CC BY
22обходимо создать высокопродуктивный травостой, обеспечивающий защиту почв от эрозии. Исследования приемов залужения среднесмытых типичных черноземов показали, что при посеве многолетних трав по си-деральному пару с использованием в качестве сидеральной культуры гороха, урожайность травостоя была в среднем за 3 года на 26 % выше, чем в контроле (черный пар) и примерно на одном уровне с вариантом посева трав по черному пару с ежегодным применением ^0РК. Однако при применении минеральных удобрений себестоимость продукции возросла с 75 до 196 руб. т сена, а уровень рентабельности уменьшился с 95 до 26 % в сравнении с залужением по сидераль-ному пару без удобрений.
Проведенные нами исследования показали высокую эффективность бо-бово-злаковых травосмесей при залу-жении смытых земель. Так, при посеве бобово-злаковой травосмеси на эродированном черноземе выщелоченном с соотношением (бобовые травы 50 % + злаки 50 % ) урожайность тра-
УДК 631.58:631.559
востоя в среднем за 4 года была на 1,46,0 ц/га выше урожайности злаковой смеси с ежегодным внесением N60, а при посеве смеси (с соотношением бобовые 75 % + злаки 25 %) получена урожайность на уровне злаковой с внесением ^20. То есть, без минеральных удобрений за счет биологического азота можно получать высокие урожаи сена на смытых почвах.
Таким образом, совершенствуя системы основной обработки почвы в севооборотах и применяя биологи-зацию, можно добиться энерго- ресурсосбережения и повышения продуктивности земель. Экономически оправданное решение проблемы заключается не в отказе от применения удобрений, а в определении наиболее эффективного их исполь-
зования на том или ином рабочем участке, под ту или иную культуру с учетом приемов биологизации.
Литература:
1. В.В. Ивенин, Е.В. Михалев, А.В. Ивенин, С.М. Голубев. Влияние ми-нимализации обработки почвы на урожайность яровых зерновых культур и зараженность их корневыми гнилями / // Земледелие, 2009, №1. - С. 28-29.
2. Е.Ю. Тарапанова, В.А. Чулкова, Г. Я. Сецов. Влияние способов обработки почвы на фитосанитарное состояние посевов / // Защита и карантин растений, 2010, №1. - С. 26-27.
G.N.Cherkasov, S.I.Kazantsev. RESOURCE-SAVING RECEPTIONS IN THE ADAPTIVE AND LANDSCAPE AGRICULTURE.
Receptions of improvement of system of the main processing of the soil in crop rotations in the direction of minimization of impact on the soil are considered, and also biologization application in agriculture are shown.
Keywords: soil processing, agriculture, resource-saving technologies, technogenic influence, receptions, biologization.
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ АДАПТИВНО-ЛАНДШАФТНЫХ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР И ЭФФЕКТИВНОСТЬ УДОБРЕНИЙ
В.В. Окорков, д.с-х.н., А.А. Корчагин, Л.И. Ильин, к.э.н., О.А. Фенова
— Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии E-mail: [email protected] При изучении роли основных элементов адаптивно-ландшафтных систем земледелия в повышении продуктивности сельскохозяйственных культур на серых лесных почвах Владимирского ополья выявлено ведущее значение вида севооборота и систем удобрения. Системы основной обработки не оказали однозначного достоверного влияния на урожайность культур севооборотов. Среди серых лесных, серых лесных слабо- и среднеоподзоленных, среднеоподзо-ленных со вторым гумусовым горизонтом почв наиболее высокой продуктивностью характеризуется последняя почвенная разность (~ на 5,5 % против средней продуктивности на 4-х почвенных разностях).
Весеннее внесение азотных удобрений по фону фосфорно-калийных удобрений (N:P:K = 1,2:1:1,1) против одних РК удобрений резко повышает урожай возделываемых культур и их окупаемость. Азотные удобрения повышают запасы нитратного азота в слое почвы 0-40 см в ранние фазы роста и развития растений и оказывают решающее влияние на формирование генеративных органов и рост урожая. Роль запасов аммонийного азота на изменение продуктивности более скромная. Это обусловлено в 3-4 раза более высокими коэффициентами использования растениями нитратного азота против аммонийного. Полное минеральное удобрение способствует более эффективному использованию запасов почвенной влаги и выпадающих осадков.
Ключевые слова: адаптивно-ландшафтная система земледелия и ее элементы, удобрения, эффективность и окупаемость удобрений, запасы нитратного и аммонийного азота, коэффициент использования запасов азота, продуктивность сельскохозяйственных культур.
Ученые многих стран мира интенсивно работают над проблемой точного, прецизионного, или, упрощенно, координатного земледелия. Концепция этой проблемы заключается в том,
что отдельные участки поля могут иметь различные агрохимические, физические, физико-химические, химические и фитосанитарные характеристики, т.е. обеспечивать различную
высоту урожая. Поэтому для эффективного управления продуктивностью почв требуются дифференцированные севообороты, приемы обработки и внесения удобрений, применения ме-
лиорантов и средств защиты растений. Такое концептуальное положение может быть реализовано посредством координатной системы земледелия с
использованием современных систем навигации. На решение этой перспективной проблемы правительствами развитых стран централизованно вы-
деляются значительные финансовые средства.
Владимирский научно-иссле-
довательский институт сельского
1. Средняя продуктивность севооборотов в зависимости от систем удобрения, ц/га зерн. ед.
Севооборот Система удобрения Средняя продуктивность севооборотов Окупаемость 1 кг д.в. удобрений, кг зерн. ед.
1-я ротация 2-я ротация 1-я ротация 2-я ротация
1.Овес - травы первого и второго года пользования - ячмень - черный пар - озимые Навоз 40т 23,4 21,2 - -
N100P80K160 + 40 т навоза 24,7 24,0 2,4 4,9
2.Овес - травы первого и второго года пользования - яровая пшеница - занятой пар - озимые N90P100K160 + навоз 40т 26,2 27,1 4,7 10,1
N2^150^10 + навоз 40 т 27,8 31,5 3,9 9,2
З.Занятой пар - травы первого и второго года пользования - озимые - яровые - овес N280P160K455 23,1 27,2 - 4,0
N360P230K510 23,8 31,2 0,2 5,4
4.Занятой пар - травы первого и второго года пользования - озимая пшеница - картофель -яровая пшеница N380P110K480 24,1 29,8 0,4 5,3
N5^150^75 25,4 32,1 0,9 5,3
5.Картофель - ячмень - однолетние травы-озимая пшеница -зернобобовые - яровая пшеница N340P90K310 + навоз 60т 40,2 37,9 13,6 13,5
N460P100K360 + навоз 80 т 41,6 40,6 11,9 12,6
Система удобрения Л2сЛ Л2оп1сЛ Л2оп2сЛ Л2и°п2сЛ Среднее по системе удобрения
1.Навоз 40 т 110,1 120,7 115,5 132,1 119,6
2^70Р30К60 + 40 т навоза 121,9 117,4 124,8 121,0 121,6
3^60Р30К60 + 40 т навоза 100,3 99,2 104,2 112,3 104,0
4Ш20Р30К60+ 40 т навоза 104,2 101,8 106,5 119,9 108,1
5Ш90Р50К225 92,7 92,3 92,6 108,9 96,6
6^250Р80К260 99,5 93,6 95,5 103,9 98,1
7Ш40Р80К140 78,1* 71,9* 73,7* 80,6* 76,1*
8Ш80Р100К150 63,9* 62,0* 68,8* 72,4* 66,8*
9Ш70Р60К160 138,2 137,2 132,8 131,8 135,0
10.N240P70M.70 139,4 140,9 134,4 138,2 138,2
N1420P530K1285, 1=3235 1048,3 1037,0 1048,8 1121,1 1063,8
Отклонение от средней продуктивности, % -1,5 -2,5 -1,4 +5,4 -
Окупаемость 1 кг д.в. туков урожаем, кг з.е 32,4 32,1 32,4 34,7 32,9
Отклонение от средней окупаемости, % -1,5 -2,4 -1,5 +5,5 -
Примечание. Л2сЛ, Л2оп1сЛ, Л2оп2сЛ и Л2н°п2сЛ - соответственно серые лесные, серые лесные слабо- и среднеоподзоленные, серые лесные с реднеоподзоленные со вторым гумусовым горизонтом. Окупаемость 1 кг д.в. удобрений урожаем (кг зерн. ед.) определяли делением суммарных урожаев по ЭПА в вариантах с удобрением на их суммарное количество. * - данные для трав первого и второго года пользования и яровой пшеницы.
2. Влияние систем удобрения и ЭПА на продуктивность культур севооборотов (среднее за 1998, 1999 и 2001-2002 гг., первая закладка), ц/га зерн. ед.
3. Влияние систем обработок на продуктивность возделываемых культур (ц/га зерн. ед)
Год Культура Традиционная Энергосберегающая Комбинированно-ярусная Противоэрозион-ная НСР05
Зерновые
1997 Овес 25,8 24,2 24,2 24,6 1,1
1998 Ячмень 63,0 61,6 61,6 60,0 5,2
2001 Озимая пшеница 34,0 30,8 34,3 28,8 5,0
2001 Яровая пшеница 27,0 29,2 28,8 28,0 1,4
2002 Озимая пшеница 42,4 43,7 46,1 46,8 1,7
2002 Озимая рожь 30,1 29,0 33,5 32,2 1,7
2002 Овес 24,5 24,0 26,0 26,3 1,4
2002 Яровая пшеница 31,8 29,1 33,3 33,4 1,2
Сумма 278,6 271,6 287,8 280,1 18,7
Среднее 34,8 34,0 36,0 35,0 2,3
Многолетние травы
1998 1-й год пользования 21,6 23,1 23,0 23,8 3,6
1999 2-й год пользования 16,0 17,7 19,7 18,2 3,0
1999 1-й год пользования 27,8 27,6 25,0 24,8 2,6
2000 2-й год пользования 16,5 13,2 13,2 13,8 1,9
Сумма 82,1 81,6 80,9 80,6 11,1
Среднее 20,5 20,4 20,2 20,2 2,8
Однолетние травы
1997 Викоовсяная смесь 18,1 17,2 17,2 17,8 1,4
1999 Викоовсяная смесь 15,2 13,6 12,7 14,8 1,6
1999 Викоовсяная смесь 11,2 12,5 13,0 14,3 2,6
2001 Викоовсяная смесь 27,1 31,3 30,2 29,1 1,8
2001 Викоовсяная смесь 32,1 31,2 33,2 32,2 2,1
Сумма 103,7 105,8 106,3 108,2 9,5
Среднее 20,7 21,2 21,3 21,6 1,9
4. Продуктивность севооборотов в стационарном опыте на серых лесных почвах (А.Т. Волощук, 2004)
Наименование культур Урожайность зерновых, ц/га Сбор с 1 га пашни, ц
зерна зерн. ед.
Клевер - оз. рожь - ячмень - кукуруза - овес 39,9 22,7 37,3
Вико-овес - оз. пшеница -оз. рожь - ячмень - горох - оз. рожь - овес 36,0 28,7 31,0
Вико-овес - оз. пшеница - ячмень - овес - ячмень -оз. рожь - ячмень 38,0 19,6 33,0
Вико-овес - оз. рожь -ячмень - овес - горох - оз. пшеница - ячмень 37,1 29,6 31,8
Ячмень (бессменно) 35,3 35,3 35,3
Овес - ячмень - ячмень 36,6 36,3 34,2
Горох - ячмень 27,2 27,2 31,2
5. Продуктивность культур восьмипольного севооборота во второй ротации, ц/га зерн. ед.
Вариант Вико-овсяная смесь, 1999-2001 гг. Озимая рожь, 2000-2002 гг. Картофель, 2001-2003 гг. Овес, 2002-2004 гг. Травы 1 Г.П., 2003-2005 гг. Травы 2 г. п., 2004-2006 гг. Яровая пшеница, 2005-2007 гг. Ячмень, 2006-2008 гг. Сумма урожаев, Ц- Суммарная рибав-ка Средняя продуктивность Окупае-мость 1 кг д.в. прибавкой, кг зерн. ед/ кгд.в.
1. Контроль 21,1 28,8 32,6 33,8 45,1 30,4 33,5 37,6 262,9 15,7 32,9 -
2. Известкование (Ф) 19,0 27,4 29,0 34,3 42,1 27,2 33,2 35,0 247,2 - 30,9 -
3. Ф + Р320К340 22,6 31,3 33,2 36,2 44,9 29,5 36,5 36,5 270,7 23,5 33,8 3,6
4. Ф + N380P320K340 25,5 41,5 43,7 41,8 44,3 32,0 42,2 46,2 317,2 70,0 39,6 6,7
5. Ф + N675P640K680 27,2 46,0 49,2 42,3 43,9 29,9 45,1 49,6 333,2 86,0 41,6 4,3
6. Ф + навоз, 40 т (Н40) 22,2 33,1 37,4 37,8 44,7 30,0 34,7 39,3 279,2 32,0 34,9 6,6
7. Ф + Н60 22,8 35,4 38,6 39,3 46,2 30,2 35,5 38,5 286,5 39,3 35,8 5,4
8. Ф + Н80 21,8 36,2 40,3 38,4 43,3 31,2 36,3 38,9 286,4 39,2 35,8 4,0
9. Ф + Н40 + Р320К340 23,1 33,9 40,7 38,6 44,3 28,6 39,4 39,5 288,1 40,9 36,0 3,6
10. Ф + Н40 + N380P320K340 26,6 43,2 48,1 42,8 43,3 31,2 42,9 47,8 325,9 78,7 40,7 5,2
11. Ф+ Н40 + N675P640K680 28,1 48,4 52,5 42,6 40,8 28,0 44,6 52,6 337,6 90,4 42,2 3,6
12. Ф+ Н60 + Р320К340 21,6 34,6 39,6 40,1 46,1 29,8 38,7 40,6 291,1 43,9 36,4 3,2
13. Ф+ Н60 + N380P320K340 25,3 47,0 48,6 44,9 45,1 32,2 43,8 49,1 336,0 88,8 42,0 5,0
14. Ф + Н60 + N675P640K680 21,7 49,2 54,9 43,0 42,8 29,0 46,5 49,2 336,3 89,1 42,0 3,3
15. Ф+ Н80 + Р320К340 22,5 37,1 44,0 40,4 46,3 30,4 39,5 41,9 302,1 54,9 37,8 3,4
16. Ф+ Н80 + N380P320K340 27,3 45,2 50,3 41,1 46,1 32,1 43,9 49,4 335,4 88,2 41,9 4,4
17. Ф+ Н80 + N675P640K680 28,8 47,9 56,1 43,4 43,4 30,4 46,4 49,7 346,1 98,9 43,3 3,3
НСР05, ц/га зерн. ед 2,8 4,5 6,0 5,1 5,8 4,2 2,6 3,6 - - - -
Примечание: в 40 т навоза содержалось N168P96K224; в 60 т- N252P144K336; в 80 т- N336P192K448
Nj О м Uí
h-v
6. Влияние систем удобрения на средние запасы N-N03 в слое почвы 0-40 см под культурами 8-польного севооборота в различные периоды их вегетации за 1992-2008 гг., кг/га_
Вариант Всходы или возобновление вегетации Колошение и бутонизация После уборки Снижение запасов N-NO3 во второй срок по сравнению с первым
кг/га %
1 45 20 31 25 56
2 47 24 32 23 49
3 46 23 32 23 50
4 100 37 50 63 63
5 150 67 69 83 55
6 46 19 33 27 59
7 50 22 36 28 56
8 50 23 37 27 54
9 46 21 33 25 54
10 104 40 55 64 62
11 155 69 74 86 56
12 50 23 35 27 54
13 104 41 53 63 61
14 150 67 68 83 55
15 59 24 37 35 59
16 110 41 52 69 63
17 159 74 76 85 54
Примечание. Расшифровка вариантов дана в таблице 5.
7. Влияние систем удобрения на средние запасы N-NН4 в слое почвы 0-40 см под культурами 8-польного севооборота в различные периоды их вегетации за 1992-2008 гг., кг/га
Вариант Всходы или возобновление вегетации Колошение и бутонизация После уборки Снижение запасов N-NH4 во второй срок по сравнению с первым
кг/га %
1 178 164 170 14 7,9
2 174 154 179 20 11,5
3 182 163 170 19 10,4
4 185 161 167 24 13,0
5 194 169 172 25 12,9
6 184 169 163 15 8,2
7 188 164 163 24 12,8
8 189 168 162 21 11,1
9 180 164 160 16 8,9
10 186 157 182 29 15,6
11 191 166 180 25 13,1
12 190 172 169 18 9,5
13 187 161 182 27 14,4
14 192 171 181 21 10,9
15 182 163 164 19 10,4
16 186 163 176 23 12,4
17 201 175 185 26 12,9
Примечание. Расшифровка вариантов дана в таблице 5.
хозяйства занимается разработкой адаптивно-ландшафтных систем
земледелия (АЛСЗ) с 1995 г. На подобранном академиком РАСХН В.И. Кирюшиным стационарном участке после крупномасштабного почвенного картирования в 1996 г. на 1-й закладке был проведен рекогносцировочный посев овса, а с 1997 г. - внесение удобрений и посев культур севооборотов согласно разработанной программе исследований. Последовательно вводили поля 2 и 3.
Системы удобрения в севооборотах разрабатывали на заседаниях методической комиссии института, внесение удобрений, химические анализы почв и растений по заказу соисполнителей темы выполняли в отделе агрохимии и экологии института, а наложение обработок почвы и посев культур - в отделе земледелия.
В отделе агрохимии и экологии также проводили дифференцированный учет урожайности сельскохозяйственных культур в зависимости от почвенной разности, уровня интенсификации, системы обработки, предшественника, отбирали почвенные и растительные образцы, выполняли агрохимические анализы. Почвенная карта первой закладки составлена почвоведами МСХА им. К.А. Тимирязева, а второй и третьей закладок - сотрудниками МГУ.
Обобщение шестилетних исследований по влиянию основных элементов адаптивно-ландшафтных систем земледелия на свойства серых лесных почв Владимирского ополья с уклоном пашни <3 градусов и продуктивность возделываемых на них культур показало следующее:
1. Без минеральных удобрений средняя продуктивность шести полей первого севооборота (табл. 1) составила 23,4 ц/га зерн.ед. Внесение N100P80K160 под культуры севооборота увеличило ее до 24,7 ц/га зерн. ед. Окупаемость 1 кг д.в. удобрений прибавкой урожая составила 2,4 кг зерн. ед. Острозасушливые условия периода наблюдений и наличие черного пара резко снижали урожайность культур севооборота, их среднюю продуктивность и окупаемость удобрений;
2. Замена черного пара занятым во втором севообороте повысила ежегодную среднюю продуктивность с 24,7 до 26,2 ц/га зерн. ед. и окупаемость 1 кг д.в. удобрений до 3,9-4,7 кг зерн. ед.;
3. В третьем и четвертом севооборотах дополнительное внесение азотных удобрений (аммиачная селитра) под покровную культуру и в подкормку трав второго года пользования не повысило их продуктивность, но снизило
окупаемость 1 кг д.в. туков с 3,9-4,7 до 0,2-0,9 кг зерн. ед.;
4. Пятый севооборот (картофель -ячмень - однолетние травы - озимая пшеница - зернобобовые - яровая пшеница) характеризовался ежегодной средней продуктивностью 40,2-
41,6 ц/га зерн. ед. По сравнению с первым севооборотом окупаемость 1 кг д.в. удобрений повысилась с 2,4 до 13,611,9 кг зерн. ед.
Данные по продуктивности севооборотов во второй ротации по сравнению с первой показали за-
метное повышение ее во втором севообороте при более высоком уровне интенсификации, в третьем и четвертом - при обоих уровнях интенсификации. Это было связано с более благоприятными погодными условиями, которые способствовали повышению окупаемости удобрений. В обеих ротациях окупаемость 1 кг д.в. удобрений прибавкой урожаев была наиболее высокой и стабильной (11,9-13,6 кг зерн. ед. на 1 кг д.в.) в пятом севообороте с пропашной культурой. Этот севооборот можно рекомендовать для сельхозпроизводителей опольной зоны. Во второй ротации по сравнению с первой окупаемость удобрений прибавкой урожая заметно возрсла.
Суммарная продуктивность для 10 систем удобрения (38 учетов урожая для каждой почвенной разности) на серых лесных (1048,3 ц зерн. ед.), серых лесных слабо- (1037,0) и среднеопод-золенных (1048,8) почвах незначительно (в пределах 1,4-2,5 %) отличалась от средней суммарной продуктивности (1063,8) по четырем элементарным почвенным ареалам (ЭПА). На серой лесной среднеоподзоленной со 2-м гумусовым горизонтом (ВГГ) почве (1121,1 ц зерн. ед.) отличия от последней (1063,8) составили 5,4 % (табл. 2).
Из изученных факторов слабо влияли на урожай и обработки, хотя в зависимости от погодных условий в отдельные годы наблюдали достоверное преимущество той или иной обработки на урожай отдельных культур (табл. 3). Более ощутимо повышало урожай зерновых культур применение комби-
8. Средние размеры мобильного фонда (МФ) азота в слое почвы 0-40 см и доля в нем N-NO3 в зависимости от систем удобрения (1992-2008 гг.), (кг/га)
Вариант Запасы в жидкой фазе МФ азота Доля N-N0,, от МФ азота
N-NO3 N-NН 4
1 45 25 70 0,64
2 47 41 88 0,53
3 46 38 84 0,55
4 100 38 138 0,72
5 150 45 195 0,77
6 46 25 71 0,65
7 50 43 93 0,54
8 50 39 89 0,56
9 46 30 76 0,60
10 104 47 151 0,69
11 155 45 200 0,78
12 50 33 83 0,60
13 104 44 148 0,70
14 150 38 188 0,80
15 59 32 91 0,65
16 110 36 146 0,75
17 159 48 207 0,77
Примечание. Расшифровка вариантов дана в таблице 5.
9. Использование влаги первой культурой после занятого пара из слоя почвы 0-100 см в зависимости от систем удобрения
Вариант Запасы влаги в фазу всходов, мм Запасы влаги в конце вегетации, мм Осадки в период вегетации, мм Общее потребление влаги, мм Потребление влаги из слоя почвы 40-100 см, мм Урожай, ц/га Коэффициент водопотреб-ления, мм/ц зерна
Озимая пшеница, 2008 г. (поле 1)
Известкование - фон 334 331 380,7 383,7 16,4 45,2 8,5
Фон + Н60 т/га 326 326 380,7 380,7 5,9 55,2 6,9
То же + N40Р40К40 330 320 380,7 390,7 5,1 68,8 5,7
То же + N80Р80К80 330 310 380,7 400,7 15,4 71,1 5,6
Яровая пшеница, 2009 г. 2-е поле)
Известкование - фон 307 250 237,2 294,2 42,9 48,1 6,1
Фон + Н60 т/га 309 234 237,2 312,1 47,1 65,6 4,8
То же + N40Р40К40 317 224 237,2 330,2 66,8 66,5 5,0
То же + N80Р80К80 302 205 237,2 334,2 63,1 72,4 4,6
Яровая пшеница, 2010 г. 3-е поле)
Известкование - фон 304 220 306,6 390,6 72,4 20,9 18,7
Фон + Н60 т/га 305 203 306,6 408,6 74,4 22,4 18,2
То же + N40Р40К40 307 204 306,6 409,6 87,1 28,8 14,2
То же + N80Р80К80 313 197 306,6 422,6 98,3 30,2 14,0
10. Использование влаги 2-й культурой после занятого пара из метрового слоя почвы в зависимости от систем удобрения
Вариант Запасы влаги в фазу всходов, мм Запасы влаги в конце вегетации, мм Осадки в период вегетации, мм Общее потребление влаги, мм Потребление влаги из слоя почвы 40-100 см, мм Урожай, ц/га Коэффициент водопотреб-ления, мм/ц зерна
Овес с подсевом трав, 2009 г. (поле 1)
Известкование - фон 310 271 237,2 276,2 20,8 32,8 8,4
Фон + Н60 т/га 291 250 237,2 278,2 28,7 45,2 6,2
То же + N40Р40К40 297 244 237,2 290,2 36,3 53,6 5,4
То же + N80Р80К80 291 249 237,2 279,2 26,9 60,8 4,6
Овес с подсевом трав, 2010 г. (2-е поле)
Известкование - фон 292 248 298,1 342,1 53,6 17,9 19,1
Фон + Н60 т/га 298 253 298,1 343,1 51,3 21,1 16,3
То же + N40Р40К40 293 219 298,1 372,1 66,5 27,3 13,6
То же + N80Р80К80 296 240 298,1 354,1 55,8 27,8 12,7
Овес с подсевом трав, 2011 г. (3-е поле)
Известкование - фон 288 204 170,9 254,9 67,3 19,6 13,0
Фон + Н60 т/га 282 193 170,9 259,9 70,8 25,4 10,2
То же + N40Р40К40 296 200 170,9 266,9 74,3 27,9 9,6
То же + N80Р80К80 288 209 170,9 249,9 63,4 28,3 8,8
Овес с подсевом трав, 2009-2011 гг.
Известкование - фон 297 241 235,4 291,4 47,2 23,4 12,4
Фон + Н60 т/га 290 232 235,4 293,4 50,3 30,6 9,6
То же + N40Р40К40 295 221 235,4 309,4 59,0 36,2 8,6
То же + N80Р80К80 292 233 235,4 294,4 48,7 39,0 7,6
11. Использование влаги культурами 8-польного севооборота за 2-ю ротацию из метрового слоя почвы в зависимости от систем удобрения
Культура севооборота Годы исследований Система удобрения
Известь - фон Фон + навоз 7,5 т/га Фон + навоз 7,5 т/га + N48P40K42 Фон + навоз 7,5 т/га + N84P80K85
Среднегодовой расход влаги (числитель, мм) и урожайность культур (знаменатель, ц/га зерн. ед)
Викоовсяная смесь 1999, 2001 271/17,2 263/19,8 267/22,6 272/24,4
Озимая рожь 2001-2002 258/24,8 264/32,4 251/47,0 259/50,2
Картофель 2001-2003 275/29,0 272/38,5 264/48,5 260/54,9
Овес 2002-2004 337/34,3 339/39,3 339/44,9 338/42,9
Травы 1-го года пользования 2003-2005 241/28,5 247/32,7 230/32,9 231/30,1
Травы 2-го года пользования 2004-2006 216/27,2 214/30,2 206/32,2 201/29,1
Яровая пшеница 2005-2007 288/33,1 291/35,5 291/43,8 290/46,0
Ячмень 2006-2008 289/35,0 283/38,4 284/49,1 288/49,3
За ротацию 1999, 2001-2008 272/28,6 272/33,4 266/40,1 267/40,9
Средний коэффициент водопотребления культурами за ротацию (числитель - мм на 1 ц зерн. ед.; знаменатель - %)
За ротацию 1999, 2001-2008 9,5/100 8,1/85 6,6/70 6,5/68
нированно ярусной и почвозащитной систем обработки почвы по сравнению с традиционной и энергосберегающей в 2002 г.
На серых лесных почвах Ополья основные пути повышения эффективности использования пашни - рациональные севообороты и система применения удобрений. За счет снижения энергетических затрат при проведении обработок можно повысить эффективность использования материальных ресурсов. Однако при этом следует учитывать существующий состав машинно-тракторного парка для выполнения той или иной технологии, его состояние, соотношение затрат на обновление техники и экономии от ее применения при внедрении новых технологий. Больший удельный вес должны занять почвозащитные и менее затратные системы обработки почвы.
Исследования по специализации и насыщению севооборотов зерновыми культурами на нормальном фоне в стационарном опыте [1] показали, что проблема производства зерна может быть решена в бессменных посевах и в зерновой трехполке, где урожай достигает 35,3 и 36,6 ц/га (табл. 4). Хотя это не совпадает с данными самой высокой урожайности зерновых (39,9 ц/га) в первом плодосменном севообороте и 37,1 и 38 ц/га - в четвертом и третьем.
По общей же продуктивности использования пашни на первом месте оказался первый севооборот с пропашными культурами - 37,3 ц/га зерн. ед.
Совершенствование структуры посевных площадей связано также с оптимизацией доли чистых паров. Положительная роль чистого пара связана с повышением влагообеспеченности посевов, накоплением минерального азота в почве, улучшением фитосани-тарного состояния, снижением напряженности полевых работ в периоды максимальных нагрузок, получением высококачественного зерна. Вместе с тем чистому пару присущи такие серьезные недостатки, как повышенная эрозионная опасность, сокращение поступления в почву растительных остатков, интенсивная минерализация органического вещества, потери азота вследствие миграции нитратов за пределы корнеобитаемого слоя.
Как показывают исследования и опыт работы хозяйств, от 30 до 50 % посевов озимых зерновых целесообразно размещать по чистому пару. Поэтому чистые пары в структуре должны занимать по Владимирской области около 6 %. Необходимость введения в севооборот чистого пара связана с частым дефицитом влаги во второй половине лета.
Слабое влияние основных обработок на урожай возделываемых культур в севооборотах, очевидно, связано с соответствующим их воздействием на динамику объемной массы и запасов продуктивной влаги в течение вегетации. Динамика объемной массы в звене севооборота (многолетние травы 2-го года пользования - озимая рожь - яровая пшеница - ячмень) на серых лесных почвах Ополья в зависимости от систем основной обработки изучена в работе [2]. Установлено, что после уборки трав 2-го года пользования (отвальная и ярусная вспашки) формируется объемная масса почвы, соответствующая оптимальному интервалу плотности для возделываемой культуры озимой ржи (1,34-1,42 г/см3). Использование систем основной обработки, в т.ч. и мелких плоскорезных на 6-8 см, обеспечивает формирование оптимального уровня плотности пахотного слоя к посеву яровой пшеницы (1,231,31 г/см3) и ячменя (1,11-1,23 г/см3).
После посева яровой пшеницы и ячменя плотность сложения по всем обработкам превышает оптимальный уровень, достигая соответственно величин 1,31-1,37 и 1,28-1,38 г/см3. К фазе колошения объемная масса продолжает расти и к уборке достигает равновесного уровня независимо от приема и глубины основной обработки почвы.
Отвальные вспашки по сравнению с мелким и глубоким рыхлением эффективнее уничтожают малолетние двудольные сорняки [3]. Энергосберегающая и комбинированно ярусная системы обработки сокращали число многолетних двудольных сорняков из-за того, что здесь использовали мелкую плоскорезную обработку почвы, при которой появившиеся сорняки подрезались на небольшой глубине.
Применение энергосберегающей, комбинированно-ярусной и противо-эрозионной обработок по сравнению с традиционной отвальной вспашкой почвы снижало количество однодольных многолетних (пырея) сорняков. Увеличение дозы полного минерального удобрения, повышая урожай и конкурентноспособность основной культуры, приводит к количественному снижению сорной растительности.
Так как определяющее влияние на производство сельскохозяйственной продукции на серой лесной почве оказывает севооборот и применение минеральных удобрений, то изучению вопросов эффективного использования последних уделено особое внимание. Эффективность различных систем удобрений на серых лесных почвах Владимирского ополья изучалась в многолетнем стационарном опыте, заложенном в 1991-1993 гг. [4,5].
В опыте применяли традиционную отвальную вспашку. Органические удобрения (подстилочный навоз крупного рогатого скота) вносили после уборки парозанимающей культуры (викоовся-ная смесь), фосфорно-калийные удобрения - осенью под вспашку, азотные - в подкормку трав и озимых зерновых, под предпосевную культивацию при посеве яровых зерновых культур.
На продуктивность большинства культур восьмипольного севооборота, исключая многолетние бобовые травы, определяющее влияние оказывает применение азотных удобрений (табл. 5). Они определяют величину и качество урожая, а также вынос им остальных элементов питания. Если при внесении в 8-польном севообороте одинарной дозы полного минерального удобрения 1 кг д.в. окупается прибавкой урожаев 6,7 кг зерн. ед., то
1 кг д.в. фосфорно-калийных удобрений - 3,6 кг зерн. ед. Увеличение дозы полного минерального удобрения в
2 раза закономерно снижает окупаемость 1 кг д.в. удобрений. Окупаемость 1 кг д.в. 60 т/га навоза за севооборот составила 5,4 кг зерн. ед., а 1 кг д.в. сочетания его с одинарной дозой NPK - 5,0 кг зерн. ед.
Взаимосвязь окупаемости 1 кг д.в. элементов питания прибавкой урожая (у, кг зерн. ед.) за ротацию севооборота для вариантов с полным минеральным удобрением и сочетания их с навозом с соответствующими размерами их применения (х, т/га д.в.) описана уравнением линейной регрессии:
у = 8,09 - 1,75-х, п = 8, I = 9,85,
г = 0.970, г2 = 0,942, К^ >\Т.
Для фосфорно-калийных удобрений фактическая окупаемость 1 кг д.в. за ротацию в 1,92 раза ниже против окупаемости такой же дозы полного минерального удобрения, рассчитываемой по последнему уравнению (соотношение ^Р:К = 1:1:1). Для навоза в дозах 40 и 60 т/га (вар. 6 и 7) экспериментально полученная окупаемость единицы д.в. всего лишь в 1,10 и 1,26 раз ниже теоретической, рассчитываемой по уравнению. Для вариантов внесения 80 т/га навоза и сочетания доз навоза 40-80 т/га с фосфорно-калийны-ми удобрениями фактическая окупаемость прибавкой единицы д.в. в 1,51,8 раз более низкая, чем теоретически рассчитанная.
В 1-й ротации в звене севооборота (озимая рожь - картофель - овес) различия в окупаемости единицы д.в. удобрений минеральной системы ^РК) и органоминеральной (с NPK) по сравнению с органической и органо-минеральной (сочетание органических удобрений с фосфорно-калийными) варьировали от 1,60 до 3,09. Это свидетельствует о том, что для повышения
эффективности органических удобрений их необходимо дополнять азотными минеральными удобрениями, вносимыми в весенний период.
При применении весной азотных удобрений в слое почвы 0-40 см по сравнению с контролем запасы нитратного азота увеличиваются в несколько раз (табл. б). Это обеспечивает закладку большего числа репродуктивных органов и получение более высокого урожая. Улучшение азотного питания в более поздние фазы роста и развития не может в должной мере восполнить их недостаток в ранние фазы.
Особая роль запасов нитратного азота в повышении урожайности заключается в том, что весь нитратный азот находится в жидкой фазе почвы и весьма эффективно используется растениями. По данным таблицы 6 коэффициент использования этой формы азота за период от всходов до колошения должен быть около 50-60 %. Об этом судили по снижению запасов нитратного азота от фазы всходов или возобновления вегетации до колошения или бутонизации возделываемых культур.
В то же время в жидкую фазу серых лесных почв переходит лишь какая-то доля обменного аммония. Поэтому, несмотря на более высокие запасы в почве аммонийного азота против нитратного, роль этой формы азота в повышении урожая возделываемых культур более скромная. По нашим данным, в среднем за 1992-2008 гг. коэффициент использования запасов аммонийного азота в слое почвы 0-40 см от фазы всходов или возобновления вегетации до колошения или бутонизации варьировал от 8 до 14 % (табл. 7).
Определяющая роль запасов нитратного азота в почве подтверждается и тем, что они являются основной составляющей мобильного фонда азота серых лесных почв (табл. 8). За мобильный фонд азота в почве нами принята сумма нитратного и аммонийного азота, находящегося в жидкой фазе. Сюда входит весь нитратный азот и часть аммонийного азота жидкой фазы, находящаяся в динамическом равновесии с поглощенным аммонием твердой фазы почвы.
Другая особенность серых лесных почв Ополья - отсутствие по всему почвенному профилю обменного алюминия в токсичных для корневых систем количествах (более 4,0 мг/100 г почвы). В засушливые периоды вегетации, когда верхний пахотный слой почвы пересыхает, корни возделываемых культур проникают в подпахотные горизонты и используют из них влагу и элементы питания. Это позволяет стабилизировать продуктивность культур севооборотов на относительно высо-
ком уровне. Из слоя почвы 40-100 см зерновые в особо засушливые годы способны использовать до 95-100 мм влаги (табл. 9). Способностью активно использовать влагу из глубоких слоев почвы кроме зерновых культур характеризуются однолетние и многолетние травы, картофель (табл. 10, 11). Во влажные годы потребление влаги из глубоких слоев почвы снижается.
Общий расход влаги из метрового слоя почвы и осадков культурами севооборота (табл. 11) слабо зависел от систем удобрения и в течение 2-й ротации в среднем по 3-м полям в зависимости от погодных условий варьировал от 206 до 340 мм. В то же время расход влаги на создание единицы урожая при применении полного минерального удобрения, в том числе и по фону органических удобрений, снижается на 30-32 %. Таким образом, при применении минеральных удобрений более эффективно используется как почвенная, так и влага выпадающих осадков.
Во Владимирской области широко представлены дерново-подзолистые почвы как с высокой кислотностью пахотного и подпахотного горизонтов, так и только подпахотных горизонтов. С высокой кислотностью почвы связывается повышенное содержание обменного алюминия, токсичность которого наиболее высока. Поэтому высокая кислотность пахотного и подпахотного горизонтов в засушливые годы будет отрицательно влиять на корневые системы возделываемых культур и мешать их распространению в более глубокие слои в поисках влаги. В этом случае мощность корнеобитаемого слоя будет ограничена неблагоприятной величиной рН. Для устранения негативного действия высокой кислот-
ности пахотных и подпахотных горизонтов кислых почв, что должно увеличить мощность корнеобитаемого слоя почвы для возделываемых культур и повысить стабильность их урожаев на более высоком уровне, а также окупаемость применяемых удобрений, в ГНУ Владимирский НИИСХ в последние годы активно ведутся исследования по изучению механизма взаимодействия доломитовой муки и гипса, сочетания этих мелиорантов на кислых дерново-подзолистых почвах [6].
Литература
1. Адаптивно-ландшафтные особенности земледелия Владимирского ополья. /Под редакцией Волощук А.Т., М., 2004. - 448 с.
2. Зинченко С.И., Безменко А.А., Щукин И.М., Талева Д.А. Формирование объемной массы серой лесной почвы в зависимости от антропогенного влияния в агроэкосистемах //Достижения науки и техники АПК, 2013, № 4. -С. 11-13.
3. Бибик Т.С., Шаркевич В.В., Смоле-ва Е.Ю., Петросян Р.Д. Фитосанитарное состояние посевов яровой пшеницы в зависимости от систем удобрения// Владимирский земледелец, 2013, № 2. - С. 31-33.
4. Окорков В.В. Удобрения и плодородие серых лесных почв Владимирского ополья. Владимир: ВООО ВОИ, 2006. - 356 с.
5. Окорков В.В., Фенова О.А., Окор-кова Л.А. Итоги агрохимических исследований на серых лесных почвах Владимирского ополья/Сб.: Результаты длительных исследований в системе Географической сети опытов с удобрениями Российской Федерации (К 70-летию Геосети/ Под ред. В.Г. Сычева. - М.: ВНИИА, 2011. - 372 с.
6. Окорков В.В., Окоркова Л.А. К вопросу о механизме взаимодействия доломитовой муки и гипса с кислыми почвами// Достижения науки и техники АПК, 2013, № 4. - С. 3-7.
V. V. Okorkov, A.A.Korchagin, L.I.Ilyin, O.A.Fenova. INFLUENCE OF VARIOUS ELEMENTS OF ADAPTIVE - LANDSCAPE SYSTEMS OF AGRICULTURE PRODUCTIVITY OF CROPS AND EFFICIENCY OF USE OF FERTILIZERS
In examining the role of the basic elements of adaptive-landscape farming systems in improving the productivity of agricultural crops on gray forest soils Vladimir opolye revealed the leading value type of crop rotation systems and fertilizers. System of primary treatment did not have a definite significant influence on the yield of crops in crop rotation. Among the gray forest, gray forest slightly and middle-podzolic, middle-podzolic with the second humus horizon soils of the most high productivity characterized the last soil difference (approximately 5.5 % compared to the average productivity on 4 soil differences).
Spring application of nitrogen fertilizers at the background of phosphorus-potash fertilizers (N:P:K = 1,2:1:1,1) against some of PK fertilizers increases a harvest of crops and the return of fertilizer. Nitrogen fertilizers increase the reserves of nitrate nitrogen in the soil layer 0-40 cm in the early phases of growth and development of plants and have a decisive influence on the formation of generative organs and the growth of crops cultivated cultures. Effects of ammonia nitrogen to change their productivity more modest. This is due in 3-4 times higher odds of using nitrate nitrogen plants against ammonia. Complete fertilizer contributes to a more efficient use of soil moisture and precipitation.
Keywords: adaptive-landscape farming system and its elements, fertilizer, fertilizer recoupment, the stocks of nitrate and ammonium nitrogen, use efficiency of nitrogen, productivity of agricultural crops .
