CC BY
22
ЗЕМЛЕДЕЛИЕ, АГРОХИМИЯ, МЕЛИОРАЦИЯ
УДК. 631.8 +631.445.24
Влияние комплексного применения удобрений на плодородие и продуктивность дерново-подзолистой почвы
Николай Тихонович Чеботарев, доктор с.-х. наук, вед. научный сотрудник, Андрей Алексеевич Юдин, кандидат экон. наук, ст. научный сотрудник ГНУ НИИСХ Республики Коми, г. Сыктывкар, Республика Коми, Россия
E-mail: [email protected]
В полевом стационарном опыте на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве наиболее значительный сбор сухого вещества с гектара получен при комплексном применении органических и минеральных удобрений: картофеля 5,9-6,6 т, однолетних трав 4,0-4,8, многолетних трав 4,8-6,1 т (на контроле без удобрений 4,6; 2,5 и 3,3 т соответственно). Сбор кормовых единиц с гектара был наибольшим при использовании 80 т/га и 1 NPK: по картофелю - 6,2 тыс., однолетним травам - 4,2 и многолетним травам - 5,4 тыс. (в контроле 4,2; 2,1 и 2,5 тыс. соответственно). При комплексном применении удобрений увеличилось содержание крахмала в клубнях картофеля (до 16,2-16,8%, в контроле - 13,4%); сырого протеина (до 15,0-15,6%, в контроле - 11,4%) и сырого жира (до 4,2-4,4%, в контроле - 3,5%) у однолетних трав; сырого протеина (до 14,1-14,4%, в контроле - 10,2%) и сырого жира (до 4,1-4,3%, в контроле - 2,6%) у многолетних трав. Совместное применение удобрений повысило содержание гумуса в почве (на 0,3-0,5%) и количество подвижных форм фосфора и калия, снизило показатели обменной и гидролитической кислотности почвы.
Наибольший условно чистый доход в кормовом севообороте получен при комплексном применении удобрений (76-96 тыс. руб./га). Вместе с тем, окупаемость минеральных удобрений при органоми-неральной системе была в 1,3-1,9 раза ниже (2,57-2,73 руб. на 1 руб. затрат), чем при минеральной системе удобрения (3,32-4,86 руб. на 1 руб. затрат). Подобная закономерность наблюдалась и по рентабельности производства.
Ключевые слова: органические и минеральные удобрения, урожайность, почва, гумус, кормовой севооборот
Земледелие является одним из наиболее сильных факторов воздействия на природную среду и преобразованные ландшафты. В современном земледелии удобрение -важнейшее средство возврата, активного целенаправленного регулирования питания растений, круговорота и баланса биогенных веществ, последовательного повышения плодородия и на этой основе увеличения продуктивности агроценозов и поддержания экологического равновесия в природе [1].
В условиях Севера короткий вегетационный период компенсируется увеличением продолжительности светового дня в период активной вегетации и при достаточном обеспечении водой и элементами минерального питания растения развиваются очень быстро и за короткий срок накапливают высокую продуктивность [2].
Цель исследований - изучение влияния комплексного применения удобрений в кормовом севообороте на плодородие и продуктивность дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы.
Материал и методы. Изучение влияния комплексного использования удобрений в шестипольном кормовом севообороте на урожайность и качество сельскохозяйственных культур проводили с 1978 по 2013 гг. на дерново-подзолистой среднеокультуренной почве. Чередование культур в севообороте: картофель, однолетние + многолетние травы, многолетние травы первого года пользования, многолетние травы второго года пользования, однолетние травы, картофель.
Сорта возделываемых культур: картофель Невский, Изора и Детскосельский, овес Горизонт и Нарым, тимофеевка луговая Северодвинская 18, овсяница Цилемская, вика Льговская 22, клевер луговой Трио.
Органические удобрения вносили в форме торфонавозного компоста (ТНК) под картофель, минеральные удобрения - ежегодно. Полную дозу минеральных удобрений рассчитывали по выносу питательных элементов растениями при планируемой урожайности картофеля 15 т/га (Н<аР30К180), однолетних трав - 20 т/га (КвдР^Кш),
многолетних трав - 15 т/га (N40P32Ki08), а также 1/3 и 1/2 NPK. Повторность опыта -четырехкратная, площадь делянки - 100 м2. Учет урожайности - сплошной, поделяноч-ный [3]. Схема опыта представлена в таблицах. Расчеты баланса гумуса проведены по методике А.М. Лыкова [4].
Результаты и их обсуждение. Применение органических и минеральных удобрений в течение длительного периода времени способствовало формированию значительной урожайности сельскохозяйственных культур в кормовом севообороте (табл. 1). Так, сбор сухого вещества однолетних трав с применением ТНК составил 3,4-3,9 т/га, превысив контроль на 36-56%.
Вместе с урожайностью трав увеличивался сбор кормовых единиц с одного гектара. Наибольшее количество кормовых единиц получено при использовании высокой дозы органических (80 т/га) и минеральных удобрений (1 NPK) - 4,5 тыс. с одного гектара, что превышало контроль на 114,2% (в контроле 2,1 тыс. корм. ед./га).
Минеральные удобрения в разных дозах способствовали повышению продуктивности трав до 3,0-3,5 т/га (в контроле 2,5 т/га с.в.). Наиболее существенное повышение урожайности однолетних трав наблюдалось при совместном использовании удобрений. Так, применение 40 т/га ТНК и NPK способствовало повышению продуктивности до 4,0 т/га и 80 т/га ТНК + NPK -до 4,5-4,8 т/га сухой массы, что превышало вариант без удобрений на 60-92%.
Отмечено, что удобрения, особенно их совместное использование, улучшали качество кормов. Повышалось содержание сырого протеина до 15,0-15,5%, сырого жира до 4,4%, тогда как эти показатели в контроле составляли 11,4 и 3,5% соответственно.
В результате наших исследований установлено, что наибольшие урожаи многолетних трав получены при совместном использовании органических и минеральных удобрений. Так, при внесении 40 т/га ТНК и трех доз NPK урожайность многолетних трав составила 4,8-5,8 т/га сухого вещества, при использовании 80 т/га ТНК и NPK продуктивность была 5,2-6,1 т/га сухого вещества и превышала на 45,4-75,7% и 57,5-84,8% контроль (3,3 т/га с.в.) соответственно. Тогда как урожайность трав, где использова-
лись только минеральные удобрения, составила 4,1-4,7 т/га сухого вещества. Пропорционально повышению урожайности трав увеличивался и сбор кормовых единиц. Наибольшее его количество получено при использовании 80 т/га ТНК и №К - 4,7-5,4 тыс. корм. ед./га и превышало вариант без удобрений на 88,0-116,0% (в контроле 2,5 тыс. корм. ед./га) [5].
Установлено, что с повышение доз удобрений повышалось качество трав. При совместном использовании органических и минеральных удобрений увеличивалось содержание сырого протеина до 14,4% (в контроле 10,2%), сырого жира до 4,3% (в контроле 2,6%). По содержанию сырой клетчатки (25,4-27,2%) закономерных изменений не обнаружено.
Наиболее высокая урожайность получена по картофелю. По вариантам с №К она составили 4,8-5,3 т/га сухого вещества, что на 4,3-15,2% превышало контроль (4,6 т/га с.в.). Наибольшая урожайность картофеля получена в вариантах совместного использования органических и минеральных удобрений, особенно высоких их доз. Так, при внесении 80 т/га ТНК и №К урожайность составила 6,4-6,6 т/га, что на 39,1-43,4% превышало контроль. Пропорционально повышению урожайности клубней картофеля повышался и сбор кормовых единиц. Максимальным он получен при применении высоких доз органических (80 т/га ТНК) и минеральных удобрений -6,3 тыс./га (в контроле 4,2 тыс. корм. ед./га).
В результате наших исследований был рассчитан баланс гумуса в почве опытного участка (табл. 2). Установлено, что запасы гумуса в почве составляли от 54,6 до 75,4 т/га. Объемы поступления растительных остатков в почву изменялись в зависимости от урожайности культур в кормовом севообороте и были от 2,6 до 4,2 т/га. Из корнепожнивных остатков в почву поступало органического вещества 0,31-0,50 т/га, наибольшее его количество отмечено в вариантах комплексного применения удобрений. Наиболее значительное количество гумуса поступало с ТНК (с 40 т/га ТНК - 0,91 т/га и 80 т/га ТНК - 1,82 т/га). Общее поступление органического вещества в почву было 0,31-2,32 т/га и наибольшим - при использовании органических и минеральных удобрений (1,3-2,3 т/га).
Таблица 1
Продуктивность и качество сельскохозяйственных культур в кормовом севообороте при комплексном применении удобрений (в среднем за 2009-2013 гг.)
Однолетние травы Многолетние травы Картофель
сбор с 1 га содержание, % сбор с 1 га содержание, % сбор с 1 га содержание, %
Вариант опыта сухого вещества, т кормовых единиц, тыс. сырого протеина сырого жира сырого клетчатки сухого вещества, т кормовых единиц, тыс. сырого протеина сырого жира сырой клетчатки сухого вещества, т кормовых единиц, тыс. сырого протеина крахмала Нитраты, мг/кг с.м.
Без удобрений (контроль) 2,5 2,1 11,4 3,5 24,6 3,3 2,5 10,2 2,6 25,8 4,6 4,2 10,2 13,4 94
'/зЫРК 3,0 2,3 12,8 3,4 26,5 4,1 3,1 12,5 3,4 26,4 4,8 4,5 11,4 14,1 122
'/гИРК 3,0 2,3 13,7 3,6 24,8 4,3 з,з 13,6 3,7 26,5 5,1 4,8 11,8 14,0 126
Ж 3,5 2,8 14,6 3,5 26,0 4,7 3,5 13,4 4,1 27,0 5,3 5,0 12,2 14,3 132
ТНК 40 т/га-фон 1 3,4 2,7 14,8 3,8 25,0 4,1 3,1 13,1 4,3 26,7 5,4 5,1 12,1 14,4 136
Фон 1 + !/з №К 4,0 2,9 15,0 3,6 26,7 4,8 4,2 13,5 3,9 27,2 5,9 5,5 12,4 15,6 144
Фон 1 + !4№К 3,8 3,2 15,2 3,7 25,4 5,2 4,4 13,7 4,0 26,8 5,8 5,4 12,6 15,4 125
Фон 1+ЫРК 4,0 3,4 15,0 3,8 26,8 5,8 4,8 13,0 4,3 26,4 5,9 5,5 12,5 16,2 132
ТНК 80 т/га -фон 2 3,9 3,5 15,3 4,0 26,0 4,5 3,3 13,6 4,2 27,1 6,2 5,9 13,0 16,4 143
Фон 2 +Уз ЫРК 4,1 3,7 15,5 4,2 26,2 5,2 4,7 14,1 4,1 26,5 6,4 6,1 12,8 16,6 148
Фон 2 +ЫРК 4,5 4,2 15,4 4,3 25,8 5,8 5,2 14,2 4,2 25,6 6,5 6,2 13,2 16,2 168
Фон 2 + ЫРК 4.8 4,5 15,6 4,4 27,0 6,1 5,4 14,4 4,3 25,4 6,6 6,3 14,1 16,8 180
НСР05 0,4 0,3 1,3 0,3 2,5 0,5 0,4 1,3 0,4 2,6 0,5 0,6 1,2 1,5 15,6
LtJ LtJ
Расчеты баланса гумуса показали, что в контрольном варианте получен нулевой баланс, поэтому содержание гумуса в течение длительного времени остается неизменным (2,1%). В вариантах комплексного применения удобрений получен ежегодный положительный баланс гумуса (0,05-1,21 т/га) и его количество в почве увеличилось на 0,3-0,5%, подобные положительные изменения установлены в вариантах с ТНК (на 0,3-0,4%).
В вариантах с NPK отмечалось подкисление почвы (на 0,71,1 ед. рН), повышение гидролитической кислотности и небольшое снижение подвижных форм фосфора и калия, что объясняется выносом и вымыванием калия и магния из ППК, а также физиологической кислотностью минеральных удобрений.
В вариантах совместного использования органических и минеральных удобрений и органическом фоне отмечено снижение кислотности почвы (на 0,3-0,4 ед. рН, Нг на 0,5-1,5 мг-экв./100 г) и повышение содержания фосфора калия в почве (на 15-105 мг/кг). Это явление происходит за счет гумификации и минерализации органических удобрений и кор-непожнивных остатков сельскохозяйственных культур.
Экономические расчеты показали, что с увеличением доз удобрений выручка от реализации дополнительной продукции сельскохозяйственных культур увеличилась с 44 до 157 тыс. руб. с 1 га. Наибольшая выручка получена при совместном использовании высоких доз органических и минеральных удобрений и составила 120-157 тыс. руб. с 1 га. Условный чистый доход также повышался в указанных соотношениях удобрений и равнялся 76-96 тыс. руб. с 1 га.
Вместе с тем, окупаемость минеральных удобрений при органоминеральной системе была в 1,3-1,9 раза ниже (2,57-2,73 руб. на 1 руб. затрат), чем при минеральной (3,32-4,86 руб. на 1 руб. затрат).
Самая низкая себестоимость одной тонны продукции сельскохозяйственных культур получена при внесении умеренных доз минеральных удобрений (/ и У NPK от полного выноса урожаем) и составила 5,6 и 6,1 тыс. руб.
Уровень рентабельности при таких дозах МРК был наивысшим и составил 385,7 и 255,2% соответственно. Из вариантов совместного применения удобрений можно выделить: 40 т/га ТНК + УЫРК - себестоимость с.-х. продукции составила 6,9 тыс. руб./т, уровень рентабельности 177,3%; 80 т/га ТНК + УЫРК - себестоимость с.-х. продукции 7,6 тыс. руб./т, уровень рентабельности -172,6%.
Выводы. Проведенные научные исследования на дерново-подзолистой легкосуглинистой среднеокультуренной почве показали высокую эффективность совместного использования органических и минеральных удобрений в шестипольном кормовом севообороте. При органоминеральной системе удобрения с применением 80 т/га ТНК и
полных доз №РК повышалось плодородие почвы, достигнуты наибольшие сборы сухого вещества и кормовых единиц с гектара, высокое качество продукции, максимальное значение условного чистого дохода. Вместе с тем, лучшая окупаемость минеральных удобрений, как и рентабельность производства, получены при использовании минеральной системы удобрения в севообороте. Подобная закономерность наблюдалась и по рентабельности производства.
Список литературы
1. Кулаковская Т.Н. Почвенно-агрохи-мические основы получения высоких урожаев. Минск: Ураджай, 1978. 270 с.
2. Заболоцкая Т.Г и др. Северный подзол и удобрения. Сыктывкар, 1978. 136 с.
3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985. 351 с.
4. Лыков А.М. Воспроизводство плодородия в Нечерноземной зоне. М., 1975. 131 с.
5. Чеботарев Н.Т. и др. Влияние длительного применения удобрений на агрохимические показатели и баланс органического вещества в дерново-подзолистой почве Республики Коми // Аграрный вестник Урала. 2011. № 2. С.11-13.
Influence of complex use of fertilizers on fertility and efficiency of the sod-podzolic soil
Chebotaryov N., Yudin A.
In field stationary experiment on the sod-podzolic sandy loam soil the most considerable yield of dry matter per hectare is received at complex use of organic and mineral fertilizers: 5.9-6.6 t of potatoes, 4.0-4.8 t of annual grasses, 4.8-6.1 t of long-term grasses (4.6; 2.5, and 3.3 t on control without fertilizers respectively). Yield of fodder units per hectare was greatest at use of 80 t/hectare and 1 NPK: on potatoes - 6.2 thousand, to annual grasses - 4.2 and to long-term grasses - 5.4 thousand (4.2; 2.1, and 2.5 thousand in control respectively). At complex use of fertilizers the content of starch increased in potatoes tubers (up to 16.2-16.8%, in control - 13.4%); crude protein (up to 15.0-15.6%, in control - 11.4%) and crude fat (up to 4.2-4.4%, in control - 3.5%) in annual grasses; crude protein (up to 14.1-14.4%, in control - 10.2%) and crude fat (up to 4.1-4.3%, in control - 2.6%) in long-term grasses. Complex use of fertilizers raised the content of humus in the soil (by 0.3-0.5%) and the quantity of mobile forms of phosphorus and potassium, lowered indicators of exchange and hydrolytic acidity of the soil.
The greatest conditionally net income in a fodder crop rotation is gained at complex use of fertilizers (76-96 thousand rub/ha). At the same time, payback of mineral fertilizers at organo-mineral system was 1.3-1.9 times lower (2.57-2.73 rub per 1 rub of expenses), than at mineral system of fertilizers (3.324.86 rub per 1 rub of expenses). The similar regularity was observed on profitability of production too.
Key words: organic and mineral fertilizers, productivity, soil, humus, fodder crop rotation
