова О.Г., Черенков В.В., Джумшудов И.Ж. Севообороты для крестьянских хозяйств.//Земледелие,1994,№ 3,с.31-32.
5. Лыков А.М. Воспроизводство плодородия почв в Нечерноземной зоне. М., Россельхозиздат,1982, 143 с.
Об авторе
Молявко А.А. - доктор сельскохозяйственных наук, профессор ГНУ ВНИИКХ им. А.Г. Лорха, [email protected]
