CC BY
36
96
• • •
Известия ДГПУ, №2, 2010
// Science. 1980. V. 210. № 4468. Р. 399-404. 11. Shabala S. N. Regulation of potassium transport in leaves: from molecular to tissue level //Annals of Botany. 2003. V. 92. P. 627-634.
Статья поступила в редакцию 22.05.2010 г.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ
НАУКИ
УДК.631.67+631.81+633.11
ВЛИЯНИЕ ВИДОВ УДОБРЕНИЙ НА БАЛАНС БИОФИЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЛУГОВО-КАШТАНОВОЙ
ПОЧВЕ ТЕРСКО-СУЛАКСКОЙ РАВНИНЫ
©гою Гасанов Г.Н., Салихов С.А., Гасанова С.М.*
Дагестанская государственная сельскохозяйственная академия ^Прикаспийский институт биологических ресурсов ДНЦ РАН
Приводятся результаты исследований по балансу основных биофильных элементов в лугово-каштановой почве под озимой пшеницей при внесении различных видов органических и минеральных удобрений.
The results of studies on balance of major biophilic elements in the meadow-chestnut soil under winter wheat in making various kinds of organic and mineral fertilizers are presented.
Ключевые слова: сидерат, удобрения, питательные элементы, почва, озимая пшеница.
Keywords: Siderate, fertilizers, nutrients, soil, winter wheat.
Компенсация дефицита питательных элементов в почве путем применения органических и минеральных удобрений является экологически обусловленным приемом регулирования биологического круговорота веществ [2]. Восполнение недостающего количества питательных элементов в почве достигается с помощью внесения органических и минеральных удобрений. Однако увеличение потребностей населения в продуктах питания во второй половине XX века привело к значительному увеличению использования минеральных удобрений и пестицидов. При этом, наряду с увеличени-
ем затрат невосполнимой энергии, окружающая среда загрязняется токсичными веществами, теряя одновременно до 50-90% применяемых удобрений, пестицидов, поливной воды. Нарушается один из основных законов земледелия - «закона возврата» и четвертый закон экологии, сформулированный Ком-монером - «за все надо платить», т.е. все, что человек берет от природы, должно быть рано или поздно возвращено, так как глобальная экосистема является единым целым, в пределах которого не может быть что-то выиграно или потеряно [3]. Поэтому одной из приоритетных за-
Естественные и точные науки • • •
дач аграрной науки является изыскание экологически обоснованных, безвредных для человека и среды его обитания средств и приемов пополнения запасов питательных элементов в почве.
Существенным резервом пополнения запасов органического вещества и формирования положительного баланса питательных элементов почв является запашка навоза, соломы зерновых культур и сидерация. К сожалению, в настоящее время эти и другие резервы практически не используется, а многие вопросы по эффективности их использования остаются нерешенными в научном плане. Реализация результатов этих исследований могла бы сократить долю минерального и увеличить долю биологического азота в земледелии.
На наш взгляд, эту проблему можно решить, не отводя под сиде-ральную культуру целое поле севооборота (это поле занятого пара). В орошаемых районах юга нашей страны сидеральную культуру можно выращивать в пожнивный период, то есть в период между уборкой урожая озимой зерновой культуры и повторным посевом ее осенью того же года.
Цель исследований заключалась в том, чтобы установить баланс питательных элементов (азота, фосфора и калия) под озимой пшеницей в лугово-каштановой почве Терско-Сулакской подпровинции при внесении различных видов органических удобрений и полного минерального удобрения.
Методика исследований
Исследования проводились лабораторно-полевым методом в агрофирме «Согратль» Гунибского района (прикутанные земли) и учхозе ДГСХА в 2007-2009 гг. Варианты опыта: 1. Без удобрений - контроль. 2. N100P50K120. 3. Навоз, 20 т/га. 4. Солома, 6 т/га. 5. Сидерат. 6. Солома, 6 т/га + сидерат.
В качестве сидерата использовался горох посевной (Pisum sativum), сорт Рамонский 77, который отличается высокой отзывчивостью на орошение и может формировать в пожнивный период урожай зеленой массы порядка 20-30 т/га [1]. Для достижения сопоставимости полученных данных по эффективно-
97
сти навоза, соломы и сидерата, по итогам химического анализа их массы, в них добавлялось недостающее количество питательных элементов, в количествах, указанных в схеме опыта. Выравнивание проводилось с учетом урожайности сидеральной культуры, путем дополнительного внесения минеральных туков по тем вариантам, по которым NPK поступил относительно меньше, т.е. проводилось выравнивание их по максимальному показателю одного из вариантов опыта. Средние дозы удобрений по вариантам опыта были следующие: 1. Без удобрений -контроль. 2. N113P54K12i. 3. Навоз, 20 т/га + Р10. 4. Солома, 6 т/га + N8oK41. 5. Сидерат + Р19К34. 6. Солома, 6 т/га +сидерат + N80P19K75.
Площадь делянки 108 м2 (7,2 м х 15 м), учетной 100 м2 (7,0 м х 14,3 м), повторность 4-кратная. Опыт был заложен методом организованных повторений, размещение вариантов внутри повторений - рендомезиро-ванное. Учеты, анализы и наблюдения проводились в соответствии с существующими рекомендациями по этим вопросам и ГОСТами на проведения химических анализов почв и растений, принятыми в организациях агрохимслужбы РФ.
Почва опытных участков луговокаштановая, тяжелосуглинистая, средне обеспечена азотом (4,0-5,6 мг/100 г), богата калием (280-320 мг/100 г) и низко обеспечена фосфором (1,5-2,0 мг/100 г). Плотность пахотного слоя (0-20 см) почвы 1,36 г/м2 метрового слоя - 1,42 г/см2. Наименьшая влагоемкость 30 и 24% соответственно, реакция почвенного раствора слабощелочная (PH = 7,2).
Результаты и обсуждение
Растения, используемые для сидерации, должны формировать большую вегетативную массу, с которой запахивалось бы в почву по возможности большее количество питательных элементов. Такой культурой в рассматриваемых условиях является горох посевной [1]. Он отличается высокой отзывчивостью на орошение. В наших исследованиях урожайность этой культуры в 2007 г. составила 20,4 т/га, в 2008 г. - 23,5 т/га, в 2009 г. - 25,8 т/га. По химическому составу ее фитомасса и полуперепревший навоз КРС имеют близкие значения (табл. 1).
98
• • •
Известия ДГПУ, №2, 2010
Таблица 1
Химический состав зеленой массы гороха, навоза КРС и соломы озимой пшеницы (2007-2009 гг.)
Вид удобрения Масса, Соде ржание в 1 кг, % Поступление на 1 га, кг
т/га N Р2О5 К20 N Р2О5 К20
Навоз 20,0 0,51 0,24 0,55 101,3 46,7 110,7
Солома 6,0 0,49 0,93 0,90 29,4 56,0 54,0
Сидерат 22,6 0,48 16,3 0,40 109,7 36,8 90,1
Внесение минеральных удобрений в дозах N113P54K12i повышает урожайность зерна озимой пшеницы по отношению к контролю почти на тонну (28,0%). Органические удобрения, улучшая агрохимические и водно-физические свойства почвы, создают благоприятный фон для получения более высоких урожаев этой культуры, чем минеральные. В среднем за 2007-2009 гг. прибавка
урожая зерна по вариантам с органическими удобрениями по отношению к минеральному фону составила 7,6-43,9%. Из них минимальный показатель приходится на удобрение почвы соломой, к варианту с запашкой навоза это составляет 16,4%, запашке фитомассы гороха -28,5%, совместному внесению соломы и гороха - 43,9% (табл. 2).
Таблица 2
Урожайность озимой пшеницы при внесении различных видов удобрений,
_______________________2007-2009 гг., т/га____________________
Вид удобрения 2007 г. 2008 г. 2009 г. Средняя В % к контролю
Без удобрения - контроль 3,33 3,43 3,12 3,29 100,0
N113P54K121 4,36 4,25 4,02 4,21 128,0
Навоз, 20 т/га + Рю 5,12 4,83 4,76 4,90 148,9
Солома, 6 т/га + N80K41 4,63 4,53 4,42 4,53 137,7
Сидерат + Р19К34 5,34 5,16 5,72 5,41 164,4
Солома, 6 т/га + Сидерат +N80P19K75 - - 6,06 6,06 184,2
НСРо,5 0,28 0,25 0,32
Полученные данные по выносу питательных веществ растениями и накоплению их в пожнивно-корневых остатках (ПКО) нами использованы при составлении баланса питательных элементов в почве под озимой пшеницей в связи с применяемыми видами удобрений. Остальные статьи баланса приведены на основе имеющихся литературных источников с учетом природных условий, в которых проводились наши исследования.
В приходной части баланса поступление питательных элементов в почву в виде органических и минеральных удобрений по вариантам опыта, как это было предусмотрено методикой исследований, было одинаковым, за исключением варианта с совместным внесением соломы и сидерата. Одинаковым было и поступление азота из атмосферы и несимбиотическая фиксация микроорганизмами и сине-зелеными водорослями (табл. 3 и рис.).
Таблица 3
Баланс питательных веществ в почве под озимой пшеницей в связи ______с применяемыми видами удобрений, 2007-2008 гг., кг/га_
Поступление (кг/га): Вынос (кг/га) с:
Виды удобрений Питательные элементы удобрения осадки и несимбиотическая фиксация ПКО всего урожай денитрификация и вымывание всего Баланс
Естественные и точные науки
• • •
99
Без удобрения -контроль N - 17 24,69 41,69 81,41 - 81,41 -39,72
Р2О5 - - 10,53 10,53 31,01 - 31,01 -20,48
К20 - - 35,94 35,94 51,49 - 51,49 -15,55
N113P54K121 N 113 17 29,91 159,91 112,16 23,90 136,06 23,85
Р2О5 54 - 12,61 66,61 41,17 - 41,17 25,44
К20 121 - 43,06 164,06 67,54 - 67,54 96,52
Навоз, 20 т/га + Рю N 113 17 34,98 164,98 130,79 - 130,79 34,19
Р2О5 54 - 14,59 68,59 47,66 - 47,66 20,93
К20 121 - 49,72 170,72 77,59 - 77,59 93,13
Солома, 6 т/га + N80K41 N 113 17 34,73 164,73 121,04 18,00 139,04 26,69
Р2О5 54 - 14,43 68,43 43,52 - 43, 52 24,91
К20 121 - 49,27 170,27 71,30 - 71,30 98,97
Сидерат + Р19К34 N 113 17 35,11 165,11 144,22 - 144,22 20,89
Р2О5 54 - 14,95 68,95 53,00 - 53,00 5,95
К20 121 - 49,82 170,82 85,37 - 85,37 85,45
Солома, 6 т/га + Си-дерат + N80P19K75 N 226 17 38,87 281,87 155,55 18,00 173,55 108,32
Р2О5 108 - 16,16 70,16 124,16 - 56,90 67,26
К20 242 - 55,19 297,19 91,46 - 91,46 205,73
250
200
150
100
50
-100
205,73
96,52
93,13
98,97
108,32
85,45
67,26
-20,48 23,85 25,44
-39,72 -15,55
34,19
20
,93 I 26,69 24,91 ■ 20,89
5,95
0 1 рЮ Л N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O
50 Из удобрения -контроль NPK Навоз Солома Сидерат Солома, + Сидерат
Рис. Баланс питательных веществ в почве в зависимости от вида
удобрения (кг/га)
Различия между вариантами в этой части баланса сводились только к содержанию питательных элементов в пожнивно-корневых остатках.
В расходной части баланса максимальный вынос питательных элементов отмечен также на варианте с запашкой соломы и сидерата - 284,7 кг/га. По трем другим вариантам с внесением минеральных удобрений соломы и навоза этот показатель
составил 71,6-73,9%, на контроле 44,3% от выноса их при совместной запашке соломы и сидерата. При запашке в почву одного сидерата (с расчетным количеством фосфорнокалийного удобрения) вынос питательных элементов увеличивается до 84,9% к варианту с максимальным показателем. Поэтому здесь получен минимальный из всех удобренных вариантов показатель баланса - 138,2 кг/га, или 35,3% к ва-
100
Известия ДГПУ, №2, 2010
• • •
рианту с наибольшим положительным балансом, где этот же сидерат вносился совместно с соломой. Внесение полного минерального удобрения, а также навоза и соломы также обеспечивают положительный и примерно одинаковый баланс питательных веществ в почве - соответственно 145,81 кг, 148,52 и 150,57 кг/га.
Таблица 4
Коэффициент возврата и интенсивность баланса питательных элементов при внесении различных видов удобрений, 2007-2009 гг.
Вид удобрения Питательные элементы Коэффициент возврата Интенсивно баланса,0/ :ть
Без удобрения -контроль N Р2О5 К20 Средние -0,47 -0,36 -0,42 -0,42 47 36 42 42
N113P54K121 N Р2О5 К20 Средние 1,27 1,71 3,24 2,07 127 171 324 207
Навоз, 20 т/га + Рю N Р2О5 К20 Средние 1,53 1,56 3,02 2,04 153 156 302 204
Солома, 6 т/га + N80K41 N Р2О5 К20 Средние 1,32 1,61 3,19 2,04 132 161 319 204
Сидерат + Р19К34 N Р2О5 К20 Средние 1,25 1,32 2,48 1,68 125 132 248 168
Солома, 6 т/га + Сидерат + 80Р19К75 N Р2О5 К20 Средние 1.71 2,22 4,20 2.71 171 222 420 271
Проведенные нами расчеты показали, что интенсивность баланса суммарного количества питательных элементов имеет минимальные значения при использовании сидерата -85,2% по сравнению с полным минеральным удобрением озимой пшеницы (табл. 4). Это свидетельствует о более полном использовании внесенных удобрений на этом варианте по сравнению со всеми осталь-
ными. На втором и третьем местах по этому показателю находится два других органических удобрения -навоз (93,8%) и солома (98,5%).
Таким образом, имеющиеся в составе органических удобрений питательные элементы используются растениями озимой пшеницы лучше, чем из минеральных туков. Объясняется это тем, что эти элементы в минеральной форме поступают в почву и растения не в один-два приема, а постепенно, по мере разложения органической массы, и так же равномерно используются растениями. Поэтому потери их на вымывание в нижележащие слои почвы, на газообразные потери или закрепление в почве значительно меньше, чем при внесении минеральных удобрений.
Выводы
1. Внесение минеральных удобрений из расчета М113Р54К121 позволяет формировать положительный баланс питательных элементов в лугово-каштановой почве Терско-Сулакской подпровинции и получить 4,21 т/га зерна озимой пшеницы.
2. Замена минеральных туков эквивалентным по содержанию питательных элементов количеством навоза и соломы не меняет интенсивность баланса и коэффициент возврата NPK, но позволяет повысить урожайность зерна озимой пшеницы соответственно на 48,9% и 37,7%. Запашка зеленой массы гороха (сидерата) способствует снижению интенсивности баланса питательных элементов с 2,07 на минеральном фоне питания до 1,68 с соответственным снижением коэффициента возврата. Урожайность зерна при этом 4,21 т/га повышается до 5,41 т/га. Совместное внесение соломы и сидерата в почву, хотя и повышает урожайность озимой пшеницы до 6,06 т/га, приводит к существенному повышению коэффициента возврата до 2,71, что свидетельствует о снижении эффективности использования внесенных удобрений.
Естественные и точные науки
• • •
101
Примечания
1. Гасанов Г. Н. Роль полевых культур и севооборотов в формировании почвенного плодородия // Почвенные ресурсы Дагестана, их охрана и рациональное использование. Махачкала, 1998. С. 164-183. 2. Кирюшин В. И., Иванов А. Л. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий. М. : Росинформагротех, 2005. 783 с. 3. Сафонов А. Ф., Лошаков В. Г., Баздырев Г. И., Рассадин А. Я. и др. Системы земледелия / под ред. А. Ф. Сафонова. М.: Колос, 2000. 447 с.
Статья поступила в редакцию 22.04.2010 г.
