CC BY
5УДК 631.811:631.82:631.86
Дзюин Г. П., Дзюин А. Г. Dzyuin G. P., Dzyuin A. G.
ВЛИЯНИЕ БИОРЕСУРСОВ НА КОЭФФИЦИЕНТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВКУЛЬТУРАМИСЕВООБОРОТА
THE INFLUENCE BIOLOGICAL RESOURCES ON THE COEFFICIENTS OF NUTRIENT USE BY CROPS IN CROP ROTATION
На дерново-подзолистой почве определена степень влияния биоресурсов на коэффициенты использования азота, фосфора и калия из минеральных удобрений (КИУ), навоза (КИН) и почвы (КИП) культурами 8-польных севооборотов. Установлено повышение КИУ при внесении минеральных удобрений в сочетании с соломой и навозом и снижение КИН при использовании сидератов и соломы. Значения КИП были более постоянными.
The degree of influence of biological resources of coefficients use of nitrogen, phosphorus and potassium from mineral fertilizers, manure and soil by cultures in eight-field rotations was determined on sod-podzolic soil.An increase of coefficient use of fertilizers with entering of mineral fertilizers in combination with straw and manure, and a decline of coefficient use of manure with using green manure and straw were established.The values of the coefficient use of the soil were more persistent.
Ключевые слова: коэффициент использования, минеральные удобрения, навоз, почва, азот, фосфор, калий.
Key words: coefficients use, mineral fertilizers, manure, soil, nitrogen, phosphorus, potassium.
Дзюин Герцен Петрович -
кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела земледелия, агрохимии и почвоведения ФГБНУ Удмуртский НИИСХ г. Ижевск
Тел/факс: (3412) 629-698 E-mail: ugniish@yandex.ru
Дзюин Александр Герценович -
кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела земледелия, агрохимии и почвоведения ФГБНУ Удмуртский НИИСХ г. Ижевск
Тел/факс: (3412) 629-698 E-mail: ugniish@yandex.ru
Dzyuin Gertsen Petrovich -
Candidate of Agricultural Sciences, a leading researcher at the Department of Farming, Agricultural Chemistry and Soil in the Udmurt Agricultural Research Institute Izhevsk
Phone/fax: (3412) 629-698 E-mail: ugniish@yandex.ru
Dzyuin Alexander Gertsenovich -
Candidate of Agricultural Sciences, a leading researcher at the Department of Farming, Agricultural Chemistry and Soil in the Udmurt Agricultural Research Institute Izhevsk
Phone/fax: (3412) 629-698 E-mail: ugniish@yandex.ru
Рассматриваемая работа позволяет оценить совокупное влияние ряда факторов в системе адаптивно-ландшафтного земледелия. Система на-правленана оптимизацию производства, существенное уменьшение экологических рисков и издержек при получении единицы продукции, на преодоление экологического и производственного кризиса в АПК [1]. Одними из основных принципов этой системыявляются научно-обоснованный севооборот[2,3], воспроизводство плодородия почвы путем применения всех видов органических [4,5], и в качестве компенсирующего источника питания минеральных удобрений [4,5, 6].
В решении проблемы воспроизводства плодородия почв важную роль имеют биоресурсы - навоз, компосты [7,8], сидераты [9], солома [10,11,12]. В современных условиях наиболее актуально использование комплекса биологических средств и приёмов адаптации земледелия.
Их эффективностьизучалась во многих научных учреждениях, в том числе Удмуртском НИИСХ и Ижевской ГСХА. Но исследований с комплексным применением сидератов, соло-
мы, навоза и минеральных удобрений в местных условиях не проводилось.
Цель исследования - изучение влияния навоза, сидератов, соломы и минеральных удобрений в отдельности и в разных сочетаниях на потребление питательных веществ растениями. В задачу исследований входило: определить степень влияния биоресурсов на коэффициенты использования азота, фосфора и калия из минеральных удобрений, навоза и почвы культурами севооборота.
Новизной исследований является изучение эффективности разных по биологии сидераль-ных культур - однолетних бобово-злаковых смесей (вико-овес), зеленой массы озимой ржи, многолетних бобовых трав (клевер 1 г.п.); системное использование сидератов и соломы в севообороте; определение коэффициентов использования питательных веществ культурами при комплексном использовании биоресурсов и минеральных удобрений в севообороте.
Объекты и методы исследований. Опыты проводили в 2001-2008 гг. наопытном поле Удмуртского НИИСХ, расположенного на территории моренно-эрозионного типа агро-ландшафта [13]. В севооборотах изучали виды
Ежеквартальный
научно-практический
журнал
пара: 1 - пар чистый; 2 - пар занятый (вико-овес на корм); 3 - пар сидеральный в севообороте с 2-я годами клевера (вико-овес); 4 - пар сидеральный в севообороте с 1-м годомкле-вера (вико-овес); 5 - пар сидеральный (вико-овес и озимая рожь под овес); 6 - пар сидеральный (клевер 1 г.п.). Опыт был развернут на двух полях, введенных последовательно. Фактор А - севообороты с чередованием культур (в таблице 1). Фактор В (фоны): 1 - без навоза; 2 -навоз 40 т/га. Фактор С (варианты, выборочно): 3 - N РК; 4 - Солома озимой ржи; 6 - Солома + N РК. Под озимую рожь применяли N75Р40К60, ячмень и овёс - N60Р40К40, яровую пшеницу -N60Р60К60. На клевере удобрения не вносили. Повторность опыта - 4-кратная. Площадь делянок - 60 м2. Почва - дерново-подзолистая среднесуглинистая с агрохимическими показателями пахотного слоя: рНш - 5,9, Нг -1,38-1,56, Э - 12,7-14,6 мг-экв/100 г почвы, Р2О5 -
В сочетании с соломой - с 16 до 116 %. Более высокие коэффициенты усвоения азота имели в этом варианте ячмень + клевер, яровая пшеница + клевер (50 и 52 %), клевер 2 г.п. (71 %) и
152-280, К2О - 113-116 мг/кг почвы, гумус - 2,3 %. Коэффициенты использования питательных веществ рассчитывали по методике ЦИНАО [14].
Обсуждение результатов. В местных условиях наиболее полное освещение результатов исследований по изучению выноса и коэффициентовиспользованияNPKиз удобрений и почвы нашло в работах Г.П. Дзюина, В.А. Зедияровой [15], и А.С. Башкова [16]. В настоящей работе мы продолжаем рассмотрение данного вопроса, используя результаты исследований с биоресурсами.
Коэффициенты использования питательных веществ из минеральных удобрений (КИУ) зависели от чередования культур и уровня применения удобрений. На фоне без внесения навоза коэффициенты использования азота под разными культурами изменялись в пределах 11-38 % (вариант 3 таблицы1).
особенно клевер 1 г.п.после пшеницы (116 %). У озимой ржи он составил 16-38 %, у ячменя и овса - 23 %. Коэффициент более 100 % свидетельствует о дефиците азота, вносимого с ми-
Таблица 1 - Коэффициенты использования питательных веществ из минеральных удобрений культурами севооборота, % (среднее по двум закладкам опыта)
Культура Фон Без навоза Навоз
N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О
1 2 3 4 5 6 7 8
Озимая рожь 3. Ы2РК 11 14 31 21 3 -7
4. Солома 40 - - 40 - -
6. Солома + Ы2РК 16 11 60 20 8 14
Ячмень + клевер 3. Ы2РК 27 22 26 18 17 40
4. Солома 40 - - 30 - -
6. Солома + Ы2РК 52 33 45 38 25 24
Клевер 1 г.п. 3. Ы2РК 21 8 57 -5 3 0
4. Солома 120 - - 40 - -
6. Солома + Ы2РК 43 25 74 30 11 -7
Клевер 2 г.п. 3. Ы2РК 38 14 40 48 3 39
4. Солома 210 - - 180 - -
6. Солома + Ы2РК 71 30 110 116 44 167
Яровая пшеница + клевер 3. Ы2РК 32 19 26 41 19 62
4. Солома 70 - - 60 - -
6. Солома + Ы2РК 50 30 60 68 33 88
Клевер 1 г.п. 3. Ы2РК 12 -11 64 54 17 45
4. Солома 170 - - 340 - -
6. Солома + Ы2РК 116 28 62 116 44 243
Озимая рожь 3. Ы2РК 38 22 64 38 14 48
4. Солома 20 - - 80 - -
6. Солома + Ы2РК 38 33 83 55 28 88
Ячмень 3. Ы2РК 25 14 48 23 8 31
4. Солома 20 - - 40 - -
6. Солома + Ы2РК 23 14 43 32 22 57
Овёс 3. Ы2РК 16 17 40 16 22 48
4. Солома 40 - - 2 - -
6. Солома + Ы2РК 23 16 43 20 36 69
Примечание: В таблице знак дефис (-) означает отсутствие данных расчета.
неральными удобрениями. Усвоив, питательное вещество из минеральных удобрений, растения потребляли его из других источников - продуктов распада навоза, сидератов, пожнивных остатков. В варианте с внесением соломы в чистом виде, вследствие иммобилизации азота высокоактивными микроорганизмами, КИУ азота клевером 1 и 2 г.п. повышался до 120-210 % за счет ле гкодоступных к это му времени проду кто в разложения органического вещества - навоза, сидератов, внесенных в паровом поле. У зерновых культур он составил всего 20-40 %.
На фоне навоза с внесением минеральных удобренийпотребление азота клевером1 г.п. (3-й культурой севооборота) прекратилось (КИУ - минус 5 %). У последующих культур КИУ азота из минеральных удобрений был выше (16-54 %). К концу севооборота показатели уменьшились вследствие достатка азота в почве, ежегодно вносившегося с минеральными удобрениями. При совместном применении минеральных удобрений с соломой, амплитуда коэффициента расширилась (20-116 %), но существенного изменения по сравнению с фоном без навоза не произошло. В варианте с чистой соломой КИУ азота у клевера1 г.п. так же возрос до 116 %, у клевера 2 г.п. был в 2 раза выше (340 %), чем на фоне без навоза. У других культур значения КИУ составили 30-80 %, а у овса -всего 2 %, что свидетельствует о достаточном количестве азота для растений.
КИУ фосфорав варианте ^РК на фоне без внесения навоза изменялся в пределах (-11 )-33 % по культурам. На избыток фосфора клевер 1 г.п. (6-я культура) реагировала полным прекращением его использования из минеральных удобрений в последействии. Солома в сочетании с минеральными удобрениями, в результате общего оживления микробиологических процессов (на 9,0-9,8 % в севооборотах 1 и 2), способствовала более активному потреблению фосфора из минеральных удобрений. Значения КИУ достигли 33 %.
На фоне навоза при наличии легкоусвояемого органического фосфора первая культура - озимая рожь, клевер 1 и 2 г.п. отличались слабым его потреблением из минеральных удобрений (3 %). Ячмень и последующие за клевером культуры активнее усваивали фосфор из минеральных удобрений (8-22 %). Солома, при совместном внесении с ^РК, привела к ослаблению потребления растениями органического фосфора и взамен к увеличению минерального фосфора (8-44 %). Как видно, лишь малая часть фосфора минеральных удобрений усваивалась растениями, в основном он накапливался в почве.
КИУ калия был существенно выше, чем фосфора. Он в меньших размерах накапливался в почве. На фоне без навоза коэффициент усвоения изменялся в пределах 26-64 %. В варианте совместного внесения соломы и ^РК его значения были более высокими (43-110 %). Клевер 2 г.п., выбрав весь минеральный калий, усваивал еще калий органического происхождения, в результате чего его
коэффициент достиг 110 %. На фоне навоза размах колебаний КИУ калия наминеральном фоне практически не отличался от фона без навоза - 3162 %. Однако были исключения. Первая культура -озимая рожь, прекратив потребление минерального калия, привела к его накоплению. Прекратила потребление калия и 3-я культура - клевер 1 г.п. В то же время внесение соломы совместно с ^РК привело к состоянию дефицитности минерального калия в почве под клеверами 2 и 1 г.п. В результате ими было использовано значительное количество калия органического происхождения. КИУ калия составил 167-243 % соответственно. Таким образом, коэффициенты использования питательных веществ из минеральных удобрений повышались при внесении их в сочетании с соломой и навозом. Яровая пшеница, клевер 1 г.п. и клевер 2 г.п. отличались повышенными показателями коэффициентов усвоения питательных веществ.
В длительном опыте А. С. Башкова [16]коэффициенты использования зависели от насыщенности севооборота минеральными удобрениями и навозом. Чем выше доза минеральных удобрений, тем ниже КИУ по азоту и калию. Усвоение фосфора не зависело от доз минеральных удобрений. Сравнивая коэффициенты ряда публикаций, автор заметил, что показатели имеют значительный разброс. По азоту в пределах 40-90 %, по фосфору - 10-30 %, по калию - 30-100 %. В наших опытах с использованием биоресурсов размах колебаний составил: по азоту - 11-116 %, по фосфору - (-11)-44 %, по калию - (-7)-243 %.
Коэффициенты использования питательных веществ из навоза (КИН) были низкими(таблица 2), что свидетельствует о достаточном количестве легко усвояемых питательных веществ в почве.Растения снабжались ими из продуктов разложения сидератов, соломы, клевера и растительных остатков. В 8-польном севообороте коэффициенты снижались до середины ротации, затем снова возрастали и стабилизировались с некоторым понижением. Такая же закономерность изменения коэффициентов наблюдалась в 4-й ротации длительного опыта. Всего за ротацию севооборотов из навоза культурами было усвоено азота - 13,6, фосфора - 10,8, калия -45,8 %. Н. Н. Михайлов приводит [17]:
Таблица 2 - Коэффициенты использования NPK из навоза общим урожаем, %
Культура N Р2О5 К2О
Оз. рожь 2,2 1,2 5,6
Ячмень + клевер 1,3 1,2 4,3
Клевер 1 г.п. 0 0 3,9
Клевер 2 г.п. 0,3 0,6 5,6
Яровая пшеница + клевер 1,9 0,9 1,9
Клевер 1 г.п. 3,0 1,5 11,6
Оз. рожь 2,1 0,6 4,1
Ячмень 1,8 2,7 5,4
Овёс 1,0 2,1 3,4
Всего 13,6 10,8 45,8
Ежеквартальный
научно-практический
журнал
по азоту - 25, фосфору - 40 и калию - 70 %. Насыщение севооборота органическим веществом за счёт биоресурсов обеспечило культуры легкодоступными питательными веществами, что привело к снижению эффективности навоза.
Таблица 3 - Коэффициенты использования фосфора и калия из почвы культурами севооборота в зависимости от фона, %
Коэффициенты использования питательных веществ растениями из почвы (КИП) более постоянные и меньше подвергались изменени-
Литература
1. Иванов Д. А., Рубцова Н. Е. Адаптивные реакции с.-х. растений на ландшафтные условия Нечерноземья. Киров : НИИСХ Северо-Востока, 2007. 356 с.
2. Боинчан Б. П. Севооборот - центральное звено в экологическом земледелии // Земледелие. 1994. № 5. С. 20-21.
3. Лебедев Н. С., Ефименко М. Д. Севооборот - важный фактор окультуривания дерново-подзолистых почв // Земледелие. 1993. № 7. С. 19-20.
4. Благовещенская З. К., Могиндович Л. С., Тришина Г А.Земледелие без химизации // Химизация сельского хозяйства.1990. № 11. С. 69-72.
5. Кирдин В. Ф., Саранин Е. К. Биологизация земледелия России // Земледелие.1996. № 6. С. 2-3.
6. Минеев В. Г., Дебрецени В, Мазур Т. Биологическое земледелие и минеральиные удобрения. М. : Колос, 1993. 413 с.
7. Васильев В. А., М. М. Швецов. Применение бесподстилочного навоза для удобрения. М. Колос, 1983. 174 с.
8. Дзюин А. Г., Горчев А. А., Дзюин Г П. Влияние торфонавозного компоста на прод.-
ям. КИП фосфорабыл несколько выше у первой культуры в севообороте - озимой ржи - 7,5 %, клевера 1 г.п. (после пшеницы) и овса - 6,5 % (таблица 3). По сравнению с фосфором больше использовали культуры севооборота калий из почвы. Клевером 1 г.п. - 30,5-51,0 %, клеве-ром2 г.п. - 41,5 %, озимой рожью - 37,5-38,5 % и меньше яровой пшеницей и ячменем - 13,519,0 % в среднем.На фоне навоза заметно снижение КИП фосфора по сравнению с фоном без него и калия у клевера 1 г.п. В основном они соответствуют данным местных авторов [14,15].
Выводы.
1. Установлено максимальное повышение коэффициентов использования азота, фосфора и калия из минеральных удобрений в сочетании с соломой и навозом до 116, 44 и 243 % соответственно.
2. Насыщение севооборотов органическим веществом за счёт сидератов, соломы и др. обеспечивало растения культур легкодоступными питательными веществами, в результате чего коэффициенты использования питательных веществ из навоза существенно снижались.
3. Минеральные удобрения, особенно в сочетании с соломой,способство-
вали повышению коэффициента использования фосфора из почвы до 6-7 % против 4-5 % без удобрений, калия до 30-34 % против 2830 %. Применение навоза в севообороте приводило к тенденции снижения коэффициента использования фосфора из почвы и повышения коэффициента использования калия по большинству культур севооборота.
References
1. IvanovD.A., RubcovaN. E. Adaptive responses of agricultural plants on the landscape conditions of Non-chernozem belt. Kirov, 2007.356 p.
2. BoinchanB.P.Croprotation - central part to ecological farming // Zemledelie. 1994. № 5. P. 20-21.
3. LebedevN.S., EfimenkoM.D.Croprotation - an important factor in cultivation of sod-podzolic soils // Zemledelie. 1993. № 7. P. 19-20.
4. Blagoveshchenskaya Z.K., MogindovichL.S.,Trishina G.A.Farmingwit houtchemicalization // Chemicalization of Agriculture.1990.№ 11.P. 69-72.
5. KirdinV.F., SaraninE.K.Biologization of farming Russia // Zemledelie.1996. № 6. P. 2-3.
6. MineevV.G., DebretceniV., MazurT.Biological farmingand mineral fertilizers. Moscow, 1993.413 p.
7. VasiljevV.A., ShvetcovM.M. The use of liquid manure as fertilizer. Moscow, 1983. 174 p.
8. DzyuinA.G., Gorchev A.A., DzyuinG.P.Effect of peat-manure compost on the productivity of crop rotation and humus content in the
Культура Р2О5 К2О
Без навоза Навоз Среднее Без навоза Навоз Среднее
Озимая рожь 8 7 7,5 38 41 38,5
Ячмень + клевер 6 5 5,5 19 19 19,0
Клевер 1 г.п. 5 3 4,0 35 26 30,5
Клевер 2 г.п. 5 5 5,0 42 41 41,5
Яровая пшеница+ клевер 4 4 4,0 13 14 13,5
Клевер 1 г.п. 6 7 6,5 50 52 51,0
Озимая рожь 6 5 5,5 38 37 37,5
Ячмень 4 4 4,0 17 20 18,5
Овёс 7 6 6,5 22 25 23,5
стьсевоб-та и содерж. гумуса в почве // Современному земледелию - адаптивные технологии : тр. науч.-практ. конф. Ижевск, 2001. С. 57-58.
9. Холзаков В. М. К вопросу биологизации и экологизации земледелия Удмуртии : материалы 20 науч.-практ. конф. / Иж ГСХА. Ижевск:, 2000. С. 72-74.
10. Комаревцева Л. Г. Процессы минерализации и гумификации соломы в почве // Эффективность удобрений и окультуривание почв Северо-Востока Нечернозёмной зоны РСФСР : тр. НИИСХ С-В. Киров,
1984. С. 154-157.
11. Юскин А. А. Влияние соломы и доз азотных удобрений на содержание органического вещества в дерново-подзолистой почве // Аграрная наука - состояние и перспективы : тр. регион. науч.-практ. конф. Ижевск, 2001. Т. II. С. 140-142.
12. Еськов А. И., Новиков М. Н., Мёрзлая Г. Е. Состояние и перспективы исследований по повышению плодородия почв и эффективному использованию органических удобрений // Бюллетень ВИУА. 2001. № 114. С.7-10.
13. Дзюин Г П.,Дзюин А. Г Модели адаптивно-ландшафтных системземледелия в Вятско-Камской ландшафтной провинции : моногр. Ижевск : Ижевская ГСХА, 2010. 279 с.
14. Державин Л. М., Попова Р. Н., Дегтярева Н. И. Методика разработки нормативных показателей выноса и коэффициентов использования питательных веществ с.-х. культурами из мин. удобрений и почвы. М., 1982. 57 с.
15. Дзюин Г П., Зедиярова В. А. Вынос и коэффициенты использования питательных веществ с.-х. культурами // Вопросы повышения плодородия почв на Среднем Урале : тр. / Урал. НИИСХ. Свердловск,
1985. Т. 42. С. 83-91.
16. Башков А. С.Повышение эффективности удобрений на дерново-подзолистыхпочвах Среднего Предура-лья: моногр. Ижевск : Ижевская гСХа, 2013. 328 с.
17. Михайлов Н. Н., Книпер В. П. Определение потребности растений в удобрениях. М.: Колос, 1971. 256 с.
soil // To modern agriculture - adaptive technologies.Proceedings of the Confer. Izhevsk, 2001. P. 57-58.
9. KholzakovV.M.Tothequestionofbiologization and ecologization farming of Udmurtia // Proceedings of the Conference of the Izhevsk State Agricultural Academy. Izhevsk,2000.P. 72-74.
10. KomarevtcevaL.G. Processes of mineralization and humification of straw in the soil // The effectiveness of fertilizers and soil cultivation Northeast Non-chernozem zone of the RSFSR.Kirov,1984. P. 154-157.
11. YuskinA. A. Influence of straw and doses of nitrogen fertilizers on the content of organic matter in the sod-podzolic soil // Agricultural science - the state and prospects: Proceedings of the Regional Conference. VolII. Izhevsk,2001.P. 140-142.
12. EsjkovA.I., NovikovM.N., MyorzlayaG.E.Status and prospects of research to improve soil fertility and efficient use of organic fertilizers // Bulletin of All-Russian Research Institute of Agricultural Chemistry. 2001.№ 114. P.7-10.
13. DzyuinG.P., DzyuinA.G.Models of adaptive-landscape systems of agriculture in the Vyatka-Kama landscape province: monograph. Izhevsk, 2010.279 p.
14. DerzhavinL.M., PopovaR.N., DegtyarevaN.I. Methods of development of normative parameters of removal and the coefficients use of nutrients by agricultural cultures from mineral fertilizers and soil. Moscow, 1982.57 p.
15. DzyuinG.P., ZediyarovaV.A.Removal and the coefficients use of nutrients by agricultural cultures // Questions to improve soil fertility in the Middle Urals. Sverdlovsk, 1985.Vol. 42.P. 83-91.
16. BashkovA.S.The riseof fertilizer effectiveness on sod-podzolic soils in the Middle Ural: monograph. Izhevsk, 2013.328 p.
17. Michajlov N.N., Kniper V.P.Determining the need plants for fertilizer. Moscow, 1971. 256 p.
