CC BY
146
УДК: 631.8:631.582:633:631.559
ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ В ЗЕРНОТРАВЯНОМ СЕВООБОРОТЕ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
Н.А. ВОРОНКОВА, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник Н.Ф. БАЛАБАНОВА, аспирант Сибирский НИИСХ Россельхозакадемии E-mail: [email protected]
Резюме. Исследования проводили с целью определения влияния длительного применения удобрений в зерно травяном севообороте (многолетние травы (люцерна) 3-х лет использования - пшеница - пшеница - овёс) на агрохимические свойства чернозема выщелоченного и урожайность сельскохозяйственных культур. Схема опыта предусматривала изучение следующих факторов: внесение минеральных удобрений (без удобрений; N13P45; N28P5K28), внесение навоза (без навоза; навоз КРС10 т на 1 га севооборотной площади), внесение соломы (без соломы; солома в количестве соответствующем урожаю). Приоритетное направление повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и поддержания стабильного состояния плодородия почвы - биологизация, включение в севооборот многолетних бобовых трав (люцерны) до 50 % площади. Содержание гумуса (6,77 %) за 18 лет в таком севообороте в варианте без удобрений существенно не изменилось при средней продуктивности севооборота 2,13 т/га зерн. ед. Систематическое внесение минеральных удобрений и навоза обеспечило увеличение содержания нитратного азота (слой почвы 0...40 см) соответственно на 20.47 и 32 %, подвижного фосфора (слой почвы
0. 20 см) - на 43. 81 и 22 %. Использование измельченной при уборке соломы в качестве органического удобрения не оказывало существенного влияния на азотный и фосфатный режимы почвы. Наибольший прирост (0,41 %) содержания гумуса в почве (исходное количество 6,73 %) получен в варианте N28P65K28 + навоз. Особенно эффективны биологизированные системы удобрений: использование соломы, навоза в сочетании с минеральными удобрениями (N28PfS5K28 на 1 га севооборотной площади). Самая высокая прод2у8кт65ив2н8ость зернотравяного севооборота - 2,99 т/га зерн. ед отмечена при комплексном применении минерального удобрения (N28P65K28) с навозом и соломой, что на 0,86 т/га зерн. ед., или на 40 % выше, чем в варианте без удобрений.
Ключевые слова: агрохимия, удобрения, минеральное питание, гумус, чернозем выщелоченный, зернотравяной севооборот, продуктивность.
Последовательное решение проблемы увеличения и улучшения качества продукции сельскохозяйственных культур на черноземных почвах лесостепи Западной Сибири неразрывно связано с необходимостью поддержания их потенциального и эффективного плодородия. Один из основных способов сохранения плодородия почв и повышения продуктивности агроценозов - рациональное применение минеральных и органических удобрений [1...4].
При разработке, научном обосновании и освоении систем удобрений первостепенное значение имеют сведения, полученные в длительных опытах, проведение которых основано на комплексном подходе к изучению взаимосвязи плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур в системе «почва-растение-удобрение» [5, 6].
Цель наших исследований - определить влияние длительного применения удобрений в зернотравяном севообороте на агрохимические свойства чернозема выщелоченного и урожайность сельскохозяйственных культур.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в стационарном многофакторном опыте, заложенном в 1987 г. в шестипольном зернотравяном севообороте со следующим чередованием культур: многолетние травы (люцерна) 3-х лет использования -пшеница - пшеница - овёс. Севооборот развернут во времени и в пространстве.
Опыт заложен методом расщепленных делянок по схеме 3x2x2.
Фактор А - минеральные удобрения (кг д.в./га севооборотной площади): без удобрений; ^3Р45; ^8Р65К28.
Фактор В - навоз (КРС): без внесения (Н0); 10 т на 1 га севооборотной площади (Н1).
Фактор С - солома: без внесения (С0); в дозе соответствующей урожаю (С1).
На основе изучаемых факторов проводили оценку следующих агротехнологий:
биологическая (I) - использование в качестве удобрительных средств соломы и навоза.
комбинированная (II) - применение оптимальных доз азотно-фосфорных удобрений как раздельно, так и в сочетании с органическими.
интенсивная (III) - применение минеральных удобрений, рассчитанных на получение максимально возможного урожая, как раздельно, так и в сочетании с органическими.
Почва опытного участка - чернозем, выщелоченный среднегумусовый тяжелосуглинистый с содержанием гумуса по результатам анализа образцов, отобранных в 1987 г., 6,4...6,6 % (по Тюрину), валовых азота и фосфора - 0,32 и 0,20 %, подвижного фосфора и обменного калия 105.128 и 350.420 мг/кг почвы (по Чирикову) соответственно. Сумма обменных катионов равна -32,1 мг-экв/100 г почвы, в их составе преобладает кальций (88,7 %), доля магния - 10,6 % от общей емкости поглощения, натрия - менее 1 %, рНКС| - 6,45.6,97.
В качестве удобрения использовали аммиачную селитру, аммофос и хлористый калий. Аммофос вносили весной до посева локально сеялкой на глубину 6.8 см, аммиачную селитру и хлористый калий - вразброс под предпосевную культивацию. Подстилочный полупере-
Таблица 1. Содержание нитратного азота (слой почвы 0...40 см) в среднем по зернотравяному севообороту в зависимости от длительного применения минеральных удобрений, навоза и соломы, мг/кг (1991-2008 гг.)
Технология Минеральное удобрение, кг д.в./га С0Н0 С1 Н1 В среднем по технологии
I Без удобрений 8,3 8,7 11,6 9,5
II N P 12,7 11,3 13,8 12,6
III N P К 14,6 13,7 15,4 14,6
В среднем по фактору 11,2 13,6
НСР05 4 - 0,18; НСР05 В - 0,13; НСР05 С - F< F
05 ’ ’ 05 1 1 05 ф т
Таблица 2. Содержание подвижного фосфора (слой почвы 0...20 см) в среднем по зернотравяному севообороту в зависимости от длительного применения минеральных удобрений, навоза и соломы, мг/кг (1991-2008 гг.)
Таблица 3. Содержание гумуса (слой почвы 0.20 см) в среднем по зернотравяному севообороту в зависимости от длительного применения минеральных удобрений, навоза и соломы (1991 -2008 гг.)
Техно- логия Вариант Исходное После III ротации
I Без удобрений 108 115
С1 109 118
Н1 118 140
Ч3Р45 113 162
II N^45+ С1 104 166
ЧзР45+ Н 112 185
^РК 1 28 65 28 111 201
III . .28 65 28 + С1 105 194
^РК + Н1 119 213
НСР05 28 65 28 1 27
Техно-
логия
Вариант
Гумус,
%
± от содержания
исходного контроля
II
III
Без удобрений
Н?
^Р45 „
м13р45+ н1
Й45К,1 н
м28 р5 К8 ++ Н
нС Р0655 28 1
6,77 0,04 -
6,78 0,03 0,01
6,96 0,26 0,19
6,83 0,15 0,06
6,90 0,17 0,13
7,04 0,29 0,27
6,99 0,22 0,22
6,94 0,16 0,17
7,18 0,41 0,41
0,17 0,16
превший навоз (КРС) заделывали один раз за ротацию осенью после уборки овса.
В опытах высевали районированные сорта: пшеницы -Памяти Азиева; люцерны - Флора 7 и овса - Орион.
Агротехника возделывания сельскохозяйственных культур - общепринятая для зоны.
Анализы почвы проводили стандартными агрохимическими методами [7] в лаборатории агрохимии СибНИИСХ.
Результаты исследований обработаны методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [8].
Результаты и обсуждение. Обеспеченность растений нитратным азотом перед посевом культур была достоверно выше на удобренных фонах. При внесении ^3Р45 превосходство над вариантом без удобрений составило 4,3 мг/кг, ^8Р65К28 - 6,3 мг/кг (табл. 1).
При систематическом внесении навоза (три ротации) в среднем по севообороту обеспеченность растений нитратным азотом находилась на уровне 53,4 кг/га. Применение соломы не оказывало существенного влияния на азотный режим почвы.
Внесение аммофоса в дозах Р45 и Р65 обеспечивало положительный баланс этого элемента. Содержание Р2О5 в почве увеличивалось на 47 и 86 мг/кг, соответственно.
Применение навоза повышало содержание подвижного фосфора на 25 мг/кг, или 22 %. При комплексном внесении навоза и фосфорных удобрений наблюдалась положительная динамика величины этого показателя. В сравнении с вариантом без удобрений, она увеличилась на 70...98 мг/кг.
При внесении соломы содержание подвижного фосфора, в сравнении с неудобренным фоном, фактически не менялось.
Концентрация обменного калия в почве (слой 0. 20 см) под сельскохозяйственными культурами отличалась определенной стабильностью. Коэффициенты вариации величины этого показателя в зависимости от доз и видов применяемых удобрений варьировали от 4 до 6 %.
Исследования по изучению влияния удобрений на содержание гумуса в почве показали, что в зернотравяном севообороте, где 50 % площади занимают многолетние бобовые травы (люцерна) процессов дегумификации не наблюдалось.
В варианте без применения удобрений содержание гумуса за 18 лет практически не изменялось и составляло все эти годы 6,73.6,77 % (табл. 3). При использовании соломы оно также оставалось на исходном уровне.
Один из значимых приёмов регулирования содержания гумуса в почве - внесение навоза. После третьей ротации
севооборота в этом варианте оно возросло, в сравнении с исходным, на 0,26 %.
Наибольший прирост гумуса отмечен в варианте ^8Р651<28 + навоз, где его содержание превзошло исходное на 0,41 %. Такое преимущество совместного использования удобрений, на наш взгляд, объясняется ростом количества органического вещества, поступающего в почву, которое суммируется из корне-пожнивных остатков сельскохозяйственных культур и органического вещества навоза, а также увеличением дозы азота ^28).
Улучшение условий минерального питания посредством систематического внесения удобрений повышало продуктивность севооборота, в сравнении с вариантом без их применения, на 0,13.0,86 т зерн. ед./га (табл. 4).
Таблица 4. Продуктивность зернотравяного севооборота в зависимости от длительного применения минеральных удобрений, навоза и соломы, т зерн. ед./га (1991-2008 гг.'
Техно- логия Удобрения, кг д. в/га С0Н0 С1 Н1 С1Н1
I Без удобрений 2,13 2,26 2,51 2,45
II N Р 2,49 2,54 2,69 2,70
III 13 45 N Р К 28 65 28 2,82 2,87 2,96 2,99
НСР05 4 - 0,18; НСР05 В - 0,13; НСР05 С - Fф< F
05 1 1 05 ’ ’ 05 ф т
За три ротации зернотравяного севооборота (18 лет) наибольшая его продуктивность (2,82.2,99 т зерн. ед./ га) отмечена при возделывании культур по интенсивной технологии. Использование минеральных удобрений в суммарной дозе 68 кг д.в/га повышало величину этого показателя, в сравнении с неудобренным фоном, на 0,36 т/га зерн. ед., 121 кг д. в/га - на 0,69 т/га зерн. ед. Действие навоза КРС на продуктивность севооборота (дополнительно получено 0,38 т/га зерн. ед.) было аналогично эффекту минеральных удобрений в дозе ^3Р45. При использовании соломы отмечена тенденция увеличения продуктивности на 0,13 т/га зерновых единиц.
Выводы. Длительное (более 20 лет) применение удобрений в системе зернотравяного севооборота оптимизирует агрохимические свойства чернозема выщелоченного. Внесение минеральных удобрений и навоза обеспечивает увеличение содержания нитратного азота (слой почвы 0.40 см) соответственно на 20.47 и 32 %, подвижного фосфора (слой почвы 0.20 см) - на 43.81 и 22 %. Использование в качестве органического удобрения измельченной при уборке соломы не оказывает существенного влияния на азотный и фосфорный режимы почвы.
Систематическое применение навоза КРС в дозе 10 т/га пашни в севообороте увеличило содержание гумуса
на 0,26 %. При комплексном использовании минеральных навоза КРС - на 18 %. Эффективность соломы ока-
удобрений и навоза ^28 Р65К28 + Н1) оно возросло на 0,41 %. залась невысокой, однако и отрицательного влияния
Действие соломы на гумусовый режим почвы было не её на урожайность сельскохозяйственных культур не
существенным. установлено. Наибольший прирост (0,86 т/га зерн. ед.,
Продуктивность зернотравяного севооборота при или 40 %) продуктивности севооборота отмечен при ис-
длительном применении минеральных удобрений пользовании органоминеральной системы удобрений,
^13Р45 и ^8Р65К28 кг д.в./га севооборотной площади) сочетающей внесение повышенных доз минеральных
увеличилась соответственно на 17 и 32 %, при внесении удобрений, навоза и соломы ^28Р65К28 + С1+Н1).
Литература.
1. Синягин И.И., Кузнецов Н.Я. Применение удобрений в Сибири. - М.: Колос, 1979. - 373 с.
2. Кочергин А.Е. Эффективность удобрений на черноземах Западной Сибири//Агроклиматическая характеристика почв СССР. Районы Западной Сибири. - М., 1968. - С.316-336.
3. Гамзиков Г.П. Азот в земледелии Западной Сибири. - М.: Наука,1981. - 266 с.
4. Кочергин А.Е. Система удобрений в севооборотах// Применение удобрений в Омской области/ Сиб. отд-ние ВАСХ-НИЛ. - Новосибирск, 1985. - С.36-46.
5. Аникст Д.М. О результатах опытов с дозами минеральных удобрений под яровую пшеницу в различных почвенноклиматических зонах СССР// Агрохимия. - 1971. - №11. - С.64-73.
6. Кирюшин В.И., Южаков А.И., Романова Н.Л., Власенко А.Н. Моделирование зональных систем земледелия на основе полевых экспериментов//Вест. с.х. науки. - 1990. - № 8.
7. Агрохимические методы исследования почв/АН СССР [и др.]. - 5-е изд., доп. и перераб. - М.: Наука, 1975. - 494 с.
8. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований): учебник. -М.: Колос, 1979. - 416с.
INFLUENCE OF LONG -TERM FERTILIZERS APPLICATION IN A CORN-GRASSY ROTATION ON AGROCHEMICAL PROPERTIES OF LEACHED CHERNOZEM IN WESTERN SIBERIA N.A. Voronkova, N.F. Balabanova
Summary. Priority in order to increase productivity of agricultural crops and the maintenance of soil fertility is the using crop rotations with biological components, which includes perennial legumes grasses (lucerne)-50% of the area. Humus content (6,77%) for 18 years this crop rotation in variant without fertilization has not changed significantly, with an average productivity of crop rotation -2,13 tons per hectare grain units. The systematic application of mineral fertilizers, manure increased of nitrate nitrogen (soil layer 0-40 cm) respectively at 20-47% and 32%, mobile phosphorus (soil layer 0-20 cm) respectively at 43-81% and 22%. Using chopped straw, as organic fertilizer does not have a significant impact on nitrogen and phosphate soil regimes. The most effective fertilizer application system is which include biological components as straw, manure in combination with mineral fertilizers (N28R65K28 per hectare of crop rotation). The highest increasing the humus content in soil (0.41%) was obtained in variant N28R65K28 + manure in comparison with the initial amount of the 6,73 percent. Maximum productivity of grain-grass crop rotation - 2,99 t/ha of grain units was realized in the integrated application of mineral fertilizers (N28R65K28) with manure and straw. It is higher at 0,86 t per ha grain units or 40% if compare with variant without fertilizers.
Key words: agrochemistry, fertilizer, mineral nutrient, humus, leached chernozem, corn-grassy rotation, productivity.
УДК 631.582:631.81:631.559:631.452
ВЛИЯНИЕ ВИДОВ ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ
ПРОДУКТИВНОСТЬ ПАШНИ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ
И.Д. СОСНИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
Пермский НИИСХ Россельхозакадемии Е-mail:[email protected]
Резюме. Исследования проводили с целью определения влияния органических (навоза, зелёныхудобрений, корневых и поукосных растительных остатков культур, возделываемых в паровых полях) и минеральных удобрений на накопление органического вещества (гумуса), урожайность зерновых и продуктивность пашни в севообороте. Систематическое внесение навоза в паровом поле повышает содержание гумуса в пахотном слое почве на 0,19 %, сочетание навоза с внесением удобрений под зерновые - на 0,51 % (до 2,0 %). Ежегодное накопление органического вещества составляет459.522 кг/га. Севообороты с занятым и сидераль-ными парами, используя и реализуя высокий биологический потенциал возделываемых культур, обеспечивают бездефицитный
И СОХРАНЕНИЯ
баланс гумуса и накопление свежего органического вещества в количестве 213.305 кг/га в год, повышая содержание гумуса на 0,32.0,43 %. Замена чистого пара на занятый и сидеральный в семипольных севооборотах способствует не только повышению общего содержания гумуса, но и его трансформируемой фракции (СГаап=0,52.0,71 %). Наименьший уровень инертных биологически неактивных компонентов гумуса отмечен в варианте с бессменным паром (0,78 %). Содержание активной, трансформируемой фракции гумуса тесно коррелирует с урожаем зерновых и продуктивностью пашни - г=0,77. В зависимости от вида пара повышение трансформируемой фракции гумуса (Сап) обеспечивает получение урожайности зерновых без удобрений на уровне 2,38.2,90 т/га при продуктивности пашни 2,68.3,05тыс. корм.ед./га. Эффективность минеральных удобрений невысока (11,7.29,6 %). Биоэнергетический потенциал севооборота без минеральных удобрений составляет 4,2.5,6, с внесением NPK -3,0...4,6. В шестипольных севооборотах без многолетних трав и при бессменном посеве ячменя ежегодные потери органического
