CC BY
10
УДК 631.8:63:502.5
DOI 10.24411/0235-2516-2018-10020
ВКЛАД МНОГОЛЕТНЕГО СТАЦИОНАРА «ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ ПОТОКОВ ВЕЩЕСТВ В АГРОЛАНДШАФТЕ» В ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ РАЗРАБОТКИ АГРОХИМИИ (ДЛИТЕЛЬНЫЙ ОПЫТ ГЕОСЕТИ РАН)
1В.В. Агеев, д.с.-х.н., 1А.Н. Есаулко, д.с.-х.н., 2В.Г. Сычев, д.с.-х.н., 1М.С. Сигида, к.с.-х.н., 1С.А. Коростылев, к.с.-х.н.
1 Ставропольский государственный аграрный университет, e-mail: [email protected] 2ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, e-mail: [email protected]
Представлены результаты длительного экспериментального севооборота, входящего в Географическую сеть опытов с удобрениями РАН, в области фундаментальных и прикладных исследований агрохимии. Дана сравнительная оценка влияния различных систем удобрений на содержание форм фосфора и калия в метровом профиле чернозема выщелоченного, на продуктивность севооборота и экономическую эффективность применения систем удобрений в рамках многолетнего стационара Ставропольского ГАУ. Приведены основные результаты оптимизации систем удобрений c 1978 по 2015 г.
Ключевые слова, многолетний стационар, система удобрений, способы обработки почвы, чернозем выщелоченный, формы фосфора и калия, продуктивность культур, прогноз урожайности, севооборот.
CONTRIBUTION OF THE MULTI-YEAR STATIONARY «THEORETICAL AND TECHNOLOGICAL FOUNDATIONS OF BIOGEOCHEMICAL FLOWS OF SUBSTANCES IN AGROLANDSCAPE» TO FUNDAMENTAL AND APPLIED DEVELOPMENTS OF AGROCHEMISTRY (LONG-TERM EXPERIENCE OF THE GEO-NETWORK OF THE RAS)
lDr.Sci. V.V. Ageev, lDr.Sci. АЖ Esaulko, 2Dr.Sci. V.G. Sychev, lPh.D. M.S. Sigida, lPh.D. S.A. Korostylev
1 Stavropol State Agrarian University, e-mail: [email protected] 2All-Russian Scientific-Research Institute for Agrochemistry named after D.N. Pryanishnikov, e-mail: [email protected]
The article presents the results of a long experimental crop rotation, included in the Geographic network of experiments with fertilizers of the Russian Academy of Sciences, in the field offundamental and applied research of agrochemistry. A comparative assessment of the effect of various fertilizer systems on the content ofphospho-rus and potassium forms in the meter profile of leached chernozem, on the productivity of crop rotation and the economic efficiency of the application offertilizer systems within the framework of the multi-year stationary field experiment of Stavropol State Agrarian University. The main results of optimization of fertilizer systems in the period from 1978 to 2015 are given.
Keywords. long-term stationary experiment, fertilizer system, soil treatment methods, leached chernozem, phosphorus and potassium forms, crop productivity, yield forecast, crop rotation.
Научно обоснованное применение систем удобрений и других средств химизации - единственный путь повышения плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур. Широко известны результаты длительных опытов с удобрениями, проводимых в различных странах мира [1, 2]. Они однозначно свидетельствуют о том, что при систематическом полувековом и даже вековом применении удобрений не происходит ухудшения свойств почвы, падения ее плодородия, снижения продуктивности культур и ухудшения качества продукции растениеводства, т.е. научно обоснованные системы
удобрения служат мощным фактором сохранения и повышения плодородия почв [3-6].
Вместе с тем, высказываются опасения, связанные с возможным негативным воздействием удобрений, пестицидов и других средств химизации на элементы окружающей среды. Увлечение чрезмерно высокими дозами минеральных удобрений без достаточного научного обоснования, нарушение технологии их применения, интенсивная обработка почвы с использованием тяжеловесного машинно-тракторного парка и другие факторы предопределяют комплекс возможных негативных экологиче-
ских последствий. Перед человечеством встала проблема дальнейшего развития земледелия, изыскания альтернативных путей поддержания его высокой продуктивности [7, 8].
В связи с этим снижение применения минеральных и органических удобрений, осложняющаяся экологическая обстановка требуют нового подхода к решению проблемы воспроизводства почвенного плодородия и повышению продуктивности пашни [9, 10].
Предлагаемые пути решения этой проблемы целесообразны и во многом реализуемы. Биологизи-рованное земледелие основывается на ряде основополагающих факторов: севообороты, адаптивные виды и сорта полевых культур, дифференцированная обработка почвы, расширение посевов многолетних бобовых трав, биологизированная система удобрений, базирующаяся на минимальном применении промышленных средств химизации и широком внедрении традиционных и нетрадиционных органических удобрений, биологических препаратов [11, 12]. В связи с этим Географическая сеть опытов с удобрениями - важнейшее направление развития агрохимических исследований, научная основа разработки приемов по воспроизводству плодородия почв и повышения продуктивности отечественного земледелия [11].
Цель исследования - изучение влияния систематического ежегодного комплексного применения удобрений и способов обработки почвы на продуктивность сельскохозяйственных культур 8-польного севооборота и плодородие чернозема выщелоченного.
Методики исследований. Полевой севооборот стационара Ставропольского ГАУ заложен в 1976 г. профессором В.В. Агеевым и академиком РАН В.М. Пенчуковым, включен в Реестр аттестатов длительных опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами Российской Федерации и в 2018 г. исполняется 40 лет получения первых экспериментальных данных.
От закладки опыта в натуре стационар претерпевал модификации, а всего в нем осуществлено более 18 концептуальных изменений, вызванных состоянием науки и техники экспериментирования. Внесла корректировку и нестабильная экономическая ситуация 1990-х гг., когда стоимость мине-
ральных удобрений и других средств химизации возросла до таких размеров, что они стали труднодоступными для большинства сельскохозяйственных предприятий. В создавшихся условиях особый интерес вызывал поиск менее затратных систем удобрений, в связи с чем с 1999 г. было принято решение об оптимизации раннее исследуемых систем удобрений в севообороте, на основе данных, полученных в стационаре за 1976-1999 гг. (табл. 1).
Стационар расположен на Ставропольской возвышенности, согласно схеме агроклиматического районирования Ставропольского края, в зоне неустойчивого увлажнения. Средняя многолетняя сумма осадков составляет 551 мм, за вегетационный период выпадает 350-370 мм, среднегодовая температура воздуха 9,2°^ гидротермический коэффициент 1,1-1,3. Почва опытного участка чернозем выщелоченный, мощный, среднегумусный тяжелосуглинистый, который характеризуется средним содержанием гумуса (5,2-5,4%), подвижного фосфора (18-28 мг/кг по Мачигину) и повышенным содержанием обменного калия (240-290 мг/кг), нит-рификационная способность 16-30 мг/кг. Реакция почвенного раствора в верхних горизонтах почвы нейтральная, рН находится в пределах 6,2-6,7.
Относительно контроля с 2000 г. изучали следующие системы удобрений: рекомендованная - с насыщенностью севооборота NРК 115 кг/га, в том числе ^0Рб9К6 при соотношении №Р:К = 1:1,18:0,13 + навоз, 5 т/га; биологизированная -ориентирована на максимальное использование органических удобрений с насыщенностью севооборота №К 63 кг/га, в т.ч. ^эР20К при соотношении №Р:К = 1:0,47:0 + 9 т/га органических удобрений, в том числе навоз, 5 т/га; расчетная система удобрений запланирована на получение максимально возможной урожайности: горохоовсяная смесь - 33 т/га; озимая пшеница - 6,5 т/га; озимый ячмень - 5,5 т/га; кукуруза на силос - 55 т/га; озимая пшеница - 5,5 т/га; горох - 3,3 т/га; озимая пшеница - 6 т/га; яровой рапс - 2,2 т/га (с 2008 г. подсолнечник - 3 т/га). Нормы соотношения и дозы минеральных удобрений устанавливали по результатам анализов и растительной диагностики в соответствии с уровнем программируемой урожайности на основе методики В.В. Агеева (1979 г.) и А.Н. Еса-
1. Схема стационарного опыта
Способы и приемы обработки почвы (для каждой системы удобрений) Годы исследования / Срок наблюдений
1-я ротация 2-я ротация (1978-1985 гг.) (1986-1993 гг.) последействие систем удобрения (1994-1999 гг.) 3-я ротация 4-я ротация (2000-2007 гг.) (2008-2015 гг.)
Система удобрений насыщенность севооборота ]]РК (кг/га) + навозом (т/га)
1. Отвальный Контроль (без удобрения) Удобрения не применяли Контроль (без удобрения)
2. Безотвальный Рекомендованная 60 + 2,5 Рекомендованная 115 + 5,0
3. Роторный (комбинированный с 2008 г.) Балансовая 120 + 5,0 Биологизированная 63 + 9,0
4. Поверхностный Расчетная 180 + 7,5 Расчетная 171 + 5,0
улко (2006 г.) и ежегодно уточняли. Средняя насыщенность 1 га в период 2000-2015 гг. составила 171 кг/га ОТК, в том числе М8зР7бК]2 при соотношении №Р:К = 1:0,92:0,14 + навоз, 5 т/га.
Варианты с изучаемыми согласно схеме опыта системами удобрений накладывали на варианты с различными способами основной обработки почвы: 1 - отвальный (20-22 см); 2 - безотвальный (20-22 см); 3 - роторный (20-22 см), комбинированный с 2008 г. - 16-18 см); 4 - поверхностная обработка (10-12 см).
Расположение вариантов в повторениях систематическое, последовательное в два яруса с расщепленными делянками. Тип севооборота зернопропаш-ной: горохоовсяная смесь (занятой пар), озимая пшеница, озимый ячмень, кукуруза на силос, озимая пшеница, горох, озимая пшеница, подсолнечник, развернут в пространстве и времени. Общая площадь делянки 108 м2, учетная - 60 м2. Повторность опыта трехкратная. Общая площадь стационара 6,4 га.
Анализ и обработку полученных результатов проводили по общепринятым методикам.
Результаты. Исследования, проведенные с 1978 по 2015 г., показали, что изучаемые системы удобрения придают севообороту устойчивую продуктивность, сохраняют и повышают плодородие почвы, предопределяют возрастающий тренд продуктивности.
К разработкам фундаментального характера можно отнести теоретическое обоснование потоков биогеохимических веществ в агроландшафтах. Так, нами определено влияние длительного применения средств мобилизации плодородия почвы на транслокацию макро- и микроэлементов, тяжелых металлов в системе почва - удобрение - растение. Изучено влияние природных и антропогенных факторов на содержание элементов в различных компонентах агроэкосистем Центрального Предкавказья. Предложены методические и методологические подходы к проведению эколого-агрохимического мониторинга при проведении длительных экспериментов.
Установлено, что минеральные (^172оР1944К552) и органические (Кп2оР5боКю24) удобрения, вносимые
в течение четырех ротаций севооборота (1978-2015 гг. ) на протяжении, способствовали накоплению на расчетной системе удобрения относительно контрольного (неудобренного) варианта практически всех фракций фосфора. Следует особо отметить, что основное увеличение форм фосфора и их аккумуляция, отмечено в верхних слоях почвы, что, по-видимому, можно объяснить большей биомассой растений и корневой системы и как следствие корневых выделений. Как показали исследования, труднорастворимые фосфаты железа и кальция являются преобладающими, в разы, превышая доступные для растений водорастворимые фосфаты и фосфаты алюминия.
Подвижность форм фосфатов и повышение их доступности для растений, увеличиваются при совместном внесении фосфорных удобрений с другими видами минеральных удобрений, а также органикой. Данные по влиянию расчетной системы удобрения на динамику форм фосфатов в черноземе выщелоченном представлены в таблице 2.
Содержание алюмофосфатов на расчетной системе удобрения превышало показатели контрольного варианта на 7-22 мг/кг почвы, а количество фосфатов железа превышало содержание алюмо-фосфатов в два, а в некоторых слоях и в три раза независимо от того применялись удобрения или нет. Расчетная система удобрения увеличивала содержание фосфатов железа относительно контроля на 1 -23 мг/кг почвы. Содержание фосфатов кальция, типа ди-три-октакальций фосфата, апатита, а также фосфатов железа и алюминия переосажденных в других вытяжках на расчетной системе удобрения было выше, чем на контроле на 7-16 мг/кг.
Содержание подвижных форм калия в исследуемых вариантах заметно изменялась, а внутрипро-фильная дифференциация их распределения была достаточно выраженной. В частности, верхние горизонты почв выделялись накоплением этих форм калия по сравнению с низлежащими. Мы связываем это накопление с развитием процессов биологической аккумуляции, хотя в отношении выщелоченного чернозема допускаем наличие гидрогенной
2. Влияние расчетной системы удобрений на динамику форм фосфатов в метровом профиле чернозема выщелоченного (2015 г.), мг/кг
Слой Контроль Расчетная
почвы, фракции фосфора фракции фосфора
см водораство- фосфаты фосфаты фосфаты водораство- фосфаты фосфаты фосфаты
римые алюминия железа кальция римые алюминия железа кальция
(Al-P) ^е-Р) (Са-Р) (А1-Р) ^е-Р) (Са-Р)
0-10 1 88 142 89 2 104 165 105
11-20 0 76 127 73 2 85 150 87
21-40 0 112 237 134 0 134 252 151
41-60 0 81 225 102 0 96 238 114
61-80 0 64 189 96 0 73 192 104
81-100 0 55 157 87 0 62 158 94
3. Влияние систем удобрений на динамику содержания форм калия в метровом профиле чернозема выщелоченного
Система удобрений Слой почвы, см Валовый калий, % Форма калия, мг/100 г почвы
негидролизуемый гидролизуемый 10% НС1 подвижный
Контроль 0-10 2,25 2049 103,5 25,1
11-20 2,22 2040 110,2 25,3
21-40 2,18 2012 114,6 24,3
41-60 2,12 1987 111,3 22,1
61-80 1,98 1952 98,2 21,1
81-100 1,93 1884 97,1 19,3
Рекомендованная 0-10 2,21 2036 105,2 26,7
11-20 2,23 2052 110,5 26,6
21-40 2,16 2007 115,8 24,9
41-60 2,14 2002 107,8 23,3
61-80 1,96 1943 107,1 21,4
81-100 1,94 1899 98,0 19,9
Балансовая (1978-1993 гг.) Биологизированная (2000-2015 гг.) 0-10 2,16 2000 106,7 27,8
11-20 2,24 2061 115,7 28,1
21-40 2,10 2008 108,1 25,7
41-60 2,10 2016 104,2 23,2
61-80 1,91 1897 105,1 21,1
81-100 1,93 1918 96,1 20,0
Расчетная (1978-1993 гг.) (2000-2015 гг.) 0-10 2,29 2091 108,9 29,7
11-20 2,24 2013 118,9 29,1
21-40 2,15 2001 105,1 25,8
41-60 2,08 1981 100,0 24,7
61-80 1,99 1965 99,1 22,3
81-100 1,94 1909 96,3 20,7
НСР05 0,2 42,5 4,9 1,4
аккумуляции этого элемента. Так, содержание подвижного калия в метровом профиле выщелоченного чернозема на удобренных вариантах заметно больше, чем на естественном агрохимическом фоне. Как уже отмечалось выше, некоторому внут-риландшафтному перераспределению подвижных форм калия могут способствовать достаточно сильная циркуляция в ландшафте грунтовых вод и малое содержание в водоносных породах легкого гранулометрического состава калийфиксирующих глинистых минералов. Однако масштабы процессов внутриландшафтного перераспределения названных форм калия крайне незначительны, и они не могут сколько-нибудь существенно изменить распределение в почвах, занимающих различные позиции в ландшафте, величины запасов различных форм калия или их соотношение (табл. 3).
Анализируя полученные нами данные, представленные в таблице 3, мы пришли к выводу, что независимо от фона питания в слое почвы 0-40 см наблюдалась слабая дифференциация валового калия, в слое почвы 61 -100 см содержание валового калия снижалось. Тридцативосьмилетнее применение систем удобрений не оказывало существенного влияния на содержание валового калия в изучаемых слоях почвы метрового профиля. Нами отмечается устойчивое, но несущественное увеличение содержания валового калия в слое почвы 11 -20 см
по сравнению с контролем, прибавка которого в зависимости от систем удобрения составляла 0,010,03%. Закономерности распределения по слоям почвы негидролизуемого калия были аналогичны распространению валового калия. В то же время, содержание негидролизуемого калия в слое почвы 0-10 см на вариантах с рекомендованной и биоло-гизированной системами удобрений было меньше на 13-49 мг/100 г почвы по сравнению с контролем. На контроле, рекомендованной и расчетной системах удобрений наблюдалась тенденция увеличения содержания негидролизуемого калия от нижних к верхним слоям.
Все изучаемые системы удобрений обеспечивали значительное повышение подвижного калия в метровом профиле выщелоченного чернозема по сравнению с естественным агрохимическим фоном. Так как подвижный калий состоит из обменного и водорастворимого калия, то их соотношение зависит от слоя почвы и системы удобрений.
При возделывании культур без внесения удобрений пополнение запасов подвижного калия и восстановление равновесия, нарушенного потреблением его растениями, объясняется постепенным переходом его из необменных форм. Однако восстановление обменных форм калия из необменных в почве протекает крайне медленно и не обеспечивает потребности растений в этом элементе. Подвижность
обменного калия играет очень большую роль в обеспечении растений данным элементом питания и позволяет вносить изменения в систему удобрений.
Установлены связи между продуктивностью севооборота и агрохимическими показателями чернозема выщелоченного, представленные уравнения регрессии позволяют корректировать дозы применения органических и минеральных удобрений: У = 4,82х1 + 0,91x2 - 19,25.
Независимо от системы удобрения, содержание в 0-20 см слое почвы минерального азота оказывает определяющее влияние на продуктивность севооборота. С увеличением насыщенности 1 га пашни минеральными и органическими удобрениями (расчетная и балансовая - биологизированная системы удобрения) продуктивность севооборота определяют основные агрохимические показатели:
балансовая (биологизированная) система удобрений У = 9,49х1 + 1,37х2 - 0,15х4 + 8,94х5 - 80,6;
расчетная система удобрений У = 7,48х1 + 1,76х2 - 1,45хэ + 0,11х4 - 4,02х5 - 28,14, где: У - продуктивность севооборота, ц/га зерн.ед.; х1 - содержание гумуса в 0-20 см слое почвы, %; х2 - содержание минерального азота в 0-20 см слое почвы, мг/кг; х3 - содержание подвижного фосфора в 0-20 см слое почвы, мг/кг; х4 - содержание обменного калия в 0-20 см слое почвы, мг/кг; х5 - реакция почвенного раствора в 0-20 см слое почвы.
В области прикладных исследований, полученных в том числе на основании данных стационара и сопутствующих опытов, нами предложены уравнения прогноза урожайности сельскохозяйственных культур для зоны неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья.
1. Уравнение регрессии для прогноза урожайности озимой пшеницы после:
- занятого пара: У = 35,78 + 0,03 Х2 + 0,15x4.
- гороха: У = 28,56 + 0,15x2 + 0,12x4.
- кукурузы на силос: У = 23,39 + 0,155x2 + 0,106x4.
- колосовых: У = 20,56 + 0,062x2 + 0,125x4,
где: У - урожайность, ц/га; х2 - осадки за допосевной период (от уборки предшественника до посева), мм; х4 - осадки за осенний период (от посева до завершения осенней вегетации), мм; х5 - осадки за межфазный период весеннее кущение - колошение, мм.
2. Уравнение регрессии для прогноза урожайности озимого ячменя после колосовых:
У = -0,40x1 + 2,46x2 + 2,60x4 - 3,35x5 - 58,35, где: У - урожайность, ц/га; х1 - осадки за допосев-ной период (от уборки предшественника до посева), мм; х2 - осадки за осенний период (от посева до завершения осенней вегетации), мм; х4 - осадки за межфазный период кущение - колошение, мм; х5 -осадки за межфазный период колошение - полная спелость, мм.
3. Уравнение регрессии для прогноза урожайности гороха:
У = 12,45 + 0,08x2 - 0,07x3 + 2,4x10,
где: У - урожайность гороха, ц/га; х2 - осадки за допосевной период (от уборки предшественника до посева), мм; х3 - количество осадков от посева до цветения, мм; хю - ГТК от цветения до уборки урожая.
4. Уравнение для прогноза урожайности масло-семян подсолнечника:
У = 26,58 + 0,05x3 - 0,07x5 - 0,13x8, где: У - урожайность маслосемян подсолнечника, ц/га; х3 - осадки от посева до уборки, мм; х5 - осадки от цветения до уборки урожая, мм; х8 - осадки в период цветения, мм.
Оптимизация систем удобрений осуществлена посредством применения расчета норм удобрений под программируемую продуктивность севооборота, распределения по способам внесения удобрений и биологизации систем удобрений. Соотношение №Р:К в системах удобрения под влиянием расчетных методов изменилось с 1:1,23:0,45 (1978 г.) до 1:0,92:0,14 (2015 г.), на биологизированной системе - с 1:1,28:0,39 до 1:0,47:0, оказывавших различное влияние на оптимизацию агрохимических свойств почвы.
Насыщенность севооборота органическими удобрениями придали почве существенные влаго-накопительные функции: нижний предел 5 т/га навоза с которого - влагонакопительные функции чернозема выщелоченного начинали оптимизироваться, независимо от приемов размещения туков в почве; верхний предел (7,5 и более т/га) эффективность которого определялась приемами и глубиной размещения туков в почве [11].
С точки зрения продуктивности для практики современного земледелия наиболее перспективными, в зависимости от уровня экономики, были био-логизированная и расчетная системы удобрения (табл. 4).
Тридцативосьмилетние данные, полученные на естественном агрохимическом фоне в связи с изучением способов обработки почвы, однозначно свидетельствует об убывающем тренде продуктивности собственно севооборота без применения систем удобрения [12]. В 1978-2015 гг. способы обработки естественного агрохимического фона формировали практически равную продуктивность севооборота, за исключением поверхностной обработки почвы, которая снижала по сравнению с отвальным способом данный показатель на 0,26-0,65 т/га зерн.ед.
Наибольший эффект от взаимодействия систем удобрений и способов обработки почвы был получен на расчетной системе удобрений (К§6Р74Кц + навоз, 5,0 т/га) в сочетании с отвальным способом обработки - 5,33 т/га зерн.ед. Прибавки от применения биологизированной системы удобрения (М43Р20Кс + органические удобрения, 8,8 т/га) по
сравнению с контролем оказались существенными (1,0; 0,66; 0,86 и 0,48 т/га зерн.ед.), а уровень продуктивности севооборота равен полученному от применения рекомендованной системы удобрения (К50Р59К6 + навоз, 5 т/га).
Предложена малозатратная биологизированная система удобрений для зернопропашных севооборотов, основанная на эффективном использовании органических удобрений, локальном внесении минимальных доз минеральных удобрений. Эти работы внесли существенный вклад в установление основных принципов построения биологизированных систем удобрений и разработки рациональных способов обработки почвы в зоне неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья. Установлены закономерности агрохимических свойств метрового профиля черноземных и каштановых почв в зависимости от временного фактора, совершенствовании систем удобрений и физических приемов изменения плодородия почвы.
На современном - низком уровне химизации задача регулирования питания растений решается в компенсирующем режиме по звеньям, где оно наиболее сбалансированно. На переходе от компенсирующего режима к более сложным, применяются формулы расчета норм удобрений, разработанные В.В. Агеевым и усовершенствованные последователями, коэффициенты использования питательных веществ из почвы и удобрений.
По достижении оптимального уровня обеспеченности почвы элементами питания применение основывается на расчетных методах определения норм удобрений в интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур.
С целью получения программируемой урожайности культур и продуктивности севооборота предпо-
чтителен метод расчета норм удобрений В.В. Агеевым. В нашей модификации в процессе проведения научных и производственных исследований уточнены коэффициенты использования растениями элементов питания из почвы и удобрений. Апробацию метода расчета систем удобрения под программируемую продуктивность севооборотов осуществляли в сельскохозяйственных предприятиях Ставропольского края и сопредельных территориях Центрального Предкавказья на площади 120-160 тыс. га со среднегодовым экономическим эффектом 2800-4400 руб. с 1 га. Расчет экономических показателей в ценах 2017 г. показал, что оптимизация систем удобрений (2000-2015 гг.) способствовала повышению экономической эффективности и наиболее эффективными оказались малозатратная биологизированная и высокопродуктивная расчетная системы удобрений.
Разработки географической сети опытов с удобрениями легли в основу Стратегии развития агропромышленного комплекса Ставропольского края до 2020 г. , предусматривающей биологизацию и ресурсосбережение в земледелии. Совместно с ГЦАС «Ставропольский» ученые Ставропольского государственного аграрного университета разработали региональную систему обеспечения воспроизводства плодородия почвы, паспорт качества почв.
На всех этапах исследований многолетний опыт сопровождался большим количеством краткосрочных экспериментов по актуальным направлениям. Ежегодно сотрудниками университета на основании авторских методик по расчету норм удобрений проводится почвенная диагностика на площади более 120 тыс. га, что позволило увеличить продуктивность 1 га на 15-20% и обеспечить уровень оправдываемости программирования урожайности до 95% (табл. 4).
4. Продуктивность зернопропашного севооборота в условиях Центрального Предкавказья
Система удобрений насыщенность севооборота ]]РК (кг/га) + навозом (т/га), А Способ обработки почвы, В Продуктивность, т/га зерн.ед.
ротации последействие систем (1994-1999 гг.) ротации
1-ая (1978-1985 гг.) 2-ая (1986-1993 гг.) 3-ая (2000-2007 гг.) 4-ая (2008-2015 гг.)
Контроль отвальный 3,57 3,54 2,72 3,23 3,40
безотвальный 3,34 3,42 2,66 3,09 3,46
роторный 3,44 3,40 2,62 2,99 3,01
поверхностная 3,19 3,15 2,46 2,82 2,75
Рекомендованная 60 + 2,5 (1978-1993 гг.) 115 + 5,0 (2000-2015 гг.) отвальный 3,92 3,90 2,87 4,03 4,51
безотвальный 3,64 3,77 2,80 3,76 4,27
роторный 3,74 3,71 2,79 3,66 3,95
поверхностная 3,46 3,51 2,63 3,36 3,62
Балансовая 120 + 5 (1978-1993 гг.) Биологизированная 63 + 8,8 (2000-2015 гг.) отвальный 4,11 4,12 3,13 3,98 4,40
безотвальный 3,85 3,96 3,02 3,72 4,12
роторный 3,94 3,96 3,01 3,64 3,87
поверхностная 3,61 3,71 2,79 3,33 3,49
Расчетная 180 + 7,5 (1978-1993 гг.) 171 + 5,0 (2000-2015 гг.) отвальный 4,25 4,11 3,25 4,52 5,33
безотвальный 3,97 3,92 3,17 4,22 5,01
роторный 4,07 3,93 3,16 4,14 4,50
поверхностная 3,74 3,66 2,91 3,85 4,07
На основании проведенных исследований на базе многолетнего стационара было защищено более 30 кандидатских и 12 докторских диссертаций, опубликовано свыше 500 научных публикаций, монографий и учебников, получено более 30 патентов и свидетельств на различные изобретения. Стационар стал центром совместной деятельности не только сотрудников кафедры агрохимии и факультета, но специалистов и ученых из различных научных учреждений, в том числе ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова (академик РАН, профессор В.Г. Сычев), Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Труби-лина (академик РАН, профессор А.Х. Шеуджен), Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (академик РАН, профессор В.Г. Минеев и профессор В.А. Романенков), Государственный центра агрохимической службы «Ставропольский» (А.И. Подколзин) и другие.
Необходимо обратить внимание на модернизации краткосрочных и долгосрочных полевых, вегетационных, лабораторных опытов и экспериментов. Приведение их в соответствие с уровнем и запросами всех участников современного сельского хозяйства — это и научные учреждения, сельхоз товаропроизводители, производителей удобрений и др.
В целях сохранения почвенного плодородия, получения среднегодовой продуктивности зер-нопропашного севооборота 3,5-4,4 т/га зерн.ед. рекомендуется биологизированная система удобрения с насыщенностью 1 га севооборотной площади М4эР2оКо + 8,8 т/га органических удобрений, а для получения программируемой урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности севооборота 4,5-5,3 т/га зерн.ед. предпочтительна расчетная система удобрения с насыщенностью 1 га севооборотной площади МвР74Кп + навоз, 5,0 т/га.
Литература
1. Гамзиков Г.П. Сохранение плодородия почв и повышение урожайности полевых культур при систематическом применении минеральных и органических удобрений / Аграрная наука - сельскохозяйственному производству Сибири, Монголии, Казахстана, Беларуси и Болгарии: сборник науч. докладов XX Междунар. науч.-практ. конф. (Новосибирск, 04-06 октября 2017 г.). - Новосибирск: Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук, 2017. - С. 114-117.
2. Минеев В.Г. Значение географической сети опытов с удобрениями в решении актуальных проблем агрохимии / Совершенствование организации и методологии агрохимических исследований в Географической сети опытов с удобрениями: материалы Всероссийской научно-методической конференции. - М.: ВНИИА, 2006. - С. 6-8.
3. Есаулко А.Н., Агеев В.В. Совершенствование системы удобрений в севооборотах Центрального Предкавказья // Агрохимический вестник, 2005, № 4. - С. 7-11.
4. Шеуджен А.Х. Онищенко Л.М., Исупова Ю.А. Влияние длительного применения удобрений на плодородие и физико-химические свойства чернозема выщелоченного Западного Предкавказья // Труды Кубанского государственного аграрного университета, 2012, № 36. - С. 95-99.
5. Громова Н.В., Ожередова А.Ю., Герман М.С., Куценко А.А. Влияние систем удобрения на динамику содержания подвижного фосфора в черноземе выщелоченном при выращивании зимующего гороха / Питательные зерна устойчивого будущего - международный год зернобобовых (МГЗ): сборник трудов конф. (г. Ставрополь, 04-06 октября 2016 г.). - Ставрополь: СтавГАУ, 2016. - С. 39-42.
6. Esaulko A.N., Fursova A.Y., Grechishkina Y.I., Belovolova A.A., Gorbatko L.S. Influence of fertilizers and methods of soil cultivation on the dynamics of mobile sulphur chernozem leached to the winter wheat crops in the zone of an unreliable moistening of Stavropol territory // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2016, Т. 7, № 3. - Р. 2578-2581.
7. Милащенко Н.З., Завалин А.А., Сычев В.Г., Самойлов Л.Н., Трушкин С.В. Факторы повышения эффективности удобрений в интенсивных технологиях возделывания пшеницы в России // Агрохимия, 2015, № 11. - С. 13-18.
8. Дорожко Г.Р., Власова О.И., Цховребов В.С. Развитие земледелия Ставрополья / Эволюция и деградация почвенного покров: сборник науч. статей по матер. V Междунар. науч. конф. (г. Ставрополь, 19-22 сентября 2017 г.). -Ставрополь: СтГАУ, 2017. - С. 249-251.
9. Сигида М.С., Голосной Е.В., Саленко Е.А., Шейкина В.А. Пути повышения плодородия и экологизации производства сельскохозяйственной продукции в условиях чернозема выщелоченного Ставропольской возвышенности // Harvard Journal of Fundamental and Applied Studies, 2015, № 1 (7). - С. 146-156.
10. Цховребов В.С., Тюльпанов В.И., Подсвиров В.И. Современное состояние почв Центрального Предкавказья / Эволюция и деградация почвенного покрова: сборник трудов по материалам II Международной научной конференции (Ставрополь, 17-19 сентября 2002 г.). - Ставрополь: СтГАУ, 2002. - С. 15-17.
11. Гамзиков Г.П. Состояние и перспективы исследований в длительных стационарных опытах с удобрениями в Сибири // Плодородие, 2016, № 5 (92). - С. 6-9.
12. Есаулко А.Н. Оптимизация систем удобрений в севооборотах Центрального Предкавказья как фактор повышения плодородия почвы и продуктивности сельскохозяйственных культур: дисс. д.с.-х.н. - Ставрополь, 2006. - 515 с.
