CC BY
19
УДК 574.4;631.82:631.86:631.582
ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ НА БАЛАНС ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ В ЗЕРНОПРОПАШНОМ СЕВООБОРОТЕ
Е.И. Золкина
Всероссийский НИИ органических удобрений и торфа, e-mail: ek.zolkina2017@yandex.ru
В длительном полевом опыте изучено влияние минеральной, органической и органоминераль-ной систем удобрения на продуктивность зернопропашного севооборота и баланс элементов питания. Установлено, что эффективность органоминеральной системы удобрения (навоз, 10 т/га + N50P25K60) была более высокой, она обеспечивала продуктивность зернопропашного севооборота в 10-й ротации 34,5 ц зерн.ед/га с окупаемостью 1 кг NPK 7,4 кг зерн.ед., при интенсивности баланса по азоту 230%, фосфору - 185 и калию 214%.
Ключевые слова: система удобрения, дерново-подзолистая почва, севооборот, баланс, азот, фосфор, калий, продуктивность.
INFLUENCE OF LONG-TERM APPLICATION OF FERTILIZER SYSTEMS ON BALANCE OF NUTRIENTS IN GRAIN-ROW CROP ROTATION
E.I. Zolkina
All-Russian Scientific-Research Institute for Organic Fertilizers and Peat, e-mail: ek.zolkina2017@yandex.ru
In long-term field experiment the influence of mineral, organic and organic-mineral fertilization systems on the productivity of grain-crop rotation and the nutrition balance. The efficiency of organic-mineral system offertilizers (10 t/ha of manure + N50P25K60) was higher, it provided a productive grain crop rotation 10th rotation of 34.5 C grain unit/ha with a payback of 1 kg NPK of 7.4 kg of grain units, when the intensity balance for nitrogen 230%, phosphorus - 185 and potassium 214%.
Keywords: fertilizer system, soddy-podzolic soil, crop rotation, balance, nitrogen, phosphorus, potassium, productivity.
Применение систем удобрения в агроценозе с учетом состояния баланса элементов питания позволяет не только получать планируемые урожаи сельскохозяйственных культур, но и способствуют воспроизводству плодородия почвы [1-3]. Для характеристики круговорота биогенов в агрохимии широко используют расчеты баланса. Дефицит биогенных элементов в земледелии ведет не только к уменьшению производства продукции, но и к снижению устойчивости агроландшафтах. Поэтому важно правильно управлять круговоротом питательных веществ в земледелии и создавать их активный баланс, предотвращая их потери в окружающую природную среду [4]. Особый интерес представляют исследования баланса элементов питания (КРК) в длительных стационарных опытах с удобрениями [5]. В них учитывают многолетнее внесение по ротациям севооборота различных питательных элементов с удобрениями и вынос их с урожаями.
Цель исследования - установить влияние различных систем удобрения на продуктивность севооборота, определить баланс элементов питания, обеспечивающих сохранение и повышение почвенного плодородия.
Объекты и методы. Исследования проводили в длительном стационарном опыте ВНИИОУ на дерново-подзолистой супесчаной почве [6]. Опыт заложен в 1968-1969 гг. в севообороте с чередованием культур: однолетний люпин - озимая пшеница -картофель - ячмень. Изучали эффективность трех систем удобрения: (органическая, минеральная и органоминеральная) при двух уровнях удобренно-сти. Схема опыта: 1. Без удобрений; 2. Р50К50; 3. N5^50; 4. N50^0; 5. К5оР5оК6о; 6. Навоз, 10 т/га; 7. Навоз, 20 т/га; 8. ^0Р25К60; 9. ^0Р50К90; 10. Навоз, 5 т/га + ^5Р12К30; 11. Навоз, 10 т/га + 12. Навоз, 10 т/га + №,0Р25; 13. Навоз, 10 т/га + ^0Р25К60; 14. ^ооР5оКш; 15. ^оР25К6о; 16. Навоз, 10 т/га + ^00Р50К120. В 1984-1989 гг. исследовали последействие удобрений. Начиная с 1990 г., в схему опыта внесены изменения: в варианте 11 начали вносить навоз, 10 т/га + ^0Р25К60 + солома; на варианте 12 -навоз, 10 т/га + ^0Р25К60 + солома + сидерат; 15 -^„РЛ + солома. Остальные варианты сохранены без изменений, из которых для изучения баланса питательных веществ были выбраны следующие: без удобрений; органическая навоз, 10 т/га (1 доза); органическая навоз, 20 т/га (2 дозы); минеральная ^0Р25К<50 (эквивалентно 1 дозе навоза); органоми-
неральная навоз, 5 т/га + ^5Рх2К30 (эквивалентно 1 дозе навоза); органоминеральная навоз, 10 т/га + К50Р25К60 (эквивалентно 2 дозам навоза); минеральная К100Р50К120 (эквивалентно 2 дозам навоза), которые выровнены по количеству питательных веществ в дозах, эквивалентных, соответственно, 10 и 20 т/га навоза на 1 га. Повторность - четырехкратная, размер делянок 161 м2 (7 х 23 м2). Опыт входит в Географическую сеть опытов с удобрениями России.
В статье представлены данные за 10-ю ротацию севооборота (2010-2014 гг.). В приходной части принимали во внимание поступление с удобрениями, семенами, атмосферными осадками, а также поступление азота за счет симбиотической азот-фиксации однолетним люпином. В расходную часть включали вынос с отчуждаемой частью урожая. Содержание основных элементов питания в основной и побочной продукции, а также в почве определяли в лаборатории массовых анализов института, согласно ГОСТ.
Почва опытного участка - дерново-подзолистая супесчаная, низкой степени окультуренности. Перед закладкой опыта в пахотном (0-20 см) слое содержалось: гумус 1,05-1,17%, подвижный фосфор (по Кирсанову) 14-25 мг/кг, обменный калий (по Масловой) 63-104 мг/кг, рН 6,2-6,5, гидролитическая кислотность 1,0-2,2 мг-экв/100 г.
Климатические условия во многом определяют уровень усвоения растениями элементов минерального питания и интенсивность продукционного процесса культур [7]. В 2010-2014 гг. они были контрастными для Центрального Нечерноземья и Мещерской низменности. Два года соответствовали средним многолетним нормам и три года - засушливые, что отрицательно сказалось на продуктивности сельскохозяйственных культур.
Результаты исследований. Рассматривая влияние различных систем удобрения по действию на продуктивность культур зернопропашного сево-
оборота за 10-ю ротацию, следует отметить, что при средних дозах внесения удобрения органоми-неральная и минеральная система были равноценны, а при повышенных дозах эффективность орга-номинеральной системы была несколько выше, по сравнению с минеральной. Прибавка урожая при этом составила 90-138%. Органическая система удобрений, как при средних, так и повышенных дозах их внесения, по действию на продуктивность культур уступала минеральной, особенно на зерновых (табл. 1).
В 10-й ротации из-за сильной засухи 2010, 2011 и 2013 гг. продуктивность однолетнего люпина по сравнению со среднемноголетней снизилась на 27%; озимой пшеницы, возделываемой по люпину, на 25%. Прибавка урожая картофеля и ячменя от удобрений была в 3,1 и 3,3 раза ниже, чем в годы с нормальным увлажнением. Оплата 1 кг КРК при использовании органической системы удобрения составила 4,3-4,9 кг зерн.ед., органоминеральной -7,4-9,6 кг, минеральной 7,1-9,9 кг зерн.ед. (табл. 1).
За 10-ю ротацию севооборота однолетним люпином было фиксировано от 66 до 183 кг/га азота, его баланс оказался положительным, однако рассчитанное обогащение почвы симбиотическим азотом составило всего 9-12 кг/га, что не соответствует приросту урожая озимой пшеницы, выращиваемой после люпина. Среднегодовое поступление азота с семенами и атмосферными осадками составило 44 кг/га за ротацию (табл. 2).
Основную расходную часть баланса азота представляет вынос его с отчуждаемой частью урожая. Вынос азота с урожаем без удобрений составил 94 кг/га, на удобренных вариантах - 128-262 кг/га. Применение азотных удобрений в сочетании с навозом способствовало увеличению выноса азота и росту урожайности, при этом баланс его становился положительным. С повышением уровня удоб-ренности при среднегодовой дозе азота 100 кг/га интенсивность баланса при использовании
1. Влияние систем удобрения на продуктивность сельскохозяйственных культур _ в 10-й ротации севооборота, ^ ц/га__
Система удобрений Однолет- Озимая Карто- Ячмень Среднегодо- Прибавка Оплата
ний лю- пшеница фель (зерно) вая продук- урожая 1 кг д.в.
пин (зе- (зерно) (клубни) тивность ц % удобрений
леная масса) севооборота, ц зерн.ед/га зерн.ед/га урожаем, кг зерн.ед.
1. Без удобрений 103 14,7 68,0 6,4 14,5 - - -
2. Органическая (навоз, 10 т/га) 107 23,8 107,5 9,6 21,0 6,5 45 4,9
3. Органоминеральная (навоз, 5 т/га + ^Р^) 120 29,1 142,5 14,7 27,5 13,0 90 9,6
4. Минеральная (К50Р25К60) 109 28,6 166,5 15,2 27,8 13,3 92 9,9
5. Органическая (навоз, 20 т/га) 123 29,9 133,0 11,2 26,2 11,7 81 4,3
6. Органоминеральная (навоз, 10 т/га + N^2^) 135 32,1 209,0 18,6 34,5 20,0 138 7,4
7. Минеральная (^00Р50К120) 158 27,6 191,5 21,0 33,8 19,3 133 7,1
НСР095, ц/га 26,6 4,2 57,1 4,7
2. Баланс азота в зернопропашном севообороте за 10-ю ротацию (2010-2014 гг.), кг/га
Вариант Поступление азота Вынос азота с урожаем Баланс Интенсивность баланса, % Коэффициент использования азота удобрений, %
с семенами и осадками минеральными и органическими удобрениями с симбиотиче-ской азотфик-сацией всего
1 44 - 66 110 94 16 117 -
2 44 200 90 334 128 206 261 17
3 44 200 125 369 179 190 206 42
4 44 200 130 374 185 189 202 46
5 44 400 127 571 181 390 315 22
6 44 400 164 608 235 373 259 35
7 44 400 151 595 215 380 277 30
Примечание. Расшифровка вариантов дана в таблице 1 и в тексте.
3. Баланс фосфора и калия за 10-ю ротацию (2010-2014 гг.) зернопропашного севооборота __при использовании различных систем удобрений, кг/га_
Вариант Поступление Вынос с урожаем Баланс Интенсивность баланса, % Коэффициент использования, %
с семенами и осадками с удобрениями всего
Фосфор
1 9 - 9 42 -33 21 -
2 9 100 109 65 44 168 23
3 9 100 109 80 29 136 38
4 9 100 109 79 30 138 37
5 9 200 209 85 124 246 22
6 9 200 209 98 111 213 28
7 9 200 209 96 113 218 27
Калий
1 24 - 24 68 -44 35 -
2 24 240 264 110 154 240 17
3 24 240 264 155 109 170 36
4 24 240 264 157 107 168 37
5 24 480 504 150 354 336 17
6 24 480 504 228 276 221 33
7 24 480 504 218 286 231 31
Примечание. Расшифровка вариантов дана в таблице 1 и в тексте.
органической системы удобрений составила 315%, по минеральной - 259 и органоминеральной - 277%.
Коэффициент использования азота при применении органических удобрений составил 17% при средней дозе (навоз, 10 т/га) его внесения и 22% при высокой (навоз 20, т/га), в то время как азота минеральных удобрений увеличила его, соответственно до 42 и 35%.
При среднегодовой продуктивности севооборота без удобрений 14,5 ц зерн.ед/га баланс фосфора и калия складывается отрицательным. С увеличением дозы фосфора до 50 кг/га его баланс становится положительным (табл. 3). Интенсивность баланса фосфора при использовании органической системы удобрений составляла 168-246%, по органоминеральной - 138-218%, по минеральной - 136-213%. При внесении среднегодовой дозы навоза (10 т/га) коэффициент использования фосфора равнялся 23%, при внесении эквивалентного количества минеральных удобрений - 38%. При использовании повышенных доз удобрений, соответственно 22 и
28%. При совместном использовании органических и минеральных удобрений коэффициент использования фосфора возрастает до 27-37%. Следует отметить, что фосфор из органических удобрений усваивался не хуже, чем из минеральных.
Вынос калия с урожаем сельскохозяйственных культур в контроле составил 68 кг/га; при использовании средних доз удобрений он увеличивается до 155 кг/га. Применение калийных удобрений в дозе К60 обеспечивало интенсивность баланса 170%, в дозе Кш - 221% (табл. 3). При внесении навоза интенсивность баланса калия была выше, а коэффициент его использования из удобрений ниже по сравнению с эквивалентным количеством минеральных удобрений, что объясняется более низкой урожайностью и выносом калия по органической системе удобрения. Коэффициенты использования калия при минеральной и органоминеральной системах удобрения были практически одинаковы.
Таким образом, результаты 49-летнего длительного стационарного опыта по сравнитель-
ной оценке систем удобрений показали, что при зование азота навоза не уступает минеральному.
использовании повышенных доз удобрений более Коэффициент использования азота при органо-
эффективна органоминеральная система удоб- минеральной системе составил 30-46%. Приме-
рения. Эффективность минеральной системы нение органической системы удобрения повысило
удобрений при умеренных дозах их внесения рав- интенсивность баланса фосфора до 168-246%,
на эффективности органоминеральной. Не- минеральной до 136-213%, органоминеральной
смотря на неблагоприятные метеорологические 138-218%.
условия 2010-2014 гг., применение навоза 10 т/га Применение калийных удобрений в дозе К60
в сочетании с N50P25K60 обеспечивает получение в обеспечивало интенсивность баланса 170%; в
севообороте 34,5 ц зерн.ед/га при окупаемости 1 дозе К120 - 221%. Для получения продуктивности
кг NPK 7,4 кг зерн.ед. севооборота 30-35 ц зерн.ед./га необходимо обес-
Балансовые расчеты показали, что при соче- печить интенсивность баланса калия 100%, для
тании минеральных удобрений с навозом исполь- 40-45 ц зерн.ед/га -150-160%.
Литература
1. Лукин С.М., Ермакова Л.И. Влияние длительного применения различных систем удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур и агрохимические свойства почвы / Научные основы и технологии воспроизводства плодородия почв и использования органических удобрений. Научные труды ВНИПТИОУ, вып. 1, Владимир, 1998. - С. 41-50.
2. Лукин С.М. Агроэкологическое обоснование систем применения удобрений в севооборотах на дерново -подзолистых супесчаных и песчаных почвах: автореф. дисс. д.б.н.: 06.01.04. - Москва, 2009. - 48 с.
3. Минеев В.Г. Воспроизводство плодородия почвы и экологические функции удобрений в агроценозе // Проблемы агрохимии и экологии, 2008, № 1. - С. 3-6.
4. Лукин С.В. Круговорот основных питательных элементов в земледелии белгородской области // Достижения науки и техники АПК, 2012, № 4. - С. 15.
5. Русакова И.В. Влияние соломы зерновых и зернобобовых культур на содержание углерода, агрохимические свойства и баланс элементов питания в дерново-подзолистой почве // Агрохимический вестник, 2015, № 6. - С. 6-10.
6. Соловьев П.П., Гасова В.П. Влияние удобрений и их сочетаний на продуктивность севооборота, качество продукции и плодородие почвы // Результаты исследований в длительных опытах с удобрениями по зонам страны. Труды ВИУА, вып. 11. - М.: 1982. - С. 24-57.
7. Никитишен В.И., Личко В.И. Формирование продуктивности агроэкосистем при применении минеральных удобрений и действии климатических факторов в условиях ополий центральной России // Агрохимия, 2008, № 12. -С. 20-28.
ОБЩЕСТВЕННЫЕ СЛУШАНИЯ
18 января 2018 г. в 15:00 в здании администрации городского округа Серебряные Пруды: 142970, Московская обл., р.п. Серебряные Пруды, ул. Первомайская, д. 11 состоятся общественные обсуждения (в форме слушаний), с гражданами и общественными организациями материалов проектно-технической документации (ПТД), включая ТЗ и проекты материалов ОВОС, объектов Государственной экологической экспертизы агрохимикатов: Удобрение азотное серосодержащее марка КЫ^ (26:13), Аммиак безводный сжиженный марки: Ак и Б, регистрант ПАО «КуйбышевАзот»; Карбамид с серой марок С12; С7,5; С4, регистрант АО «НАК «Азот»; Калий хлористый (гранулированный, мелкий), регистрант ООО «ФосАгро-Орел», Мука известняковая (доломитовая), регистрант ООО «Энергия». Агрохимикаты как объекты ГЭЭ, рекомендуются к применению на территории России. Материалы ПТД агрохимикатов представляет ООО «НПО Агрохимсоюз»: г. Москва, ул. Большая Академическая, д. 44, корп. 2. Копии материалов ПТД на агрохимикаты доступны для рассмотрения в течение 30 дней с 18 декабря 2017 г. по 17 января 2018 г. с 10.00 до 15.00 в ООО «Сельхозхимия», 142970, Московская обл., р.п. Серебряные Пруды, ул. Мичурина д. 1. Тел.: (496) 673-14-45. Письменные предложения направлять в ООО «Сельхозхимия». Приглашаются все желающие. При себе иметь паспорт. Проведение общественных обсуждений обеспечивает вышеуказанная организация совместно с Администрацией городского округа Серебряные Пруды Московской области.
