CC BY
11ОБЩИЕ ВОПРОСЫ АГРОХИМИИ
УДК 631.82:631.41
ВЛИЯНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ ИА ОКУПАЕМОСТЬ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПРИБАВКОЙ УРОЖАЯ
САХАРНОЙ СВЕКЛЫ
С.А. Шафран, д.с.-х.н., И.В. Ильюшенко, к.б.н., Е.С. Козеичева, к.б.н., ВНИИА 127550, Москва, ул. Прянишникова, 31а, Россия E-mail: shafran38(a)jnaiLru
Отражены результаты обобщения многочисленных полевых опытов, проведенных агрохимической службой России, по изучению эффективности применения минеральных удобрений под сахарную свеклу в основных зонах ее возделывания. Показано, что на действие минеральных удобрений на прибавку урожая и их окупаемость этой прибавкой влияют различные факторы. Среди них основополагающими являются генетические свойства почвы, их географическое положение и агрохимические показатели. На окупаемость азотных удобрений основное влияние оказало содержание доступных форм азота в почвах, фосфорных - степень обеспеченности их подвижным фосфором. Действие калийных удобрений мало зависело от агрохимических свойств, основное влияние на их эффективность оказали дозы калия и природно-климатические зоны. При существующем соотношении цен на минеральные удобрения и сахарную свеклу экономически оправданного их применения следует ожидать при дифференцированном подходе к выбору доз и форм удобрений с учетом приведенных результатов.
Ключевые слова: сахарная свекла, азотные, фосфорные и калийные удобрения, окупаемость, эффективность.
БОГ 10.25680/819948603.2018.101.01
Сахарная свекла по своим биологическим свойствам более отзывчива на применение минеральных удобрений по сравнению с другими культурами. В настоящее время под сахарную свеклу, в среднем по России на каждый гектар посевной площади, вносят в несколько раз больше удобрений, чем под другие культуры. В среднем за 2011-2015 гг. было внесено ЫРК 224 кг/га, тогда как под зерновые культуры - только 27 кг/га. Это позволило в последние годы получить достаточно высокий урожай сахарной свеклы: в 2011-2015 гг. 400 ц/га, в 2016 г.- 470 ц/га. Вместе с тем, следует отметить, что цены на сахар на внутреннем рынке России в 2016-2017 гг. снизились на 20%, что повлекло снижение закупочных цен на корнеплоды (сырье) [1], а это диктует необходимость сокращения затрат на их производство. Одним из наиболее эффективных способов, способствующих снижению себестоимости возделывания сахарной свеклы, является применение удобрений. По данным ЦИНАО, в годы интенсивной химизации в среднем по СССР внесение минеральных удобрений позволило на 28% уменьшить себестоимость и на 34% - прямые затраты труда на возделывание данной культуры [2].
В настоящее время значительно изменилось соотношение цен на минеральные удобрения и сельскохозяйственную продукцию не в пользу последней. В связи с этим необходим поиск путей для более рационального применения минеральных удобрений. Один из таких способов - дифференцированное внесение удобрений с учетом агрохимических свойств почв. Для этого необходима научно обоснованная нормативно-справочная база информации, которая к настоящему времени разработана только для зерновых культур, картофеля и льна-долгунца [3-5].
Цель наших исследований - изучить эффективность применения минеральных удобрений под сахарную
свеклу в зависимости от основных агрохимических свойств почв и оценить их окупаемость.
Методика. Научной основой для проведения исследований послужили результаты полевых опытов агрохимической службы, в которых изучали эффективность применения азотных, фосфорных и калийных удобрений под сахарную свеклу в основных зонах ее возделывания. Обобщение экспериментальных данных проводили с помощью метода математического моделирования. В выборки включали варианты, где схемой опыта предусматривалось вычленение действия азотных удобрений на фоне РК, фосфорных на фоне ЫК. и калийных на фоне МР. В результате была сформирована достаточно представительная выборка с большим диапазоном варьирования агрохимических показателей, позволяющих охватить широкий спектр ситуаций, которые могут встречаться в условиях производства. Для выявления влияния азотных удобрений на прибавку урожая сахарной свеклы выбраны опыты, в которых изучали эффективность возрастающих доз азота и определяли содержание доступных форм азота в почвах: нитратного, щелочно-гидролизуемого (по Корнфилду), легкогидролизуемого (по Тюрину-Кононовой) и нит-рификационную способность (по Кравкову). Наряду с этим при статистической обработке данных учитывали также и другие агрохимические свойства почв, которые регулярно контролируются агрохимической службой и каждое сельскохозяйственное предприятие располагает такой информацией. К ним относятся реакция почвенной среды, содержание гумуса и подвижных форм фосфора и калия в почвах. Аналогично поступали при изучении эффективности фосфорных и калийных удобрений.
Агрохимические свойства почв определяли стандартными методами, применяемыми в агрохимической
службе России: реакцию почвенной среды - в солевой вытяжке, содержание подвижных форм фосфора и калия в черноземах выщелоченных, типичных и обыкновенных - по методу Чирикова, в черноземах карбонатных - по методу Мачигина, содержание гумуса - по методу Тюрина в модификации ЦИНАО. Выборки формировали по федеральным округам и внутри них по типам и подтипам почв.
Результаты и их обсуждение. Результаты статистической обработки экспериментальных данных показали, что агрохимические свойства оказывали различное влияние на эффективность минеральных удобрений. Содержание гумуса в почвах практически не влияло на действие азотных удобрений, реакция почвенной среды также не оказывала существенного воздействия на изменение урожайности сахарной свеклы от внесения азота. Подобная закономерность выявлена и в отношении степени обеспеченности почв подвижными формами фосфора и калия, тогда как связь между содержанием доступных форм азота и прибавкой урожая сахарной свеклы оказалась существенной, она характеризовалась корреляционным отношением 0,43-0,82 и была достоверной при уровне значимости 0,001.
Проведенные расчеты показали, что прибавка урожая сахарной свеклы закономерно снижалась по мере увеличения содержания доступных форм азота на всех рассмотренных почвенных разновидностях. Окупаемость азотных удобрений также при этом уменьшилась. В отдельных случаях разница в окупаемости каждого внесенного килограмма азотного удобрения в зависимости от содержания доступных форм азота достигла почти двукратной величины (табл.1). Такая картина наблюдалась на черноземах карбонатных, обыкновенных и выщелоченных Сибири.
1. Окупаемость азотных удобрений прибавкой урожая сахарной свеклы в зависимости от содержания доступных форм азота в почвах, кг/кг
Содержание азота в Дозы азота, кг/га
почвах, мг/кг 60 90 | 120 150 180
Центральный федеральный округ
< 100 23 28 26 23 21
101-150 19 23 24 22 19
151-200 16 24 23 21 19
>200 15 23 22 20 18
Чернозем типичный (метод Корнфилда)
< 100 38 29 23 19 17
101-150 32 25 20 17 15
151-200 30 24 19 16 14
>200 27 22 18 15 13
Чернозем обыкновенный (метод Тюрина-Кононовой)
<40 46 38 31 26 23
41-50 45 31 26 22 19
51-70 29 23 20 18 15
Южный федеральный округ
Чернозем карбонатный (метод Кравкова)
<5,0 - 80 76 - -
5,1-8,0 - 60 56 - -
8,1-15,0 - 53 50 - -
>15,0 - 7 6 - -
Сибирский( >едеральный округ
Чернозем выщелоченный (нитритный азот)
<5,0 18 42 48 - -
5,1-15,0 10 23 27 - -
>15,0 7 16 18 - -
ность фосфорных удобрений. Достоверно значимые связи выявлены между содержанием подвижного фосфора и прибавкой урожайности от фосфорных удобрений на всех рассмотренных почвенных разновидностях. Эта связь имела, как правило, нелинейный характер и характеризовалась корреляционным отношением от 0,31 до 0,80, а между дозами и прибавкой урожайности от 0,45 до 0,83. Влияние почвенной среды было неустойчивым. Из семи выборок только в двух выявилась некоторая связь между величиной рН и прибавкой урожая от фосфорных удобрений. Аналогичная картина наблюдалась и в отношении содержания гумуса и подвижного калия в почве. Коэффициенты корреляции и корреляционных отношений указывали на слабую сопряженность между признаками, что делает сомнительным получение объективной информации. Исходя из полученных данных видно, что содержание подвижного фосфора в черноземных почвах оказало наиболее существенное влияние на эффективность фосфорных удобрений по сравнению с другими агрохимическими свойствами. На всех подтипах черноземных почв с увеличением содержания Р2О5 снижалась прибавка урожайности от внесения фосфорных удобрений. Однако, это проявилось в значительно меньшей степени по сравнению с зерновыми культурами. Соответственно изменялась и окупаемость фосфорных удобрений прибавкой урожая (табл. 2).
2. Окупаемость фосфорных удобрений прибавкой урожая сахарной свеклы в зависимости от содержания подвижного фосфора в почвах, кг/кг
Содержание Р2О5, мг/кг Дозы Р2О5, кг/га
60 | 90 | 120 | 150 | 180
Центральный федеральный округ
Чернозем выщелоченный
<50 33 29 23 - 17
51-100 28 26 21 - 16
101-150 27 23 20 - 15
151-200 25 23 19 - 14
>200 25 22 19 - 14
Чернозем типичный
< 100 42 30 23 - 16
101-150 37 27 21 - 14
> 150 33 24 19 - 11
Чернозем обыкновенный
< 100 48 35 27 - 18
101-150 47 33 26 - 18
> 150 45 32 25 - 17
Южный федеральный округ
Чернозем карбонатный
10-15 73 46 - - -
16-30 70 43 - - -
Приволжский федеральный округ
Чернозем выщелоченный
< 100 52 43 38 31 -
101-150 47 40 33 29 -
> 150 43 38 33 27 -
Сибирский( >едеральный округ
Чернозем выщелоченный
101-150 38 27 22 - 21
151-250 37 26 21 - 21
>250 15 10 8 - 8
Чернозем обыкновенный
101-150 8 26 21 - 17
151-250 7 21 17 - 13
>250 3 11 9 - 9
Результаты статистической обработки экспериментальных данных, показали, что агрохимические свойства почв оказывали различное влияние на эффектив-
Кроме того, оплата фосфорных удобрений прибавкой урожая сахарной свеклы варьировала в широких пределах, вызванных генетическими особенностями почв, географическим расположением и дозами фосфо-
ра. Наиболее высокая окупаемость отмечена при дозе фосфорных удобрений 60 кг/га на черноземах карбонатных и выщелоченных Приволжья. Увеличение доз практически повсеместно влекло за собой снижение отдачи от внесения фосфорных удобрений. В ряде случаев это снижение достигало двукратной величины, что было особенно заметно там, где выборка охватывала более широкий диапазон доз и, где в выборке имелись данные по очень высокому содержанию подвижного фосфора (черноземы выщелоченные Сибири).
Среди сельскохозяйственных культур сахарная свекла по отзывчивости на калийные удобрения занимает особое место. Она превосходит не только зерновые культуры, но также картофель и лен-долгунец. Обобщение большого количества экспериментального материала свидетельствует, что эффективность применения калийных удобрений зависит от многих факторов, однако основополагающим из них являются природно-климатические зоны. В целом по лесостепной зоне прибавка урожая сахарной свеклы от калийных удобрений в 2,2-3,1 раза выше по сравнению со степной [6]. Вместе с тем, статистическая обработка данных показала, что зависимость между содержанием подвижного калия и прибавкой урожая сахарной свеклы от калийных удобрений была неустойчивой и слабой по тесноте. Только в двух из семи рассмотренных случаев корреляционные отношения превышали 0,3.
В ряде случаев такие факторы как рН, содержание гумуса и подвижного фосфора значимо коррелировали с величиной прироста урожая от калийных удобрений. Однако, вклад этих факторов оказался незначительным. Разница в прибавке урожая от снижения степени кислотности от близкой к нейтральной до нейтральной и при увеличении содержания гумуса с 4 до 6 % и более составила 1 ц/га. Это позволяет сделать вывод о том, что эффективность калийных удобрений мало изменяется в зависимости от степени обеспеченности почв подвижным калием и гумусом. Более существенный вклад в прибавку урожая сахарной свеклы оказывали дозы калия.
Теснота связи между приростом урожая сахарной свеклы и дозой калия характеризовалась как средняя (т)= 0,3-0,54) при уровне значимости 0,001%. Расчеты показали, что с увеличением доз существенно возрастала прибавка от калийных удобрений. Наибольшая эффективность отмечена на черноземах выщелоченных и типичных Центрального округа, черноземах выщелоченных Приволжья и на черноземах типичных Сибири (табл.3). Разница при этом была внушительной. На черноземах типичных от внесения 90 кг/га калия на каждый кг К20 было получено 48 кг корнеплодов, тогда как на черноземах Сибири только 18-23 кг.
3. Окупаемость калийных удобрений прибавкой урожая сахарной
Чернозем Дозы К20, кг/га
60 90 120 150 180
Центральный федеральный округ
Выщелоченный 60 44 35 29 24
Типичный 62 48 42 35 31
Обыкнов енный 28 22 18 15 13
Приволжский федеральный округ
Выщелоченный 58 42 - 25 -
Сибир ский федеральный округ
Выщелоченный 5 18 23 - 16
Обыкнов енный - 23 - - -
Согласно нашим расчетам, исходя из цен на минеральные удобрения и сахарную свеклу, сложившихся на конец 2017 г., граница окупаемости аммиачной селитры составила 31 кг/кг, карбамида 23, аммофоса 25 и хлористого калия 22 кг/кг. Сопоставление этих величин с данными, представленными в таблице 1, свидетельствует, что затраты на применение аммиачной селитры могут окупиться стоимостью прибавки урожая на черноземах типичных в дозе 60 кг/га при содержании щелочно-гидролизуемого азота менее 150 кг/кг, на чернозёмах обыкновенных также в дозе 60 кг/га, но при содержании легкогидролизуемого азота менее 50 мг/кг, а в дозе 90 кг/га при обеспеченности азотом менее 40 мг/кг, на выщелоченных черноземах Сибири при содержании нитратного азота до 5 мг/кг в дозах 90-120 кг/га, на карбонатных черноземах при содержании нитратного азота (по Кравкову) менее 15 мг/кг. В связи с тем, что граница окупаемости карбамида значительно ниже по сравнению с аммиачной селитрой его применение экономически оправдано в более широком диапазоне.
Применение аммофоса наиболее эффективно с экономической точки зрения в дозах 60-90 кг/га практически во всех представленных вариантах, и в отдельных случаях в дозе 120 кг/га (см. табл.2).
Затраты на применение хлористого калия могут окупиться прибавкой урожая сахарной свеклы в дозах 60120 кг/га на черноземах выщелоченных Центрального и Приволжского округов и черноземах типичных Приволжья (см. табл. 3).
Заключение. Результаты исследований показали, что на эффективность применения минеральных удобрений влияют различные факторы, среди них основополагающими являются генетические свойства почв, их географическое расположение и агрохимические свойства, из которых на окупаемость азотных удобрений основное влияние оказало содержание доступных форм азота в почвах, фосфорных - степень их обеспеченности подвижным фосфором. Действие калийных удобрений мало зависело от агрохимических свойств почв, основное влияние на эффективность оказывали дозы К20 и природно-климатическая зона.
При существующем соотношении цен на минеральные удобрения и сахарную свеклу экономически оправданного применения минеральных удобрений можно ожидать в дифференцированном подходе к выбору их доз и форм. Азотные удобрения следует вносить с учетом содержания доступных форм азота в почвах, фосфора - степени обеспеченности почв подвижным фосфором, калийных - согласно почвенным разновидностям.
Литература
1. Сидок М.В. Мировой рынок сахара в сезоне 2016-2017 г. и его перспективы// Сахар. - 2016. - №12. - С.12-14.
2. Захаренко В.А. Ртищева И.М. Методика оценки влияния химизации сельского хозяйства на экономические показатели сельскохозяйственного производства/ Сб. Повышение экономической эффективности применения минеральных удобрений. - М.: ЦИНАО, 1991. -С.44-53.
3. Региональные нормативы окупаемости минеральных удобрений прибавкой урожая зерновых культур. - М.: ВНИИА, 2016. - 36 с.
4. Прогнозная оценка окупаемости минеральных удобрений прибавкой урожая картофеля в зависимости от агрохимических свойств почв. - М.: ВНИИА, 2014. - 80 с.
5. Система оценки влияния агрохимических факторов на формирование урожайности льна-долгунца. - М.: ВНИИА, 2016. - 124 с.
6. Державин JI.M. Применение минеральных удобрений в интенсивном земледелии. - М.: Колос, 1992. -272 с.
INFLUENCE OF AGROCHEMCAL SOIL PROPERTIES ON THE PAYBACK OF MINERAL FERTILIZERS BY THE EXTRA YIELD OF SUGAR BEET S.A. Schafran, I. V Ilyushenko E.S. Kozeicheva, Pryanishnikov Institute of Agrochemistry, Pryanishnikova ui 31 A, 127550 Moscow, Russia, E-mail: shafran38Caiiiail.ru
The results of the generalization of numerous field experiments, which are carried out by the Russian Agrochemical Service to study the effectiveness of the application of mineral fertilizers for sugar beet in the main areas of its cultivation, are reflected. The results of the research indicate that the effect of mineral fertilizers on the amount of crop increment and on their return on this increment includes various factors, among which the fundamental ones are: genetic properties of the soil, its geographical position and agrochemical properties. The payback of nitrogen fertilizers was mainly influenced by the content of available forms of nitrogen in the soils, phosphorus -the degree of availability of soil mobile phosphorus. The effect of potassium fertilizers depended a little on agrochemical properties, mainly, their effectiveness was provided by potassium doses and natural climatic zones. Keeping in mind the existing ratio between prices for mineral fertilizers and sugar beets, one should expect an economically justified use offormer only under conditions of differentiated choice of fertilizer doses and forms and taking into account the obtained results of our study. Key words: sugar beet, nitrogen, phosphorus and potassium fertilizers, payback, efficiency
УДК 631.82
БАЛАНС ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ЗЕМЛЕДЕЛИИ
ОМСКОЙ ОБЛАСТИ
В.М. Красницкий, Ас.-х.и., А.Г. Шмидт, А.А. Цырк, ЦАС «Омский»
Проведен анализ многолетних данных баланса NPK в земледелии Омской области за 1966-2016 гг. Предложен ряд мероприятий по увеличению интенсивности баланса основных элементов питания. Рассчитана интенсивность баланса элементов питания в почве и выявлены негативные процессы в земледелии Омской области, влияющие на плодородие почв пашни.
Ключевые слова: плодородие почв, удобрения, баланс элементов питания, солома.
DOI: 10.25680/S19948603.2018.101.02
Хозяйственная деятельность в земледелии оказывает многостороннее воздействие на процессы, происходящие в почве. Длительное возделывание сельскохозяйственных культур без мероприятий, поддерживающих плодородие почв, в итоге приводит к деградации земель.
Очень низкие объемы применения минеральных удобрений, снижение использования органических, эрозия почв, прекращение гипсования, известкования и других приемов, поддерживающих плодородие почв, крайне негативно сказываются на сельскохозяйственном производстве.
Баланс элементов питания - один из основных показателей направленности процессов сохранения плодородия почв. Он складывается из его приходной части, которая подразумевает возвращение элементов питания с удобрениями, бобовыми культурами, атмосферными осадками, семенами, а также в результате азотфиксации свободноживущими микроорганизмами.
Расходная часть баланса основана на выносе питательных веществ растениями с урожаем основной и побочной продукции, сорняками. Вынос может дополняться и другими потерями (из-за водной и ветровой эрозии, вымывания в грунтовые воды и т.д.).
Нарушение баланса биогенных элементов в земледелии ведет не только к уменьшению производства продукции и ухудшению ее качества, но и к снижению устойчивости агроландшафтов. В этой связи научно обоснованная компенсация дефицита питательных веществ применением органических и минеральных удобрений должна рассматриваться как экологически обусловленная задача.
В Омской области земледелие длительное время ведется с отрицательным балансом элементов питания. В первые годы химизации земледелия (1965-1970) дефицит баланса элементов питания составлял в среднем -51 кг/га (табл.). За это время было внесено по 2,3 кг д.в/га минеральных удобрений и 0,6 т/га органических.
Баланс NPK в земледелии Омской области, кг/га
Годы Приход Расход Баланс +/-
Всего N Р К Всего N Р К Всего N Р К
1966-1970 9,4 3,5 2,5 2,4 60,5 32,1 9,8 18,6 -51,1 -28,6 -7,3 -15,6
1971-1975 18,9 7,0 6,2 5,7 76,5 40,6 12,4 23,5 -57,6 -33,6 -6,2 -17,8
1976-1980 37,7 10,5 13,0 10,7 67,0 35,6 10,8 20,6 -29,3 -25,1 +2,2 -9,9
1981-1985 58,8 23,4 20,2 15,2 75,9 40,3 12,3 23,3 -17,1 -16,9 +7,9 -8,1
1986-1990 67,6 27,9 26,3 13,3 78,9 41,9 12,8 24,2 -11,4 -14,0 +13,5 -10,9
1991-1995 20,7 8,0 5,8 6,4 81,2 43,2 13,1 24,9 -61,0 -35,2 -7,3 -18,5
1996-2000 30,6 10,4 5,3 14,9 95,8 49,2 17,6 29,0 -65,2 -38,8 -12,3 -14,1
2001-2005 25,2 16,1 4,0 5,1 83,1 40,9 14,5 27,7 -75,9 -22,6 -10,5 -24,8
2006-2010 27,1 14,6 4,1 8,4 82,5 36,4 14,0 32,1 -55,4 -21,8 -9,9 -23,7
2011-2015 20,6 13,6 2,3 4,7 76,1 33,2 11,2 31,7 -55,5 -19,6 -8,9 -27,0
2016 23,3 14,6 2,9 5,8 81,1 35,1 12,0 34,0 -57,8 -20,5 -9,1 -28,2
