CC BY
204
УДК 631.5+631.8
ВЛИЯНИЕ СЕВООБОРОТА И УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР И ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ
С. И. Новоселов
Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола
EFFECT OF CROP ROTATION AND FERTILIZERS ON CROP YIELDS AND SOIL FERTILITY
S. I. Novoselov
Mari State University, Yoshkar-Ola
Изучено влияние удобрений и севооборотов на урожайность сельскохозяйственных культур и плодородие почвы. Выявлено, что максимальную продуктивность обеспечивали севообороты с занятым и сидеральным паром при применении органических и минеральных удобрений. Минеральные удобрения и навоз положительно влияли на урожайность всех культур семипольного севооборота. Сидерат положительно влиял на урожайность озимой ржи, картофеля и ячменя. Органическая система применения удобрения в севооборотах была более продуктивной по сравнению с минеральной. К концу ротации севооборота изменились агрохимические свойства почвы. При применении минеральных удобрений возрастала обменная кислотность, а при внесении навоза - снижалась. В неудобря-емой почве севооборота с сидеральным паром содержание гумуса снизилось до 1,82 %. В почве севооборота с чистым паром его содержание составило 1,76, а с занятым паром 1,80 %. Снижение содержания гумуса в почве за год составило в севообороте с сидеральным паром 1,1 %, с занятым паром 1,2 % и с чистым паром 1,5 %. Одно поле клевера семипольного севооборота и внесение 60 т/га навоза обеспечили содержание гумуса в почве на исходном уровне. Минеральная и органическая системы применения удобрений обеспечили примерно одинаковое содержание в почве легкогидроли-зуемого азота, но разное содержание подвижных форм фосфора и калия. В почве севооборотов с внесением минеральных удобрений содержалось на 9-23 мг/кг больше подвижного фосфора и на 7-33 мг/кг подвижного калия, чем при внесении навоза.
Ключевые слова: севооборот, удобрения, урожайность, плодородие почвы.
The effect of fertilizers and crop rotation on crop yields and soil fertility are studied in the article. It was revealed that the maximum productivity of crop rotations provide busy and green manure steam at the use of organic and mineral fertilizers. Mineral fertilizers and manure positively affect the productivity of all crops of seven-course crop rotation. Green manure has a positive effect on the yield of winter rye, potatoes and barley. Organic fertilizer application system in crop rotations were more productive compared to the mineral. By the end of crop rotation agro-chemical properties of the soil changed. In the application of mineral fertilizers exchange acidity increased, and when manure - decreased. No fertilize in the soil with green manure crop rotation, steam humus content has decreased to 1,82 %. In the soil with clean steam rotation of its content was 1,76, and with busy ferry 1,80 %. Decreasing the amount of humus in the soil for the year was in the rotation with green manure steam 1,1 %, with the busy ferry 1,2 % and 1,5 % pure steam. One field of clover in seven-course crop rotation and application of 60 t/ha of manure provided the humus content in the soil at the original level. Mineral and organic fertilizers application system provided approximately the same content in the soil hydrolyzable nitrogen, but different content of mobile forms of phosphorus and potassium. In the soil, crop rotation with the application of mineral fertilizers containing at 9-23 mg/kg more mobile phosphorus and 7-33 mg/kg of mobile potassium than the manure.
Keywords: crop rotation, fertilizers, crop yields, soil fertility.
Повышение урожайности сельскохозяйственных культур и сохранение почвенного плодородия является актуальной задачей, стоящей в настоящее время перед земледельцами. Важнейшей составляющей, обеспечивающей получение стабильных урожаев хорошего качества и повыше-
ние плодородия почв, является агротехнический фактор. Только на основе научно обоснованных севооборотов, способов обработки почвы, систем удобрений и защиты растений возможно решение данной задачи [1; 6; 8]. Особенно это относится к дерново-подзолистым почвам, которые
© Новоселов С. И., 2017
Vestnik of the Mari State University
Chapter "Agriculture. Economics". 2017, vol. 3, no. 1 (9)
характеризуются низким естественным плодородием и невысокой продуктивностью. Считается, что 50 % прироста урожайности обеспечивается благодаря внесению удобрений. Однако их эффективность зависит от плодородия и свойств почвы, влагообеспеченности, видом севооборотов и других факторов [2; 3; 4; 5; 7]. Выявление влияния удобрений на плодородие дерново-подзолистой почвы и урожайность сельскохозяйственных культур являлось целью данного исследования.
Методика исследований
Полевые исследования проводили на опытном поле, а лабораторные - на кафедре агрохимии и земледелия Марийского госуниверситета. Опыт был заложен в трех закладках. Общая площадь делянки - 90 м2, учетная - 50 м2. В данной работе представлены результаты исследований по эффективности удобрений в первой ротации севооборотов закладки № 1 (2002-2008 гг.).
Схема опыта:
1) А1В1; 2) А1В2; 3) А1В3; 4) А2В1;
5) А2В2; 6) А2В3; 7) А3В1; 8) А3В2;
9) А3В3; 10) А4В1; 11) А4В2; 12) А4В3.
Фактор А - севооборот: А1 - чистый пар, озимая рожь, картофель, ячмень, клевер, озимая пшеница, ячмень; А2 - чистый пар с внесением укосного сидерата, озимая рожь, картофель, ячмень, клевер, озимая пшеница, ячмень; А3 - занятый пар, озимая рожь, картофель, ячмень, клевер, озимая пшеница, ячмень; А4 - сидеральный пар, озимая рожь, картофель, ячмень, клевер, озимая пшеница, ячмень. Фактор В - минеральные удобрения: В1 - без удобрений; В2 - расчетные дозы минеральных удобрений; В3 - навоз 60 т/га. В сидеральном и занятом пару возделывали ви-коовсяную смесь. Дозы минеральных удобрений составили: под озимую рожь ^0Р30К90; под картофель - ^0Р70Кц0; под ячмень - ^5Р0К40; под озимую пшеницу - ^0Р0К45; под ячмень -^0Р0К0. Под клевер минеральные удобрения не применялись. В качестве органического удобрения под озимую рожь применяли навоз в дозе 60 т/га. Количество азота, фосфора и калия, внесенных с навозом и с минеральными удобрениями, было одинаковым и составило ^75Р100К285. Почва опытного участка дерново-среднеподзо-листая среднесуглинистая малогумусная на опес-чаненном бескарбонатном покровном среднем суглинке. Агрохимические показатели почвы перед закладкой опыта были следующие: содержание гумуса - 1,97 %, рНсол - 6,0, Нг -
1,6 мг-экв/100 г почвы, S - 13,1 мг-экв/100 г почвы, легкогидролизуемого азота -73 мг/кг, подвижных форм фосфора - 337 и калия -194 мг/кг почвы.
Результаты исследований
Учет урожая озимой ржи показал, что наибольшая урожайность зерна была получена в севообороте № 1 и № 2 при применении навоза и составила соответственно 3,34 и 3,38 т/га. При использовании минеральных удобрений урожайность была ниже 2,64-3,23 т/га (табл. 1). Недостаток влаги в летний период отрицательно повлиял на урожайность клубней картофеля. Максимальная урожайность клубней картофеля 9,46 т/га была получена в севообороте с сиде-ральным паром при применении минеральных удобрений. Сидерат в последействии обеспечил получение достоверной прибавки урожая клубней картофеля. Во всех севооборотах последействие 60 т/га навоза положительно сказалось на урожайности клубней картофеля. На урожайность зерна ячменя положительно влияли минеральные удобрения, последействие навоза и сидерата. Максимальная урожайность зерна ячменя 3,16 т/га была получена в севообороте с занятым паром при применении минеральных удобрений.
Положительное влияние на урожайность ячменя оказало последействие 60 т/га навоза и си-дерального удобрения. Максимальная урожайность зеленой массы клевера 39,43 т/га была получена при возделывании клевера по последействию навоза в севообороте № 4. На варианте с последействием минеральных удобрений урожайность зеленой массы была ниже. Наибольшая урожайность зерна озимой пшеницы 3,28 т/га была получена в севообороте № 4 на фоне последействия навоза. При применении минеральных удобрений урожайность составила 3,01 т/га. Низкую урожайность ячменя 1,60-1,90 т/га можно объяснить неблагоприятными погодными условиями. В сложившихся погодных условиях положительное влияние на урожайности зерна ячменя оказали последействие навоза и минеральные удобрения.
Расчет продуктивности севооборотов показал, что в условиях дерново-подзолистой почвы максимальную продуктивность обеспечивают севообороты № 3 и № 4 при применении органических и минеральных удобрений. Их продуктивность составила 17,23-18,18 т/га з. ед. Сравнивая продуктивность севооборотов с органической и минеральной системой применения удобрений, следует отметить, что некоторое преимущество прослеживается за органической.
Таблица 1
Урожайность культур в севообороте, т/га
Удобрения (В) Озимая рожь, (зерно) Картофель, (клубни) Ячмень, (зерно) Клевер, (зеленая масса) Озимая пшеница, (зерно) Ячмень, (зерно) Всего з. ед.
Севооборот № 1
Без удобрений 1,97 6,94 2,00 22,40 2,37 1,65 12,42
^75Р100К285 3,20 8,48 3,00 25,37 2,83 1,72 15,91
Навоз 60 т/га С^75Р100К285) 3,34 7,93 2,48 30,47 2,93 1,67 16,06
Севооборот № 2
Без удобрений 2,18 7,56 1,81 21,93 2,40 1,64 12,55
^75Р100К285 3,23 8,85 2,94 26,80 2,86 1,70 16,16
Навоз 60 т/га С^75Р100К285) 3,38 8,52 2,83 33,03 3,02 1,71 17,04
Севооборот № 3
Без удобрений 1,62 7,00 1,58 23,73 2,41 1,60 13,71
^75Р100К285 2,64 8,35 3,16 28,00 2,97 1,75 17,87
Навоз 60 т/га С^75Р100К285) 2,79 7,98 2,25 35,40 3,23 1,77 18,18
Севооборот № 4
Без удобрений 1,81 8,25 2,17 26,80 2,58 1,62 13,46
^75Р100К285 3,04 9,46 2,96 32,90 3,01 1,90 17,23
Навоз 60 т/га С^75Р100К285) 3,11 9,31 2,31 39,43 3,28 1,78 17,54
НСР05 А (севооборот) В(удобрения) 0,26 0,18 1,31 0,83 0,16 0,23 1,57 1,89 0,22 0,24 0,13 0,15
Влияние севооборотов, минеральных и органических удобрений на агрохимические показатели почвы проявилось следующим образом. К концу ротации севооборота значения рН снизились с 6,0 до 5,7-5,8. Обменная кислотность почвы при применении минеральных удобрений составила 5,7, а навоза 5,8 (табл. 2). Таким образом, при применении минеральных удобрений возрастала обменная кислотность, а при внесении навоза - снижалась. В неудобряемой почве севооборота с сидеральным паром содержание гумуса снизилось до 1,82 %. В почве севооборота с чистым паром его содержание составило 1,76, а с занятым паром 1,80 %. Снижение содержания гумуса в почве за год составило в севообороте с сидеральным паром 1,1 %, с занятым паром 1,2 % и с чистым паром 1,5 %. Влияние минеральных удобрений на содержание гумуса в почве всех севооборотов было незначительным. По окончании первой ротации всех севооборотов можно свидетельствовать лишь о тенденции к снижению со-
держания гумуса в пахотном слое почвы при среднегодовых дозах N^14X41. Одно поле клевера семипольного севооборота и внесение 60 т/га навоза обеспечили содержание гумуса в почве на исходном уровне. Содержание легкогидролизуемо-го азота в пахотном слое почвы по окончании ротации севооборотов возросло с 73 до 75-99 мг/кг. Причиной повышения следует считать положительное последействие клевера. Наименьшее содержание легкогидролизуемого азота было в почве без внесения удобрений в севообороте с чистым паром - 75 мг/кг, а максимальное при применении навоза в севообороте с занятым паром - 99 мг/кг.
К концу ротации севооборотов снизилось содержания в почве подвижных форм калия и фосфора. В неудобряемой почве содержание подвижного фосфора в почве снизилось с 337 мг/кг до 180-201 мг/кг. При применении минеральных удобрений в среднегодовых дозах N^14X41 его содержание в почве было выше и составило 221-235 мг/кг, а при использовании навоза
Vestnik of the Mari State University
Chapter "Agriculture. Economics". 2017, vol. 3, no. 1 (9)
206-222 мг/кг. Содержание подвижного калия в пахотном слое почвы без применения удобрений снизилось со 194 до 96 - 105 мг/кг. При внесении минеральных удобрений снижение было меньше и содержание подвижного калия в пахотном слое почвы составило 130-155 мг/кг, а при внесении навоза - 118-131 мг/кг. Сравнивая минеральную и органическую системы применения удобрений, в которых за севооборот было внесено одинаковое количество азота, фосфора и калия, можно заключить, что в конце ротации в пахотном слое почвы они имели примерно одинаковое содержание в почве легкогидролизуемого азота, но разное содержание подвижных форм фосфора и калия. В почве севооборотов с внесением минеральных удобрений содержалось на 9-23 мг/кг больше подвижного фосфора и на 7-33 мг/кг подвижного калия, чем при внесении навоза.
Таблица 2
Агрохимические показатели дерново-подзолистой почвы, 0-20 см, (конец первой ротации севооборота)
Удобрения рНсол Гумус, % N л. г., мг/кг Р2О5, мг/кг К2О, мг/кг
1 2 3 4 5 6
Севооборот № 1
Без удобрений 5,8 1,76 75 192 103
N275P100K285 5,7 1,74 84 221 150
Навоз 60 т/га (N275P100K285) 5,8 1,96 86 206 126
Севооборот № 2
Без удобрений 5,7 1,76 77 201 105
N275P100K285 5,7 1,75 82 235 155
Навоз 60 т/га (N275P100K285) 5,8 1,97 83 212 122
Севооборот № 3
Без удобрений 5,8 1,8 78 186 99
N275P100K285 5,7 1,77 86 230 138
Навоз 60 т/га (N275P100K285) 5,8 2,00 99 216 131
Продолжение табл. 2
1 2 3 4 5 6
Севооборот № 4
Без удобрений 5,8 1,82 79 180 96
N275P100K285 5,7 1,79 84 231 130
Навоз 60 т/га 5,8 2,02 85 222 118
(N275P100K285)
До закладки 6,0 1,97 73 337 194
опыта
Выводы
1. В условиях дерново-подзолистой почвы максимальную продуктивность обеспечили севообороты с занятым и сидеральным паром при применении органических и минеральных удобрений. Минеральные удобрения и навоз положительно влияли на урожайность всех культур семипольного севооборота. Сидерат положительно влиял на урожайность озимой ржи, картофеля и ячменя.
2. Органическая система применения удобрения в севооборотах была более продуктивной по сравнению с минеральной.
3. При применении минеральных удобрений в почве возрастала обменная кислотность, а при внесении навоза - снижалась.
4. В неудобряемой почве севооборота с сиде-ральным паром содержание гумуса снизилось до 1,82 %. В почве севооборота с чистым паром его содержание составило 1,76, а с занятым паром 1,80 %. Одно поле клевера семипольного севооборота и внесение 60 т/га навоза обеспечили содержание гумуса в почве на исходном уровне.
5. Минеральная и органическая системы применения удобрений обеспечили примерно одинаковое содержание в почве легкогидролизуемого азота, но разное содержание подвижных форм фосфора и калия. В почве севооборотов с внесением минеральных удобрений содержалось на 9-23 мг/кг больше подвижного фосфора и на 7-33 мг/кг подвижного калия, чем при внесении навоза.
Литература
1. Белоус Н. М., Шаповалов В. Ф., Коренев В. Б., Талызин В. В. Влияние средств химизации при длительном применении на продуктивность плодосменного севооборота и плодородие дерново-подзолистой почвы // Состояние и перспективы агрохимических исследований в географической сети опытов с удобрениями: материалы Междунар. научно-метод. конф. учреждений-участников Геосети России и стран СНГ. М.: ВНИИА, 2010. С. 17-21.
2. Новоселов С. И., Хлебников И. Г., Горохов С. А. Эффективность минеральных удобрений в севооборотах с различными видами паров // Плодородие. 2011. № 5. С. 21-23.
3. Новоселов С. И., Новоселова Е. С., Горохов С. А., Толмачев Н. И. Эффективность сидеральных удобрений в севообороте // Плодородие. 2012. № 5. С. 27-28.
4. Новоселов С. И., Горохов С. А., Иванов М. И., Новоселова Е. С. Действие и последействие органических удобрений в севообороте // Агрохимия. 2013. № 8. С. 40-48.
5. Новоселов С. И., Новоселова Е. С., Завалин А. А. Эффективность использования биологического азота в земледелии Нечерноземья. Йошкар-Ола, 2012. 150 с.
6. Новоселов С. И., Толмачев Н. И., Муржинова А. В. Влияние минеральных удобрений на продуктивность севооборотов с различными видами паров // Плодородие. 2014. № 5 (80). С. 14-15.
7. Тиранов А. Б., Тиранова Л. В. Сидеральные и занятые пары в севооборотах // Земледелие. 2008. № 4. С. 16-18.
8. Христофоров, Л. В., Изместьев В. М., Пидалин Г. В. Воспроизводство плодородия дерново-подзолистых почв // Земледелие. 2004. № 4. С. 8.
References
1. Belous N. M., Shapovalov V F., Korenev V B., Talyzin V V Vlijanie sredstv himizacii pri dlitel'nom primenenii na produktivnost' plodosmennogo sevooborota i plodorodie dernovo-podzolistoj pochvy [Influence of chemicals with long-term use on the productivity of crop rotation and fertility of sod-podzolic soil], Sostojanie i perspektivy agrohimicheskih issledovanij v geograficheskoj seti opytov s udobrenijami: materialy Mezhdunar. nauchno-metod. konf. uchrezhdenij-uchastnikov Geoseti Rossii i stran SNG = Condition and prospects of agro-chemical studies in the geographic network of experiments with fertilizers: Proceedings of the International Scientific Conference member institutions of GeoNetwork of Russia and CIS countries, Moscow: VNIIA, 2010, pp. 17-21.
2. Novoselov S. I., Hlebnikov I. G., Gorohov S. A. Jeffektivnost' mineral'nyh udobrenij v sevooborotah s razlichnymi vidami parov [Efficiency of fertilizers in crop rotations with different types of vapor], Plodorodie = Fertility, 2011, no. 5, pp. 21-23.
3. Novoselov S. I., Novoselova E. S., Gorohov S. A., Tolmachev N. I. Jeffektivnost' sideral'nyh udobrenij v sevooborote [Effectiveness of green manures in the rotation], Plodorodie = Fertility, 2012, no. 5, pp. 27-28.
4. Novoselov S. I., Gorohov S. A., Ivanov M. I., Novoselova E. S. Dejstvie i posledejstvie organicheskih udobrenij v sevooborote [Action and of organic fertilizers in crop rotation], Agrohimija = Agrochemistry, 2013, no. 8, pp. 40-48.
5. Novoselov S. I., Novoselova E. S., Zavalin A. A. Jeffektivnost' ispol'zovanija biologicheskogo azota v zemledelii Necherno-zem'ja [Efficiency of biological nitrogen in agriculture of the non-Chernozem], Joshkar-Ola, 2012, 150 p.
6. Novoselov S. I., Tolmachev N. I., Murzhinova A. V. Vlijanie mineral'nyh udobrenij na produktivnost' sevooborotov s razlichnymi vidami parov [Influence of fertilizers on efficiency of crop rotations with different types of vapor], Plodorodie = Fertility, 2014, no. 5 (80), pp. 14-15.
7. Tiranov A. B., Tiranova L. V. Sideral'nye i zanjatye pary v sevooborotah [Green manure and engaged couples in crop rotations], Zemledelie = Agriculture, 2008, no. 4, pp. 16-18.
8. Hristoforov, L. V., Izmest'ev V. M., Pidalin G. V. Vosproizvodstvo plodorodija dernovo-podzolistyh pochv [Reproduction of fertility of sod-podzolic soils], Zemledelie = Agriculture. 2004, no. 4, p. 8.
Статья поступила в редакцию 25.12.2016 г.
Submitted 25.12.2016.
Для цитирования: Новоселов С. И. Влияние севооборота и удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур и плодородие почвы // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2017. Т. 3. № 1 (9). С. 60-64.
Citation for an article: Novoselov S. I. Effect of crop rotation and fertilizers on crop yields and soil fertility. Vestnik of the Mari State University. Chapter "Agriculture. Economics". 2017, vol. 3, no. 1 (9), pp. 60-64.
Новоселов Сергей Иванович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола, [email protected]
Novoselov Sergey I., Ph. D. (Agriculture), professor, Mari State University, Yoshkar-Ola,
