CC BY
13УДК 631.81
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ НА
СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ ОПОЛЬЯ
В.В. Окорков, д. с.-х. н., О.А. Фенова, к. с.-х. н., Л.А. Окоркова
— Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии E-mail: [email protected]
Представлены данные по сравнительной окупаемости различных систем удобрений на серых лесных почвах. При органоминеральной с полным минеральным удобрением и соответствующей минеральной системами удобрений их окупаемость близкая. Окупаемость действующего вещества одних органических и фосфорно-калийных удобрений, их сочетания существенно более низкая.
Ключевые слова: почва,минеральная, органическая и органоминеральная системы удобрения, окупаемость удобрений, звено и ротация севооборота.
Применение органических удобрений во Владимирской области сократилось до 1,5-2,3 т/га [1]. В то же время исследованиями установлено, что для экологически безопасного ведения земледелия (бездефицитного баланса гумуса) необходимо применение 8-9 т/га органических удобрений на серых лесных почвах [2] и 10-15 т/га и выше - на дерново-подзолистых [3]. Также на порядок уменьшилось и применение минеральных удобрений. Пашня зарастает сорняками и мелколесьем. Земледелие ведется в основном на лучших почвах, что объясняет кажущийся рост урожайности возделываемых культур (табл. 1).
Для поддержания плодородия почв научно-исследовательские учреждения рекомендуют шире применять и другие источники органического вещества: севообороты; насыщенные
многолетними бобовыми травами до
40...50 %; запахивание измельченной соломы зерновых культур; различные виды сидерации; промежуточные по-укосные и пожнивные культуры.
Исследования [4] показали, что эффект от органических удобрений в первую очередь определялся содержа-
1. Внесение удобрений и урожайность области [1]
нием в них общего азота, 1 кг которого обеспечивал прибавку 6,2-10,0 кг зерн. ед. (в среднем 7,8), а 1 кг азота минеральных удобрений - 28,2-19,6 кг зерн. ед. С ростом доз внесения азота в составе полного минерального удобрения окупаемость 1 кг N закономерно снижалась. Поэтому нами были изучены возможные пути повышения эффективности применения органических удобрений.
Сравнительная эффективность различных систем удобрения исследована по результатам длительного стационарного опыта, заложенного в 1991-1993 гг. на серых лесных почвах Ополья.
В 1-й ротации 8-польного севооборота чередование культур было следующим: занятой пар (викоовсяная смесь) - озимая рожь - картофель -овес с подсевом трав (клевер + тимофеевка) - травы 1-го года пользования - травы 2-го года пользования - озимая рожь - яровой ячмень. Во 2-й ротации озимую рожь, высеваемую после трав, заменили яровой пшеницей; в 3-й ротации исключили пропашную культуру, а после занятого пара высевали пшеницу.
;рновых культур по Владимирской
Годы Органические удобрения, т/га Минеральные удобрения,кг/га д.в. Урожайность, ц/га
1976-1980 6,8 137 16,2
1981-1985 8,2 156 14,4
1986-1990 9,2 164 17,9
1991-1995 4,8 77,0 15,3
1996-2000 1,9 15,6 16,1
2001-2005 1,3 18,5 19,7
2006-2010 1,8 48 21,8
2011 2,3 32 19,4
Органические удобрения (дозы подстилочного навоза: первая 0, т/га; вторая - 40; третья - 60 и четвертая
- 80 т/га) вносили под озимую рожь (пшеницу) после уборки викоовсяной смеси.
В опыте применяли аммиачную селитру, двойной и простой суперфосфат и хлористый калий. Фосфорно-калийные удобрения вносили осенью под основную обработку почвы, азотные
- весной под предпосевную культивацию под однолетние травы и яровые зерновые, а также в подкормку озимых.
Во 2-й и 3-й ротациях изучали последействие извести, внесенной в 1991-1993 гг. в занятом пару.
При оценке эффективности минеральной, органической и органо-минеральной систем удобрения важно учесть то, что с повышением доз удобрений окупаемость единицы их д.в. снижается. На серых лесных почвах Ополья наиболее окупаемо полное минеральное удобрение [5].
Анализ данных таблицы 2 подтверждает, что за звено первой ротации севооборота окупаемость 1 кг д.в. удобрений наиболее высока при применении одинарной дозы NPK (соотношение элементов питания 1:1:1). С увеличением дозы в 2 раза окупаемость единицы д.в. в звене снижается с 8,9 до 6,9 кг зерн. ед. на 1 кг д.в. Окупаемость меньшей дозы Р140К140 против N140P140K140 (табл. 2 и 3) снижается с 8,9 до 3,4 кг зерн. ед. на 1 кг д.в. Те же закономерности в окупаемости удобрений выявлены как за всю первую ротацию, так и за вторую и третью ротации.
Для сравнительной оценки эффективности систем удобрения были проанализированы данные по их окупаемости в зависимости от размеров
2. Окупаемость удобрений по ротациям севооборотов, кг зерн. ед./кг д.в.
Вариант Окупаемость удобрений в 1-й ротации Окупаемость удобрений во 2-й ротации Окупаемость удобрений в 3-й ротации
за звено за ротацию за звено за ротацию за звено за ротацию
1. Контроль - - - - - -
2. Известь (фон - Ф) - - - - - -
3. Ф + РК 3,4 2,4 3,6 3,6 2,5 0,6
4.Ф + NPK 8,9 5,4 8,6 6,7 6,6 6,9
5.Ф + 2 NPK 6,9 4,2 5,6 4,3 4,8 5,2
6. Ф + навоз, 40 т/га (Н40) 3,5 3,8 3,6 6,6 2,9 3,2
7. Ф + Н60 4,3 4,9 3,1 5,4 2,4 2,6
8. Ф + Н80 3,3 3,2 2,5 4,0 1,8 2,2
9. Ф + Н40 + РК 2,2 2,0 2,9 3,6 2,4 2,5
10.Ф + Н40 + NPK 5,3 4,9 4,8 5,2 3,6 5,2
11.Ф + Н40 + 2 NPK 5,2 4,0 4,0 3,6 2,9 4,3
12.Ф + Н60 + РК 2,3 2,2 2,3 3,2 1,9 2,5
13. Ф + Н60 + NPK 4,7 4,3 4,3 5,0 2,8 4,4
14. Ф + Н60 + 2 NPK 4,0 3,4 3,6 3,3 2,8 4,0
15. Ф + Н80 + РК 2,0 2,2 2,4 3,4 1,8 2,5
16. Ф + Н80 + NPK 4,3 4,2 3,3 4,4 2,4 4,3
17. Ф + Н80 + 2 NPK 3,3 3,2 3,1 3,3 2,2 3,6
Примечание. В 1-й и 2-й ротациях приведены данные по окупаемости в среднем по трем полям, в 3-й - по первому полю.
3. размеры применения удобрений по ротациям севооборотов, ц д.в.
Вариант Окупаемость удобрений в 1-й ротации Окупаемость удобрений во 2-й ротации Окупаемость удобрений в 3-й ротации
за звено за ротацию за звено за ротацию за звено за ротацию
1. Контроль - - - - - -
2. Известь (фон - Ф) - - - - - -
3. Ф + РК 2,8 7,0 2,8 6,6 2,4 4,8
4.Ф + NPK 4,2 10,4 4,2 10,4 3,6 7,8
5.Ф + 2 NPK 8,4 20,4 8,4 20,0 4,8 15,2
6. Ф + навоз, 40 т/га (Н40) 5,2 5,2 4,9 4,9 4,8 4,8
7. Ф + Н60 7,8 7,8 7,3 7,3 7,2 7,2
8. Ф + Н80 10,4 10,4 9,8 9,8 9,6 9,6
9. Ф + Н40 + РК 8,0 12,2 7,7 11,5 7,2 9,6
10.Ф + Н40 + NPK 9,4 15,6 9,1 15,3 8,4 12,6
11.Ф + Н40 + 2 NPK 13,6 25,6 13,3 24,8 9,6 20,0
12.Ф + Н60 + РК 10,6 14,8 10,1 13,9 9,6 12,0
13. Ф + Н60 + NPK 12,0 18,2 11,5 17,7 10,8 15,0
14. Ф + Н60 + 2 NPK 16,2 28,2 15,7 27,3 12,0 22,4
15. Ф + Н80 + РК 13,2 17,4 12,6 16,4 12,0 14,4
16. Ф + Н80 + NPK 14,6 20,8 14,0 20,2 13,2 17,4
17. Ф + Н80 + 2 NPK 18,8 30,8 18,2 29,7 14,4 24,8
Примечание. Звено 1-й и 2-й 8-польных ротаций: озимая рожь - картофель - овес; звено 3-й 7-польной ротации: озимая пшеница - овес с подсевом трав - травы 1-го года пользования.
Взаимосвязь окупаемости удобрений за третью ротацию 7-польного севооборота с суммой внесенных удобрений за ротацию.
4. Уравнения взаимосвязи окупаемости 1 кг д.в. удобрений прибавкой (у - кг зерн. ед. на 1 кг д.в.) с суммой их применения (х - ц д.в.) за звено и ротацию севооборота
Вариант Уравнение взаимосвязи n t r r2
1-я ротация 8-польного севооборота
за звено у = 9,73 - 0,363 х 8 7,13 0,946 0,894
за ротацию у = 6,42 - 0,104 х 8 12,0 0,980 0,960
2-я ротация 8-польного севооборота
за звено у = 10,95 - 0,617 х 4 6,08 0,974 0,949
за ротацию у = 8,09 - 0,175 х 8 9,85 0,970 0,942
3-я ротация 7-польного севооборота
за звено у = 8,12 - 0,487 х 5 8,31 0,979 0,958
за ротацию у = 7,67 - 0,174 х 8 5,83 0,922 0,850
применения удобрений (табл. 3). При этом данные окупаемости были разбиты на две группы. В первую группу объединены варианты с полным минеральным удобрением и его сочетанием с органическими, во вторую - с одними фосфорно-калийными и одними органическими удобрениями и их сочетания (варианты 3, 6-8, 9,12,15).
Взаимосвязь окупаемости единицы д.в. в вариантах с полным минеральным удобрением и сочетания его с органическими удобрениями (у - кг зерн. ед. на 1 кг д.в.) с размерами действующего вещества удобрений за звено и ротацию севооборота (х - ц д.в.) описывалась уравнениями линейной регрессии (табл. 4, рисунок). С ростом
дозы применения удобрений она падала. Окупаемость удобрений во второй группе вариантов при одних и тех же размерах применения удобрений существенно более низкая (рисунок). Сравнение рассчитанных значений окупаемости для 2-й группы вариантов по взаимосвязи по 1-й группе с фактической окупаемостью дает представление о размерах ее снижения по сравнению с «эталонной», состоящей из полного минерального удобрения (соотношение N:P:K 1:1:1) и его сочетания с органическими. Видно, что за звено севооборота 1-й ротации эффективность фосфорно-калийных удобрений в 2,56 раз ниже теоретической для такой же дозы полного минерального удобрения (табл. 5).
По сравнению с полным минеральным удобрением и его сочетанием с навозом эффективность одних органических удобрений, внесенных в соответствующих дозах, ниже в 1,60-2,23 раза, а сочетания фосфорно-калийных с органическими удобрениями - в 2,45-
3,09 раза.
За 1-ю ротацию 8-польного севоо-
5. Сравнительные размеры изменения окупаемости удобрений (кг зерн. ед. на 1 кг д.в. удобрений) по ротациям севооборотов
Показатель Вариант (расшифровка дана в табл. 2 и 3)
3 6 7 8 9 12 15
1-я ротация 8-польного севооборота
Фактическая окупаемость 1 кг д.в. прибавкой за звено, ОЗ ' факт 3,4 3,5 4,3 3,3 2,2 2,3 2,0
Рассчитанная окупаемость 1 кг д.в. прибавкой за звено, ОЗ 8,7 7,8 6,9 6,0 6,8 5,9 4,9
ОЗ /ОЗ р факт 2,56 2,23 1,60 1,82 3,09 2,56 2,45
Фактическая окупаемость 1 кг д.в. прибавкой за севооборот, ОСфакт 2,4 3,8 4,9 3,2 2,0 2,2 2,2
Рассчитанная окупаемость 1 кг д.в. прибавкой за севооборот, ОСр 5,7 5,9 5,6 5,3 5,2 4,9 4,6
ОС /ОС. р факт 2,38 1,55 1,14 1,66 2,60 2,23 2,09
2-я ротация 8-польного севооборота
Фактическая окупаемость 1 кг д.в. прибавкой за звено, ОЗ ' факт 3,6 3,6 3,1 2,5 2,9 2,3 2,4
Рассчитанная окупаемость 1 кг д.в. прибавкой за звено, ОЗ 9,2 7,9 6,4 4,9 6,2 4,7 3,2
ОЗ /ОЗ р факт 2,56 2,19 2,06 1,96 2,14 2,04 1,33
Фактическая окупаемость 1 кг д.в. прибавкой за севооборот, ОСфакт 3,6 6,6 5,4 4,0 3,6 3,2 3,4
Рассчитанная окупаемость 1 кг д.в. прибавкой за севооборот, ОСр 6,9 7,2 6,8 6,4 6,1 5,7 5,2
ОС /ОС. р факт 1,92 1,10 1,26 1,60 1,69 1,78 1,53
3-я ротация 7-польного севооборота
Фактическая окупаемость 1 кг д.в. прибавкой за звено, ОЗ ' факт 2,5 2,9 2,4 1,8 2,4 1,9 1,8
Рассчитанная окупаемость 1 кг д.в. прибавкой за звено, ОЗ 7,0 5,8 4,6 3,5 4,6 3,5 2,3
ОЗ /ОЗ р факт 2,80 2,00 1,92 1,94 1,92 1,84 1,28
Фактическая окупаемость 1 кг д.в. прибавкой за севооборот, ОСфакт 0,6 3,2 2,6 2,2 2,5 2,5 2,5
Рассчитанная окупаемость 1 кг д.в. прибавкой за севооборот, ОСр 6,8 6,8 6,4 6,0 6,0 5,6 5,2
ОС /ОС. р факт 11,3 2,12 2,46 2,73 2,40 2,24 2,08
борота отношение ОС p/ОС по срав-
нению с ОЗ /ОЗА снижается за счет
р' факт
продолжающегося последействия органических удобрений, но оно остается выше 1.
Взаимосвязь окупаемости удобрений за третью ротацию 7-польного севооборота с суммой внесенных удо-
брений за ротацию, представлена в графике.
Подобные закономерности в изменении окупаемости удобрений за звено и ротацию севооборота установлены во 2-й и 3-й ротациях (табл. 5).
В целом установлены следующие особенности в окупаемости удобрений:
1. В вариантах использования полного минерального удобрения и его сочетания с органическими с ростом уровня применения удобрений она закономерно снижается по линейной зависимости как за звено, так и ротацию севооборота. При этом она остается более высокой, чем в вариантах без азотных минеральных удобрений;
2. В вариантах применения одних фосфорно-калийных, органических удобрений и их сочетания отношения ОЗ /ОЗ и ОС /ОС выше 1,
р факт р факт
что свидетельствует о более низкой эффективности этих систем удобрения по сравнению с полной минеральной и органоминеральной в сочетании с азотными удобрениями;
3. В вариантах применения одних органических удобрений с ростом их доз отношения ОСр/ОСфакт закономерно увеличиваются, подтверждая более высокую эффективность невысоких оптимальных доз внесения органики;
4. В вариантах применения органических удобрений совместно с фосфорно-калийными с ростом доз первых отношения ОЗ /ОЗ и ОС /ОС
р факт р факт
закономерно уменьшаются, что свидетельствует о повышении их окупаемости. Оно обусловлено уменьшением доли фосфорно-калийных удобрений, характеризующихся более низкой окупаемостью в сравнении с азотными удобрениями, в общих размерах внесенных элементов питания.
Таким образом, более низкая окупаемость действующего вещества одних органических удобрений в сравнении с полным минеральным удобрением и их сочетанием связана с тем, что накопленный с осени нитратный азот весной передвигается с талыми водами в более глубокие слои и в меньшей мере участвует в формировании структурных элементов (степень кущения, число зерен в колосе), обеспечивающих высокий урожай возделываемых культур. Вносимые весной азотные удобрения способствуют повышению степени кущения зерновых, формированию большего числа цветков в колосе, а передвинувшиеся вглубь нитраты органических удобрений обеспечивают улучшение питания растений азотом в более поздние фазы роста и развития их, что ведет преимущественно к повышению содержания сырого белка в зерне. Отметим также, что при предложенных органоминеральных системах удобрения эффективность использования органических удобрений может повышаться не на 10-15 %, а на 10-
Литература
1. Ненайденко Г.Н., Гусев В.В. Удобрения и другие факторы развития АПК Владимирской области. - Иваново, 2012. - 392 с.
2. Окорков В.В. Удобрения и плодородие серых лесных почв Владимирского ополья. - Владимир ВООО ВОИ,
2006. - 356 с.
3. Лукин С.М. Агроэкологическое обоснование систем применения удобрений в севообороте на дерновоподзолистых супесчаных и песчаных
почвах. Автореф. дисс....доктора биологических наук. - М., 2009. - 49 с.
4. Окорков В.В., Ненайденко Г.Н. Научно-техническое обоснование технологий экологически безопасного использования местных органических удобрений на серых лесных почвах
Владимирского ополья. Владимир, 2010. - 92 с.
5. Окорков В.В. Удобрения, плодородие и урожай на серых лесных почвах Владимирского ополья - Суздаль: Владимирский НИИСХ, 2001. - 337 с.
V. V. Okorkov, O.A.Fenova, L.A.Okorkova. COMPARATIVE EFFICIENCY OF SYSTEMS OF FERTILIZER ON GRAY FOREST SOILS OF OPOLYA
Are submitted data on comparative payback of various systems of fertilizers on gray forest soils. At organomineralny with full mineral fertilizer and corresponding mineral systems of fertilizers their payback is close. Payback of active ingredient of one organic and phosphorus-potassium fertilizers, their combination are significantly lower.
Keywords: soil, organic and organomineralny systems of fertilizer, payback of fertilizers, link and crop rotation.
УДК 631.415
w _
МОДЕЛИ ИЗМЕНЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЕРЫХ
лесных почв при длительном применении удобрений
В.В. Окорков, д. с.-х. н., О.А. Фенова, к. с.-х. н., Л.А. Окоркова
— Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии E-mail: [email protected]
Разработаны модели изменения кислотных свойств серых лесных почв Ополья. Показано, что их кислотность увеличивается от фосфорно-калийных удобрений с ростом доз применения полного минерального удобрения. Органические удобрения сдерживают размеры повышения кислотности этих почв. В изменении кислотных свойств серых лесных почв значительная роль отводится взаимодействию органических удобрений с азотными и уровнем гумусиро-ванности, уровнем последней с применением фосфорно-калийных удобрений.
Ключевые слова: серые лесные почвы кислотность.
Вопросы влияния удобрений на изменение кислотных свойств почв актуальны и остаются еще дискуссионными. Так, на дерново-подзолистых почвах Нечерноземья главенствующая роль в их подкислении отводится применению физиологически кислых удобрений [1], в т.ч. аммиачной селитры. Но на почвах Приангарья [2] не выявлено самостоятельной роли азотных минеральных удобрений на повышение кислотности. Е.П. Проценко [3] повышение рНКС1 и усиление нитрифика-ционных процессов на склонах южных экспозиций связывает с более благоприятным тепловым режимом. Особое внимание в увеличении кислотности серых лесных почв отводится применению водорастворимых фосфорных удобрений: простому и двойному суперфосфату [4, 5]. В последнем случае это объясняется физико-химической адсорбцией поглощающим комплексом анионов НРО42- в качестве потенциа-лопределя-ющих с ориентацией ионов Н+ второй кислотной группы аниона Н2РО4- в качестве противоионов.
Более корректное решение этого
минеральные удобрения, органические
вопроса может быть выполнено на основе результатов исследований в длительных полевых опытах. В этом случае ежегодные небольшие изменения в свойствах почвенного поглощающего комплекса накапливаются. И роль факторов и их взаимодействия на свойства поглощающего комплекса выявляется более четко.
Исследования по изменению кислотных свойств почвы вели в многолетнем стационарном опыте, заложенном на серых лесных почвах в 1991-1993 гг. В опыте на фоне извести изучали эффективность как видов и доз минеральных удобрений, так и доз подстилочного навоза и их взаимодействие. В первой ротации наблюдения вели в 8-польном севообороте со следующим чередованием культур: занятой пар (викоовсяная смесь) - озимая рожь
- картофель - овес с подсевом трав -травы 1-го года пользования - травы
2-го года пользования - озимая рожь
- ячмень.
Почва опытных полей - серая лесная среднесуглинистая с содержанием гумуса 2,9-4,0 %, подвижного фосфора
добрения, рНКС1, гидролитическая
(по Кирсанову) 130-200, обменного калия (по Масловой) 150-180 мг/кг почвы, рНКС1 5,1-5,5; НГ 3,2-3,5, сумма поглощенных оснований 19,4-22,3 мг-экв/100 г почвы. В начале первой ротации провели известкование по полной гидролитической кислотности. На его фоне изучали влияние различных доз подстилочного навоза (0, 40, 60 и 80 т/га), внесенного после уборки однолетних трав, а также минеральных удобрений (фосфорно-калийные, одинарная и двойная доза NPK) и их сочетания на изменение агрохимических и физико-химических свойств в слое почвы 040 см [4].
Одинарная доза NPK под зерновые культуры, однолетние и многолетние травы была равна 40 кг/га каждого элемента питания, под картофель - 60, 60 и 80 кг/га; под травы 1-го года пользования азот вносили в дозе 40 кг/га. Применяли аммиачную селитру, двойной суперфосфат и хлористый калий или калийную соль. Фосфорно-калийные удобрения вносили осенью под основную обработку почвы, азотные - весной под предпосевную культива-
