Агрохимические свойства чернозема выщелоченного и продуктивность полевого севооборота в связи с применением минеральных удобрений

В исследованиях по определению действия минеральных удобрений на продуктивность озимой пшеницы, возделываемой после сои, заметное влияние оказали и погодные условия, которые складывались по разному.

В 1999 г. недостаток влаги и повышенный температурный режим неблагоприятно сказались на формировании урожая озимой пшеницы, однако в опыте был получен хороший урожай. Даже на контроле, где удобрения не вносились уже 17 лет, он составил 45,8 ц/га. Такая высокая урожайность обуславливается, главным образом, влиянием предшественника - сои.

Внесение удобрений значительно повысило урожайность озимой пшеницы. Наименьшее влияние на урожайность в 1999 г. оказали фосфорные и калийные удобрения. При внесении фосфорных удобрений в дозе Р₆₀ урожайность составила 53,6 ц/га, К₄₀ - 53,3 ц/га, а полученная по сравнению с контролем прибавка в этих вариантах составила соответственно 7,8 и 7,5 ц/га. Внесение двойной дозы азота повысило урожайность до 66,0 ц/га, при этом прибавка урожая составила 20,2 ц/га. Полное удобрение в двойной дозе N₈₀P₆₀K₄₀ не имело преимущества перед внесением одного азотного удобрения, полученная прибавка в этом варианте составила 20,9 ц/га, при урожайности озимой пшеницы 66,7 ц/га. Единичная доза полного удобрения N₄₀P₃₀K₂₀ была менее эффективна.

В 2000 и 2001 гг. сложились более благоприятные условия увлажнения по сравнению с 1999 г., что способствовало формированию более высокого урожая и на контроле было получено 67,4 и 54,5 ц/га озимой пшеницы. При хороших условиях увлажнения в 2000 и 2001 гг. калийные удобрения не оказали влияния на урожайность озимой пшеницы. В благоприятные по увлажнению годы, вероятно происходила мобилизация почвенного калия и внесение калийных удобрений оказалось неэффективным, тогда как в засушливые годы калийные удобрения обеспечивали заметную прибавку урожая.

Как и в 1999 г. наибольшее влияние на урожайность озимой пшеницы в 2000 и 2001 гг. оказало внесение азотного и полного удобрения в двойной дозе. Внесение двойной дозы азотных удобрений дало в 2000 прибавку 11 ц/га г. и в 2001 г. 26,3 ц/га. В среднем за три года в опыте урожайность озимой пшеницы, колебалась по вариантам от 55,6 до 77,6 ц/га. Единичные дозы минеральных удобрений дали дополнительно с 1 га 12,5 ц, а двойные дозы - 22 ц зерна. Дальнейшее увеличение дозы минеральных удобрений до тройных оказалось малоэффективным. Здесь прибавка урожая составила 24,4 ц/га по сравнению с контролем и 2,4 ц/га по сравнению с двойной дозой удобрений.

Наибольшее действие на формирование урожая озимой пшеницы оказали азотные удобрения. Внесение только азотных удобрений N₄₀ с осени и N₄₀ в начале выхода в трубку дало дополнительно в разные годы от 11 до 26,3 ц/га. В среднем за 3 года исследований прибавка урожайности в этом варианте составила 20,9 ц/га, что на 37,6 % выше, чем на контроле.

Добавление фосфора и калия к азотным удобрениям не привело к дальнейшему росту урожайности. Увеличение доза азота до 120 кг/га д. в. также не привело к дальнейшему повышению урожайности озимой пшеницы.

Действие удобрений на величину урожая зерна озимой пшеницы несколько отличалось по годам проведения исследований, однако анализ уравнений производной функций, составленной по результатам регрессивного анализа показывает, что определяющее значение в повышении урожайности озимой пшеницы имеет азотное удобрение.

Действие фосфорных и калийных удобрений на урожайность озимой пшеницы значительно слабее, чем азотных и результирующая кривая также имеет затухающий характер.

Если исключить несущественные члены уравнения, то в среднем за три года производная функция урожайности озимой пшеницы примет упрощенный вид:

У = 56,9 + 13,28N - 2,07N²,

где однозначно отмечается ведущая роль азотных удобрений в формировании урожая озимой пшеницы.

Содержание белка является определяющим показателям качества зерна озимой пшеницы. Белковость зерна и качество клейковины - признак наследственный и в большей степени зависит от сорта, но под воздействием агротехнических приемах колебания могут достигать до 10 %.

Результаты наших исследований показали, что погодные условия отразились на накоплении белка в зерне озимой пшеницы .

Период 1998-1999 гг. характеризовался засушливыми условиями и повышенным температурным режимом, что неблагоприятно сказалось на качестве зерна озимой пшеницы. Погодные условия 1999-2001 гг. были более благоприятными и способствовали накоплению белка в зерне.

В целом в опыте содержания белка в зерне пшеницы было высоким. Многими исследованиями показано, что белковость зерна зависит от предшественника, причем наилучшие результаты наблюдаются после бобовых культур. В условиях опыта озимая пшеница возделывалась после сои, что обеспечивало накоплению большого количества белка в зерне. Только на контроле, где удобрение не вносятся с 1981 г. пшеница по содержанию белка в зерне не относится к категории сильной пшеницы (<14%). Таким образом, без применения удобрения даже после сои невозможно получить зерно с оптимальным содержанием белка.

Внесение минеральных удобрений оказало существенное влияние на накопление белка в зерне озимой пшеницы, причем белковость зерна находится в прямой зависимости от доз вносимых удобрений. Так, если внесение единичной дозы полного удобрения повысило содержание белка в зерне в среднем за 3 года с 13,7 до 14,8%, то двойной и тройной дозы - до 17,7 и 17,9% собственно.

Регрессионный анализ данных по содержанию белка в зерне показывает наличие тесной (r=0,89) корреляционной зависимости этого показателя от видов, доз и сочетания минеральных удобрений. Результаты наших исследований подтверждают первостепенное значение азотных удобрений в накоплении белка в зерне озимой пшеницы. Доля влияния их составила в среднем за 3 года исследований 32,8%. На втором по значимости месте с долей влияния 5,8% было действие фосфорных удобрений.

Влияние калийных удобрений на накопление белка в зерне озимой пшеницы в среднем за 3 года исследований было незначительным. Следует отметить, что положительное влияние калия мы наблюдали в засушливых условиях 1999 гг., здесь доля влияния составила 6,1 %. В 2000 г. действие калийных удобрений на накопление белка не проявлялось, а в условиях переувлажнения 2001 г. оно было даже отрицательным. Вероятно, это связано с тем, что при переувлажнении содержание доступного калия в почве увеличивается, так как необменный калий может переходить в обменную форму. Антагонизм калия и аммонийного азота может ухудшать условия азотного питания и снижать накопление белка.

Чаще всего качество зерна озимой пшеницы оценивают по содержанию сырой клейковины. Количество сырой клейковины в зерне колебалось от 24 до 29 %.

Довольно высокое содержание сырой клейковины в зерне на контроле, как мы уже отмечали, объясняется последействием предшественника. Внесение полного удобрения значительно повышало содержание клейковины в зерне.

В варианте с единичной дозой полного удобрение содержание клейковины по годам колебалось от 24,3 до 26% и составило в среднем за 3 года 25,2%,что на 1,2% выше, чем на контроле. Увеличение дозы полного удобрения способствовало накоплению клейковины, однако действие двойной и тройной дозы полного удобрения было практически одинаковым.

Наибольшее действие на накопление клейковины оказали азотные удобрения. Внесение двойной дозы азота (N₈₀) позволило получить сильное зерно с содержанием клейковины 28,2%. Фосфорные и калийные удобрения несколько повышали содержание клейковины в зерне по сравнению с контролем, но их действие было значительно слабее, чем азота. Добавление фосфорных и калийных удобрений к азотным так же, не имело существенного влияния. Это подтверждается результатами регрессивного анализа данных по содержанию клейковины.

Доля влияния азотных удобрений на накопление клейковины составляет 23,3%, фосфорных - 12,1%. Калийные удобрения в разные годы оказывали неоднозначное действие, так в 1999 и 2000 гг. оно было положительным, а в 2001 г. - отрицательным. В среднем за три года исследований калийные удобрения в условиях опыта не оказали влияния на содержание клейковины в зерне озимой пшеницы.

Таким образом, в формировании урожая озимой пшеницы возделываемой после сои на выщелоченном черноземе Западного Предкавказья основная роль принадлежит азотным удобрениям (У= 56,9 + 13,28N - 2,07N²). С увеличением дозы азота урожайность увеличивается по затухающей кривой. Доля влияния азотных удобрений на урожайность озимой пшеницы составила 75%. По результатам трехлетних исследований наилучшим и самым экономичным вариантом под озимую пшеницу, возделываемую в севообороте на черноземе выщелоченном после сои, можно считать внесение N₈₀, где N₄₀ вносится осенью под дискование и N₄₀ поверхностно весной в начале выхода в трубку.

Показатели качества зерна озимой пшеницы зависят от видов, доз и сочетания минеральных удобрений. Первостепенное значение в накоплении белка и клейковины в зерне озимой пшеницы возделываемой на черноземе выщелоченном после сои принадлежит азотным удобрениям. Их доля влияния на эти показатели составляет 32,8 и 23,3% соответственно. Действие фосфорных удобрений на содержание белка и клейковины значительно слабее, чем азотных, а калийные удобрения практически не влияли на качественные показатели зерна озимой пшеницы.

Сахарная свекла относится к культурам, хорошо отзывающимся на удобрения. Поэтому оптимизация условий минерального питания растений путем совершенствования системы удобрения является актуальной проблемой в свекловодстве. Главное при разработке системы удобрения сахарной свеклы - это обеспечение растений подвижными формами элементов питания в течение их вегетации.

Самую трудную проблему в питании сахарной свеклы представляет определение требуемого ей количества азотного удобрения. Внесение малого количества азота ведет к недобору урожая, а слишком большие дозы снижают сахаристость корней, чистоту сока и выхода сахара (2). Следует учитывать и тот факт, что в настоящее время из-за растущих цен на минеральные удобрения, объемы их применения сократились, что сказалось на плодородии почвы и урожайности возделываемых культур. Поэтому установление оптимальных доз и сочетаний минеральных удобрений является актуальным. От рациональных доз, сочетаний и форм удобрений зависит количество и качество урожая, экономическая целесообразность их внесения.

Исследования по разработке наиболее эффективной системы удобрений сахарной свеклы в полевом севообороте были проведены в 2000 по 2002 г. Эффективность минеральных удобрений во многом определяется содержанием подвижных форм питательных веществ в почве, поэтому в задачу наших исследований входило изучение динамики содержания элементов питания в почве в течение вегетации сахарной свеклы.

Внесение минеральных удобрений значительно повлияло на динамику содержания доступных растениям форм азота, фосфора и калия. Максимальное их количество 28,1 - 32,9 мг/кг, 24,6 -26,1; 287,7 - 321,2 мг/кг соответственно содержится в начале вегетации растений при внесении N₈₀P₈₀K₈₀ и N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀. К середине вегетации происходит значительное уменьшение содержания до 23,7 -23,2 мг/кг, 20,2 - 20,0, 149,5-186,8 мг/кг, а к уборке урожая содержание их минимальное - 12,1-14,4 мг/кг, 16,5-18,3, 124,7-163,0 мг/кг, что, несомненно, связано с интенсивным потреблением растениями сахарной свеклы элементов минерального питания для формирования вегетативных и репродуктивных органов.

Единичные дозы удобрений _ N₄₀P₄₀K₄₀ не привели к изменению содержания элементов минерального питания по сравнению с естественным уровнем плодородия. Удобрения положительно повлияли на пищевой режим чернозема выщелоченного, что в конечном итоге отразилось на величине и качестве урожая корнеплодов сахарной свеклы.

Показателем качества сахарной свеклы является содержание сахара в её корнеплодах. Проведенные нами исследования показали, что внесение минеральных удобрений оказало значительное влияние и на этот показатель.

Применение на черноземе выщелоченном фосфорных Р_80, калийных К₈₀ удобрений и полной двойной N₈₀P₈₀K₈₀ и тройной N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀ доз минеральных удобрений повышали соответственно не только урожайность на 10 ц/га, 12, 116, 122 ц/га, но и увеличивали содержания сахара в корнеплодах на 0,9 %, 0,6, 0,8 %, что повышало сбор сахара соответственно на 3,9 ц/га; 3,3; 18,4; 19,3 ц/га.

Азотные удобрения, увеличивая урожайность сахарной свеклы на 17 ц/га, одновременно снижали содержание сахара в корнеплодах на 1 %,что ухудшало технологические свойства корнеплодов: в корнях накапливается избыточное количество азота, минерального фосфора и калия, снижается содержание сухого вещества. Внесение повышенной дозы _ N ₈₀ и единичной _ N₄₀P₄₀K₄₀ не только не повышает сахаристость сахарной свеклы, но в ряде случаев приводит к её снижению. Наилучшие результаты получены в вариантах с внесением двойных и тройных доз азотных, фосфорных и калийных удобрений в равных сочетаниях. Эта закономерность прослеживается по всем годам исследований. Максимальная урожайность получена при внесении N₈₀P₈₀K₈₀ и N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀. удобрений и составила соответственно 386 и 392 ц/ га. Сбор сахара в этих вариантах составляет 54 ц/га и 54,9 ц/га, что на 19ц/га выше, чем на контроле.

Таким образом, внесение одних азотных, фосфорных или калийных удобрений под сахарную свеклу не привело к значительным изменениям урожайности и его качества. Внесение единичных доз азота, фосфора и калия дало прибавку урожайности 59 ц/га или 21% по сравнению с контролем. Однако в этом варианте снизилось содержание сахара в корнеплодах. Наилучшие результаты показали варианты с двойными и тройными дозами азота, фосфора и калия в равных сочетаниях. Здесь получен максимальная урожайность корнеплодов сахарной свеклы высокого качества (386 и 392 ц/га).

Учитывая окупаемость и экономическую эффективность вносимых удобрений, следует отметить, что наиболее целесообразным является внесение под сахарную свеклу на черноземе выщелоченном в условиях Западного Предкавказья полного минерального удобрения из расчета N₈₀P₈₀K₈₀.

Одним из важнейших факторов повышения урожайности и улучшения качества зерна кукурузы в Краснодарском крае является сбалансированное ее минеральное питание, которое можно достигнуть совершенствованием системы удобрения этой культуры.

Количество нитратного азота в почве на посевах кукурузы было наиболее высоким в начале вегетации, затем имело место постепенное снижение его содержания к фазе полной спелости зерна. Видимо, уменьшение N-NO₃ связано с интенсивным потреблением нитратов растениями при наращивании вегетативной биомассы и снижением процесса нитрификации в связи с увеличением температуры и снижением влажности почвы к концу вегетации также. Тем не менее, разница в более высоком содержании N-NO₃ в вариантах, где применялись различные дозы минеральных удобрений и контролем, сохранилась на протяжении всей вегетации растений кукурузы.

Вносимые фосфорные удобрения в одинарной, двойной и тройной дозах под кукурузу значительно увеличивали количество подвижного фосфора в почве. Положительное влияние минеральных удобрений на динамику содержания подвижного фосфора в почве по фазам вегетации растений проявляется на протяжении всего вегетационного периода кукурузы. Однако различия между удобренными вариантами были в целом не существенными: содержание изменялось от 152,9 мг/кг в начале вегетации при внесении одинарной дозы до 172,6 мг/кг к фазе полной спелости зерна при внесении полного удобрения в тройной дозе.

Таким образом, динамика содержания подвижного фосфора в почве под посевами кукурузы характеризуется стабильностью. Отмечается лишь небольшое уменьшение его содержания к концу вегетации, что можно объяснить большим его потреблением растениями и переходом части подвижных форм фосфора в менее доступные соединения в почве, связанные с его химическим поглощением.

Как и в случае с азотом и фосфором, характер динамики содержания обменного калия в почве на всех вариантах опыта был идентичен и содержание зависело от количества вносимых удобрений. Наилучшие условия калийного питания в течение всей вегетации кукурузы были при применении полного удобрения в двойных и тройных дозах. Обеспеченность почвы обменным калием изменялась от низкой на контроле до средней при внесении двойных и тройных доз минеральных удобрений.

Вносимые минеральные удобрения изменяли содержание наиболее дефицитными элементами питания в почве, что обеспечивало благоприятные условия минерального питания растений и оказывало заметное влияние на содержание азота, фосфора и калия в растениях кукурузы.

По содержанию азота, обнаруженном в растениях, можно заключить, что максимальное количество этого элемента наблюдалось в фазу цветения кукурузы. К полной спелости зерна оно было минимальным. Если в варианте без применения удобрений в зерне содержалось 2,1 % азота, то на удобренных оно повышается до 3,5 %. Различия в содержании азота в зерне между контролем и удобренными вариантами незначительны: 1,5-1,9 %, тогда как в вегетативных органах растения содержание этого элемента изменяется от 0,26 до 0,75 %.

Содержание фосфора в растениях кукурузы по фазам вегетации так же зависит от условий питания. В фазу цветения растений наблюдается значительный разрыв в содержании этого элемента между контролем, одинарными и двойными дозами удобрений _ 0,2-0,56 %. Максимальное количество фосфора обнаружено в зерне кукурузы на вариантах с применением N₆₀Р₆₀К₄₀ и N₉₀Р₉₀К_60.

Обнаруженное в начале вегетации содержание калия в растениях снижается к полной спелости. В период всходов его количество было максимальным 3,9-5,9 %. К фазе цветения растений различия в содержании этого элемента между вариантами незначительны _ 1,1-1,6 %. К уборке урожая кукурузы содержание калия в зерне колеблется от 0,2 до 0,44 %.

Вынос элементов питания растениями кукурузы в зависимости от доз удобрений изменялся: при внесении тройных доз азот _ от 71 на контроле до 224,2 кг/га, фосфор _ 22,3 - 89,7 кг/га и калий _ 43,5 - 181,0 кг/га.

При возделывании кукурузы на черноземе выщелоченном прослеживается достаточно тесная прямолинейная зависимость (r = 0,93) урожайности зерна от доз минеральных удобрений. Все вносимые минеральные удобрения позволили получить достоверную прибавку, за исключением калийных удобрений, внесенных в дозе К₄₀. Минимальная урожайность зерна кукурузы, равная 40,2 ц/га, получена на контроле. Двойные дозы азотных (N₆₀) и фосфорных (Р₆₀) удобрений достоверно повысили урожайность, но прибавка от их внесения в целом не превышала 13,5 и 11,1 ц/га соответственно. При внесении одинарной и двойной дозы полного удобрения (N₃₀Р₃₀К₂₀ и N₆₀Р₆₀К₄₀) прибавка урожайности зерна возрастает с 19,5 до 27,9 ц/га. Примерно такую же прибавку 32,4 ц/га дает сочетание тройных норм азотных, фосфорных и одинарной дозы калийных удобрений (N₉₀Р₉₀К₆₀). Наиболее сбалансированное минеральное питание кукурузы, обусловившее получение максимальной урожайности зерна 72,6 ц/га, было при внесении N₉₀Р₉₀К_60,; при этом увеличивается и содержание белка в зерне на 2,4 %.

Таким образом, на черноземе выщелоченном малогумусном с тяжелосуглинистым гранулометрическим составом двойные нормы полного удобрения N₆₀Р₆₀К₄₀ оказали практически такое же действие, как и тройные N₉₀Р₉₀К₆₀. С ростом урожайности кукурузы изменялось и качество зерна. Следует отметить, что все вносимые удобрения положительно оказывали влияние на содержание белка в зерне кукурузы.

В среднем за годы исследований количество белка в зерне кукурузы было максимальным на варианте с тройной дозой полного удобрения _11,0 %. Несколько ниже - 10,3-10,5 % при внесении двойной дозы азотных и полного удобрения. Увеличение содержания белка при внесении двойных доз фосфорных и калийных удобрений несущественно.

Можно заключить, что содержание белка в зерне кукурузы может быть значительно увеличено внесением азота в дозе N₆₀ и полного удобрения в двойных _ N₆₀P₆₀ K₄₀ и тройных дозах _ N₉₀ P₉₀ K₆₀.

Кукуруза относится к культурам весьма требовательным и к микроэлементам, в частности к цинку. При его недостатке у вегетирующих растений ослабляются биосинтез фитогормонов, интенсивность дыхания и фотосинтеза, что приводит к снижению эффективности вносимых под кукурузу минеральных удобрений. К недостатку цинка эта культура наиболее чувствительна в период прорастания семян и появления выходов. Для избежания цинковой недостаточности кукурузы в начальный период роста и развития растений рекомендуется предпосевное обогащение семян (4).

В полевом опыте предшественником кукурузы была сахарная свекла, которая значительно обедняет почву цинком. Поэтому в лабораторном опыте изучали влияние различных концентраций сернокислого цинка при обработке посевного материала на всхожесть, энергию прорастания и силу роста семян кукурузы. Схема опыта: 1) ZnO (вода); 2) Zn 0,005 %; 3) Zn 0,01%; 4) Zn 0,05 %; 5) Zn 0,1 %; 6) Zn 0,5 %. Результаты исследований показали, что энергия прорастания, скорость, дружность прорастания и всхожесть, на контроле имели наименьшие значения: 63,7 %; 2,6 сут.; 26,3 шт./сут.; 93,7 % соответственно. Обработка семян кукурузы 0,005 и 0,01% водными растворами цинка привела к увеличению всех названных показателей. Использование более высоких концентраций микроэлемента для обработки семян оказалось менее эффективным. Лабораторная всхожесть, энергия и скорость прорастания еще не дают исчерпывающей характеристики семенам, а поэтому дополнительно определяли силу их роста. Как видно из полученных данных, не каждое всхожее семя формировало росток, способный преодолеть слой песка в 3 см. В контрольном варианте из 100 семян дали ростки всего лишь 83,7 штук. Семена, обогащенные цинком, формировали больше проростков; их число зависело от концентрации микроэлемента, использованного для предпосевной обработки.

По результатам дальнейших исследований выявлено, что обработка семян 0,01 % водным раствором цинка способствует максимальному накоплению проростками сухого вещества. В сравнении с контролем, где сухая масса ростка и корешка составляет соответственно 0,49 и 0,36 г, обработка семян кукурузы 0,01 % водным раствором микроэлемента увеличивала сухую массу соответственно до 2,13 и 2,16 г. Цинк способствовал увеличению числа корешков у развивающегося проростка. Число корешков в контрольном варианте на одно растение составило 2 шт., тогда как в варианте Zn 0,01 % -15 штук. Длина корешка и ростка в контрольном варианте составляли соответственно 0,72 и 1,4 см, а в варианте Zn 0,01 % _ 6-5,8 см.

Таким образом, предпосевная обработка семян кукурузы сернокислым цинком является высокоэффективным агроприемом увеличения их посевных качеств.

В 2002-2004 гг. заканчивается вторая ротация севооборота, и под яровой ячмень с подсевом люцерны удобрения не вносили, а изучали их последействие. Под предшественник (кукурузу, возделываемую на зерно) вносили минеральные удобрения в единичной дозе N₃₀Р₃₀К₂₀.

Урожайность ярового ячменя с подсевом люцерны на зеленый корм по годам исследования довольно низкая, она колеблется от 69,9 до 81,9 ц/га. В среднем на контроле получено 76,0 ц/га. Наши данные согласуются с мнением многих ученых В.В. Конончука, Е.Л. Зверевой, (1992); В.И. Никитишена, Л.К. Дмитраковой , А.В. Заборина, И.А. Никитишеной, (1994) о том, что яровой ячмень отличается наиболее выраженной реакцией на последействия азота. Достоверное последействие наблюдалось при внесение двойной дозы азота. Прибавка здесь составила 11,3 ц/га. Последействие двойных доз фосфорных и калийных удобрений, а также одинарных доз полного удобрения повышали урожайность в среднем от 5,4 % до 10,3 %. Высокая прибавка урожайности была получена от последействия полного удобрения в двойной и тройной нормах, которая соответственно составила 16,5 и 19,4 ц/га или 21,7 и 25,5 %.

Последействие минеральных удобрений в условиях опыта не только повышало урожайность культуры, но и улучшало качество получаемой продукции. Качество корма по содержанию сырого белка (такой термин рекомендован ВАСХНИЛ вместо понятия "сырой протеин") оценивается по 20-балльной шкале: при количестве сырого белка 15 % и более (в расчете на сухое вещество) - 20 баллов; 14,9-12,7 % - 16 баллов, 12,6-11,7 % - 12 баллов; 11,6-9,9 % - 9 баллов; 9,8-8,3 % - 6 баллов; 8,2-6,1 % - 3 балла; 6 % и меньше - 0 баллов (3).

В среднем за три года исследований при количестве сырого белка на контроле 11,9 % в расчете на сухое вещество качество корма оценивается 12 баллами. В варианте с единичными дозами количество сырого белка в зеленой массе составило 12,3 %, что соответствует 12 баллам. А в вариантах с двойными и тройными дозами удобрений наблюдается достоверное увеличение этого показателя качества до 13,3 % и 13,5 % соответственно, что больше на 1,5 % и 1,7 %. В расчете на сухое вещество это составило 16 баллов. Одностороннее внесение азотных удобрений увеличило количество сырого белка до 12,6 %, что на 0,7 % больше чем на контроле и соответствует 12 баллам. Одностороннее внесение фосфорных и калийных удобрений практически не повлияло на количество сырого белка. Следовательно, различные условия минерального питания по вариантам обусловили получение неодинакового урожая и его качества. Так последействие фосфорных и калийных удобрений в одностороннем порядке не повлияло на урожайность и качество зеленой массы ярового ячменя в смеси с люцерной.

Достоверное последействие удобрений отмечено при длительном применении азотных удобрений, а так же полного удобрения в двойной и тройной дозах. Существенное улучшение качества урожая получено от последействия полного удобрения в двойной и тройной дозах. Наиболее эффективным по влиянию на урожайность и качество зерна ярового ячменя с подсевом люцерны было последействие тройной дозы минеральных удобрений, где урожайность в среднем за три года составила 95,4 ц/га, а качество корма оценивается 16 баллами.

Таким образом, за две ротации севооборота произошло достоверное снижение содержания гумуса в почве всех вариантов опыта на 0,57-0,60 % по сравнению с исходной почвой. То есть внесение на черноземе выщелоченном только минеральных удобрений не позволяет стабилизировать почвенное плодородие, необходимо дополнительное внесение органических удобрений.

Длительное внесение минеральных удобрений привело к увеличению активной и обменной кислотностей, вследствие чего снизились показатели рН водной и солевой вытяжек соответственно по ротациям севооборота на 0,06-0,37 единиц. К концу второй ротации на максимально удобренных вариантах увеличивается гидролитическая кислотность до 2,80 мг-экв./100 г почвы, по сравнению с 1,73 мг-экв./100 г почвы до проведения исследований.

После второй ротации наблюдается снижение степени насыщенности основаниями, суммы поглощенных оснований и емкости поглощения почвы, причем, эти показатели снижаются с увеличением норм удобрений.

Целью дальнейших исследований являлось выявление действия доз и сочетаний минеральных удобрений при длительном их внесении на продуктивность севооборота в условиях чернозема выщелоченного.

Анализ данных по продуктивности севооборота за вторую ротацию (табл.8) показал, что наименьшая продуктивность получена на контрольном варианте. Здесь она составила 541,4 ц/га зерн.ед. Среднегодовой уровень продуктивности повышенный - 4,9 т/га зерн. ед. в год. На варианте с внесением в почву единичной дозы минеральных удобрений продуктивность увеличилась и составила 653,1 ц/га зерн. ед., что на 111,7 ц/га зерн. ед., или на 20,6 % превышает продуктивность на контроле. Среднегодовой уровень продуктивности на варианте 111 довольно высокий - 5,9 т/га зерн. ед. в год. За вторую ротацию севооборота на этом варианте было внесено N₂₈₀P₂₈₀K₂₀₀. На варианте с внесением двойной дозы минеральных удобрений продуктивность увеличилась до 727,5 ц/га зерн. ед., что на 186,1 ц/га зерн. ед. (34,4%) превышает продуктивность на контрольном варианте. Уровень продуктивности на варианте 222 так же высокий - 6,6 т/га зерн. ед. в год. Всего за вторую ротацию севооборота было внесено N₅₆₀P₅₆₀K₄₀₀.

Таблица 8 - Продуктивность полевого севооборота за две ротации

Наибольшая продуктивность получена на варианте с длительным внесением тройной дозы минеральных удобрений. Здесь этот показатель составил 754 ц/га зерн. ед., что на 212,6 ц/га зерн. ед., или на 39,3% больше, чем на контроле. Отмечен очень высокий уровень продуктивности 6,8 т/га зерн. ед. в год. На этом варианте всего за вторую ротацию было внесено N₈₄₀P₈₄₀К₆₀₀.

Что же касается одностороннего внесения азотных (N₅₆₀) фосфорных (Р₅₆₀) и калийных (К₄₀₀) удобрений, то наибольшая продуктивность севооборота была отмечена на варианте с внесением двойной дозы азотного удобрения - 620,6 ц/га зерн.ед., что на 79,2 ц/га зерн. ед. или на 14,6% больше, чем на контроле. Среднегодовой уровень продуктивности на этом варианте довольно высокий - 5,6 т/га зерн.ед. в год.

На варианте с длительным внесением фосфорного удобрения - 581,1 ц/га зерн. ед., что на 39,7 ц/га зерн. ед. или на 7,3% больше, чем на контроле. Уровень продуктивности повышенный - 5,3 т/га зерн. ед. в год. При длительном использовании калийного удобрения продуктивность севооборота составила 565,8 ц/га зерн. ед., что на 24,4 ц/га зерн. ед. (4,5%) превышает продуктивность на контрольном варианте. Уровень продуктивности повышенный - 5,1 т/га зерн. ед. в год.

По итогам второй ротации продуктивность севооборота в сравнении с первой ротацией несколько меньше только на контроле и на варианте с систематическим применением одинарной дозы удобрения. Продуктивность севооборота в вариантах с двойными и тройными дозами удобрений оказалась выше после второй ротации севооборота в сравнении с первой ротацией. Итак, несмотря на то, что за вторую ротацию было внесено меньше удобрений, чем за первую ротацию продуктивность севооборота не уменьшилась. Следовательно, длительное внесение минеральных удобрений в повышенных дозах приводит к увеличению продуктивности севооборота. Минеральные удобрения способствуют увеличению выхода зерновых единиц. Лучшее обеспечение минеральными удобрениями повышает продуктивность культур севооборота.

Для научного обоснования системы удобрения необходим учет хозяйственного выноса из почвы с урожаем питательных веществ. Вынос является главной статьей расхода в балансе питательных веществ, и его определение необходимо для расчета доз удобрений под планируемый урожай сельскохозяйственных культур с учетом сохранения и воспроизводства плодородия почвы. Размер выноса зависит преимущественно от величины урожая и содержания в нем элементов питания. Но эти показатели значительно колеблются в зависимости от сочетания агроприемов, почвенных и климатических условий, вида и сорта растений, что в свою очередь приводит к значительному изменению выноса.

Вынос питательных веществ в опыте определялся по вариантам удобрения для каждой культуры за вторую ротацию полевого севооборота.

Приведенные в таблицах 9, 10 и 11 данные показывают, что внесение удобрений, повышая продуктивность культур севооборота, способствовало увеличению выноса питательных веществ. Размеры дополнительного потребления питательных веществ из удобрений зависят от биологических особенностей растений. Повышение дозы одного элемента питания не всегда ведет к увеличению его выноса из почвы, так как содержание его в растениях хотя и повышается, но урожай не отчуждается.

Баланс питательных элементов - это прогнозный, эколого-агрономический показатель продуктивности культур; плодородия почв и степени соответствия их количеству и качеству применяемых удобрений и одновременно показатель химической нагрузки не только на почву и растения, но и контактирующие с ними компоненты окружающей среды.

Целью наших исследований явилось изучение влияния складывающегося баланса питательных веществ на плодородие чернозема выщелоченного. Расчет баланса приведен за вторую ротацию полевого севооборота, на полях учхоза «Кубань» в типичном для Краснодарского края полевом севообороте. С учетом побочной продукции нами подсчитан вынос азота, фосфора и калия каждой культурой севооборота по изучаемым вариантам опыта, а также приход их с удобрениями в сумме за ротацию. В балансе азота учтены и другие приходные статьи. Запахиваемые в почву пожнивно-корневые остатки в значительной степени восполняют запасы в ней питательных веществ и обогащают почву органическим веществом. Корневые и пожнивные остатки оказывают существенное влияние на баланс питательных веществ в почве в течение ротации севооборота.

Из таблиц 9-10 видно, что баланс питательных веществ за вторую ротацию севооборота на большинстве вариантов отрицательный. На всех вариантах опыта второй ротации севооборота отмечен отрицательный баланс азота. Дефицит азота на контроле и на вариантах с односторонним внесением фосфорных и калийных удобрений был примерно одинаков и составлял от минус 85,9 кг/га до минус 82,8 кг/га за один год (табл. 9).

Таблица 9 - Баланс азота за две ротации полевого севооборота, кг/га

На варианте с систематическим внесением азотного удобрения в двойной дозе баланс азота изменяется в положительную сторону, но все равно остается отрицательным и составляет - 53,9 кг/га за один год.

Длительное применение одинарных доз полного удобрения изменяет баланс азота до минус 71,5 кг/га за один год. Далее, с повышением доз минеральных удобрений баланс изменяется в положительную сторону, но все равно остается отрицательным и к варианту с внесением двойных и тройных доз составляет минус 64,8 и 46,0 минус кг/га за один год.

Наибольший дефицит фосфора по итогам второй ротации севооборота наблюдается на варианте с систематическим внесением азотного удобрения в двойной дозе и составил минус 36,7 кг/га за один год. Это можно объяснить более высокой урожайностью на этом варианте в сравнении, как с контролем, так и с вариантами, где вносились фосфор и калий в одностороннем порядке. На варианте с длительным применением фосфорного удобрения в двойной дозе баланс фосфора сложился положительно и составил плюс 15,8 кг/га за один год.

Баланс фосфора остался отрицательным и при одинарных дозах полного минерального удобрения составил минус 10,7 кг/га за один год. С повышением до 222 и до 333 доз баланс изменяется в положительную сторону и составляет плюс 7,8 и 33,7 кг/га за один год соответственно.

Принимая во внимание сравнительно низкую подвижность фосфора в черноземах Кубани, для повышения их плодородия внесение фосфора всегда должно превышать его вынос из почвы (как в вариантах 020, 222 и 333).

Отрицательный баланс калия за вторую ротацию севооборота наблюдается на контроле и на удобренных вариантах 002, 020 и 111. Дефицит калия на варианте с систематическим внесением азотного удобрения в двойной дозе был наибольшим и составил минус 93,9 кг/га за один год, что объясняется увеличением выноса этого элемента с урожаем при отсутствии пополнения из удобрений. Длительное внесение полного удобрения в единичной дозе не обеспечило положительного баланса калия. Далее, с повышением доз до 222 и 333 баланс калия не становится положительным и составляет минус 74,7 и 55,9 кг/га за один год соответственно.

Таблица 10 - Баланс фосфора за две ротации полевого севооборота, кг/га

Дефицит калия компенсируется за счет значительных общих его запасов в черноземах, что может привести к уменьшению подвижных форм калия и снижению плодородия почвы.

Таблица 11 - Баланс калия за две ротации полевого севооборота, кг/га

Таким образом, длительное внесение полного минерального удобрения в двойной и тройной дозах за вторую ротацию севооборота и в среднем по итогам двух ротаций обеспечивает положительный баланса фосфора и уменьшает дефицит азота и калия. Даже возделываемая на полях севооборота люцерна не обеспечивает положительного баланса этих элементов в почве. Видимо для устранения дефицита азота и калия необходимо так же внесение органических удобрений.

Список литературы

1. Вальков В.Ф., Штомпель Ю.А., Трубилин И.Т., Котляров Н.С. и Соляника Г.М. Почвы Краснодарского края, их использование и охрана. Ростов-на-Дону, 1996. - 192 с.

2. Конончук В.В., Зверева Е.Л. Влияние удобрений на урожайность культур и диагностика их питания на светло-каштановой почве Поволжья при орошении // Агрохимия. - 1992. -№ 11. С. 58-65.

3. Крищенко В.П. Методика оценки качества растительной продукции. - М.: Колос, 1983. С. 31-32.

4. Мокриевич Г.Л. Основные условия эффективности цинковых удобрений на посевах кукурузы и перспективы применения для других культур. М.: 1967. -- С. 30.

5. Никитишен В.И., Дмитракова Л.К., Заборин А.В., Никитишена И.А. Баланс азота в агроценозах и эффективность длительного внесения азотных удобрений // Агрохимия. - 1994. - № 1. С. 3-10.

Размещено на Allbest.ru