Регулирование плодородия чернозема типичного при использовании побочной продукции в условиях лесостепи ЦЧЗ

Почвы водораздельного плато более устойчивы к антропогенным воздействиям, но закономерности влияния свежего органического вещества и извести остаются такими же, как и на склонах: повышение доз извести в 2 и 3 раза не способствовало увеличению урожайности возделываемых культур и продуктивности севооборота. Поэтому доза извести здесь без ущерба для урожайности может быть снижена от 100 до 50 кг на 1 т соломы и от 50 до 8 кг на 1 т ботвы.

Зависимость продуктивности севооборота на элементах рельефа от доз извести и растительных остатков является нелинейной. Для определения уровней доз продуктивности севооборота исследованы на экстремум функции (полиномы второго порядка) зависимости продуктивности севооборота: откуда дозы изучаемых факторов (извести, растительных остатков) достигают максимальных величин: для СЭ- известь (И) -0,65 т/га, растительных остатков (РО) - 2,1 т/га с.в., для ЮЭ максимальной продуктивности соответствуют дозы извести - 1,0 т/га, РО - 2,3 т/га, из уравнений связи факторов и продуктивности севооборота на ВП следует, что максимуму продуктивности соответствуют дозы извести - 0,56 т/га, РО - 3,4 т/га. что соответствует и графической интерпретации этой зависимости (рис. 9).

В целом по разным элементам рельефа (г) тесно и положительно связан с достигаемой в результате ПК РО (r = 0,7-0,8) биологической продуктивностью, при этом на полярных склонах эффект значительно выше, чем на водораздельном плато (рис. 10).

Влияние внесения побочной продукции и известкования на продуктивность севооборота и (г) на склонах было примерно равным, а на водораздельном плато преимущество было за вносимым органическим веществом.

Это объясняется, по-видимому, тем, что известь как антидепрессирующая добавка эффективнее действует на более кислой почве северного склона и компенсирует кислые продукты разложения на более теплом и микробиологически более активном южном склоне.

Рис. 9.

Зависимость продуктивности севооборота на водораздельном плато (ВП), склонах северной (СЭ) и южной (ЮЭ) экспозиции от доз извести и растительных остатков (в сухом веществе)

Рис. 10.Зависимость ПНВП(г) от биологической продуктивности в севообороте при ПК РО по элементам рельефа

В целом по элементам рельефа в трехфакторной системе оценок преобладающее влияние имеет фактор экспозиции, далее внесение растительных остатков и известкование (табл. 10).

Урожайность возделываемых культур и продуктивность зернопропашного севооборота при внесении повышенных и высоких доз извести с растительными остатками была такой же, как при внесении низких доз извести на всех элементах рельефа, а энергоемкость производства продукции повышалась в 1,3-1,4 раза на склоне южной экспозиции, в 1,4-1,5- на склоне северной экспозиции и в 1,1-1,2 раза - на водораздельном плато.

Таблица 10. Доля вклада извести (%) и растительных остатков (РО) в варьирование продуктивности севооборотов и показатель направленности воспроизводства плодородия почвы (г) в зависимости от местоположения в рельефе

Элементы рельефа	Факторы	Показатели
		Продуктивность, ц/га к.е.	ПНВП (г)
Северная экспозиция	Известь РО	48 52	53 47
Южная экспозиция	Известь РО	48 52	57 43
Водораздельное плато	Известь РО	26 74	15 85
В целом по	Известь РО Экспозиция	19 32 49	6 10 84

Кальций- и фосфорсодержащие соединения - как антидепрессирующие добавки при внесении соломы и растительных остатков на удобрение.

Использование растительных остатков как органических удобрений с кальций- и фосфорсодержащими антидепрессирующими добавками в значительной мере повышало и продуктивность звена севооборота «кукуруза - яровая пшеница - сахарная свекла - ячмень» - на 52-82 ц/га к.е. (в зависимости от антидепрессирующей добавки) по сравнению с контролем и на 14-44 ц/га к.е. по сравнению с фоном поверхностного компостирования растительных остатков без антидепрессирующих добавок. Продуктивность зернопропашного севооборота «кукуруза на з/м - яровая пшеница - сахарная свекла - ячмень» при использовании растительных остатков на удобрение составила: с известью - 327, с простым суперфосфатом - 322-330, с гипсом - 300-305, с двойным суперфосфатом - 316-321 и с аммиачной селитрой - 317 ц/га к.е. при энергоемкости продукции 100, 91-94, 87-88, 88-93 и 111 МДж/ц к.е. соответственно (опыт 4). Применение гипса в качестве добавки было менее эффективным, особенно по сравнению с простым суперфосфатом в дозе 2,0 ц/га. Но затраты невозобновляемой антропогенной энергии на производство единицы продукции ниже, чем по фонам внесения растительных остатков на удобрение с известью и аммиачной селитрой на - 12-14 МДж/ц к.е., а по фону с простым суперфосфатом на 4-6 МДж/ц. Поэтому при отсутствии других компонентов удобрение растительными остатками можно проводить и с гипсом.

4.3. Влияние минеральных удобрений и извести при внесении побочной продукции как удобрения на урожайность возделываемых культур и продуктивность зернопропашного севооборота.

Для разработки наиболее эффективной технологии, в отличие от предложенной ВНИИЗиЗПЭ ранее для сельскохозяйственных предприятий с низким антропогенным ресурсом (Технологии …, 2003, 2005), изучали ее действие при внесении повышенных (базовых) и высоких доз минеральных удобрений и для сельскохозяйственных предприятий, имеющих высокий антропогенный ресурс.

Максимальную урожайность возделываемых культур в зернопропашном севообороте при поверхностном компостировании растительных остатков обеспечивало внесение средних (под сахарную свеклу - N90Р90К90 и горох - Р40К40), повышенных (под ячмень - N40-80Р40-80К40-80 в зависимости от целей производства зерна) и высоких (под озимую пшеницу - N120Р120К120 без извести) доз минеральных удобрений в сочетании с известью в дозе 50 кг на 1 т соломы (сахарная свекла) или 100 кг (горох) на 1 т соломы и 20 кг (ячмень) на 1 т ботвы (опыт 6).

В повышении продуктивности севооборота при использовании побочной продукции в качестве удобрения участвуют минеральные удобрения и известь, поэтому следует учесть действие каждого из этих факторов (табл. 11): 1) эффект от одинарной (0,15 т/га) дозы извести составил 6,6 ц/га (10,2 %), двойной (0,3 т/га) - 5,1 ц/га (7,8 %); 2) прибавка от одинарной дозы NРК (150 кг д.в.) составила 13,0 ц/га (20 %), двойной (300 кг д.в.) - 15,0 ц/га (23 %) и тройной (435 кг д.в.) - 19,1 ц/га (29 %).

Таблица 11. Влияние изучаемых факторов на изменение продуктивности зернопропашного севооборота «сахарная свекла - ячмень - горох - озимая пшеница» на фоне внесения растительных остатков и без них, 2006-2009 гг, (опыт 6)

Факторы*	Без ПК РО	ПК РО, 2 т с.в. /га	Прибавка от ПК РО
Известь, т/га	NРК, кг д.в.	Продуктив-ность, ц/га к.е.	Прибавка (известь+ NРК)	Продуктив- ность, ц/га к.е.	Прибавка (известь+ NРК)
0	0	58,6	-	71,3	-	12,7
0	150	73,3	14,7	82,5	11,2	9,2
0	300	74,8	16,2	85,0	13,7	10,2
0	435	80,8	22,2	87,3	16,0	6,5
0,15	0	68,3	9,7	74,5	3,2	6,2
0,15	150	77,5	18,9	91,8	20,5	14,3
0,15	300	80,5	21,9	92,5	21,2	12,0
0,15	435	88,3	29,7	93,3	22,0	5,0
0,3	0	63,5	4,9	75,8	4,5	12,3
0,3	150	78,3	19,7	90,0	18,7	11,7
0,3	300	81,8	23,2	92,8	21,5	11,0
0,3	435	80,5	21,9	91,5	20,2	11,0
НСР05	7,5	7,0	7,3

*) Значения доз извести, минеральных удобрений и растительных остатков в среднем на га севооборотной площади.

По опыту установлена тесная зависимость урожайности культур от исследуемых факторов (растительных остатков, извести и минеральных удобрений), где R=0,81-0,95, в зависимости от культуры севооборота (опыт 6).

Зависимость продуктивности севооборота, а также показателя направленности воспроизводства плодородия почвы - ПНВП (г) от применения растительных остатков, извести и минеральных удобрений описывалась следующими уравнениями регрессии

Пр, ц/га к.е.=59,6+74,1х1-187,9х12+5,17х2+0,1х3-0,00014х32, R=0,98,

ПНВП (г)=1,25+0,53х1-0,657х12+0,09х2+0,00242х3-0,0000039х32, R=0,91.

где х1, х2, х3- известь (т/га), растительные остатки (т с.в./га) и NPK (кг д.в./га).

В среднем по опыту продуктивность севооборота по фону компостирования растительных остатков (2 т с.в./га) была выше на 10 ц к.е./га или 13,5%. Показатель направленности воспроизводства плодородия почвы также был выше на 0,16 или 10,4 %. Доли вклада факторов (%) в изменение продуктивности севооборота и показателя направленности воспроизводства плодородия почвы равны по величине, что подтверждается тесной зависимостью ПНВП (г) от продуктивности севооборота (табл. 12, рис. 11).

Таблица 12. Вклад факторов (%) в изменение продуктивности севооборота и показателя направленности воспроизводства плодородия почвы

Факторы	Доля вклада, %
	Продуктивность, ц/га к.е.	г
Известь	17	18
Растительные остатки	36	35
Минеральные удобрения	47	47

Рис.11 .

Взаимосвязь показателя направленности воспроизводства плодородия почвы (г) и продуктивности севооборота в целом по опыту с внесением растительных остатков при разных уровнях удобренности

При математической обработке данных (отдельно с поверхностным компостированием и без растительных остатков) обращает внимание на себя следующая закономерность: по фону с растительными остатками величины доз минеральных удобрений и извести, соответствующие максимуму продуктивности и максимуму ПНВП (г), близки по величине 300-330 кг д.в./га и 0,22-0,26 т/га, а без растительных остатков эти величины различаются соответственно на 100 кг д.в./га и 0,6 т/га (рис. 12, табл. 13).

Исходя из уравнений и графиков, следует, что при внесении растительных остатков для получения равного по продуктивности эффекта требовалось на 100 - 200 кг д.в. удобрений меньше. Без растительных остатков только внесение извести компенсировало негативное действие высоких доз минеральных удобрений на ПНВП (г). При этом насыщение минеральными удобрениями свыше 300 кг д.в./га вызывало также понижение ПНВП (г).

Таким образом, оптимальные условия для повышения продуктивности и воспроизводства плодородия почвы создаются в трехкомпонентной системе (минеральные удобрения - поверхностное компостирование растительных остатков - известь), реализуемой в технологии компостирования, что позволяет в перспективе повышать насыщение севооборотов минеральными удобрениями без ущерба для почвы.

Рис. 12. Зависимость продуктивности севооборота от извести и минеральных удобрений по фону (б/РО) и по фону растительных остатков (ПК РО)

Таблица 13. Зависимость продуктивности и ПНВП (г) от внесения извести и минеральных удобрений по фонам с растительными остатками (РО) и без них (опыт 8)

Фон	Максимальные Расчетные величины	Уровни факторов	R, мн.
		Известь, т/га	NPK, кг д.в./га
	Продуктивность
РО	96 ц к.е./га	0,22	330	0,97
б/РО	86 ц к.е./га	0,19	420	0,97
	ПНВП (г)
РО	1,89	0,26	300	0,91
б/РО	1,85	0,79	320	0,96

5. Качество сельскохозяйственной продукции на фоне использования соломы и растительных остатков как удобрений. Внесение соломы и других растительных остатков как органических удобрений положительно влияет не только на содержание и состав органического вещества, свойства почвы и продуктивность возделываемых культур, но и на качество продукции.).

Максимальное же содержание общего азота в зерне озимой пшеницы было при удобрении ее соломой гороха с аммиачной селитрой - 2,55 %, а растительными остатками кукурузы с двухкомпонентной добавкой (аммиачная селитра + известь) - 2,34 %. Практически такое же содержание общего азота отмечено и по фону внесения навоза - 2,50 % при возделывании озимой пшеницы по гороху и 2,33 % - по кукурузе на зеленый корм (опыт 1).

Так как содержание общего азота, основного элемента, необходимого для формирования клейковины (Коданев, 1970; Алексеев, 1978), в зерне озимой пшеницы при удобрении ее растительными остатками кукурузы было более высоким, нежели на контроле, то и содержание клейковины в нем также увеличивалось. Содержание же общего азота и сырого белка в зерне озимой пшеницы, удобренной растительными остатками кукурузы и с известью, и с аммиачной селитрой, было практически одинаковым, что и позволило сформировать зерно высокого качества. Содержание сырой клейковины составило 28,8 и 29,0 %, что по ГОСТу соответствует сильной пшенице. Причем, оно было таким же, как и по фону внесения навоза, внесенного в эквивалентных по сухому органическому веществу дозах и незначительно зависело от антидепрессирующей добавки.

Следует отметить, что внесение соломы озимой пшеницы с двухкомпонентной добавкой под сахарную свеклу неэффективно. Сбор сахара по такому фону не отличался от сбора по однокомпонентным добавкам (91,7 и 93,7 ц/га), а энергоемкость сахара по фону удобрения соломой с двухкомпонентной добавкой приближалась к навозу - 183 и 186 МДж/ц.

Таким образом, использование соломы озимой пшеницы как органического удобрения под сахарную свеклу может стать альтернативой навозу при его недостатке. Эти удобрения обеспечивают оптимизацию почвенного питания сахарной свеклы, наравне с навозом, что способствует формированию более высокого урожая корнеплодов с более высокой сахаристостью по сравнению с контролем.

Внесение соломы злаковых (гречихи и ячменя) под кукурузу способствовало накоплению в зеленой массе большего количества общего азота. Его содержание в зеленой массе повышалось по сравнению с контролем на 0,32-0,51 % в зависимости от внесенной антидепрессирующей добавки (опыт 1.).

Таким образом, внесение растительных остатков под сельскохозяйственные культуры в соответствии с технологией поверхностного компостирования их на поле способствует получению продукции такого качества, как и при удобрении навозом.

Применение соломы как органического удобрения с внесением минеральных удобрений может изменить качество сельскохозяйственной продукции в лучшую сторону (Кротнов и др., 2004; Лисовий, 2003; Бухтияров, Никульников, 1992).

В опыте с минеральными удобрениями и известью значительное улучшение качества корнеплодов сахарной свёклы было при поверхностном компостировании соломы с внесением средней дозы минеральных удобрений (N90P90K90) и низкой дозы извести 50 кг на 1т соломы (опыт 6). Увеличение сахаристости корнеплодов сахарной свеклы по этому фону составило - 1,0-1,1 %, по сравнению с фоном без соломы, а по сравнению с контролем на 1,8-2,2 %, соответственно и сбор сахара по этому фону был самым высоким - 95,5 ц/га.

Самое значительное улучшение физических показателей качества зерна ячменя отмечено при поверхностном компостировании ботвы сахарной свёклы с внесением средней дозы минеральных удобрений (N40P40K40) и низкой дозы извести (10 кг/т или 1,5 ц/га): масса 1000 зерен повышалась на 4,5 %, крупность на 5 % по сравнению с фоном без ботвы, а по сравнению с контролем - на 6,0 % и 8 % соответственно массе 1000 зерен и крупности (опыт 6).

Поэтому зерно ячменя, полученное при удобрении ботвой сахарной свёклы с внесением повышенных и высоких доз минеральных удобрений - (NPK)80-120 и низкой дозы извести (10кг/т), лучше использовать на продовольственные и фуражные цели, а при удобрении ботвой сахарной свеклы с внесением средней дозы минеральных удобрений (NPK)40 и низкой дозы извести - на пивоваренные. Но если учитывать только содержание белка в зерне ячменя, где содержание его в зерне составило в среднем 9,8 %, то всё зерно может быть использовано на пивоваренные цели.

Заметно улучшилось качество зерна озимой пшеницы при внесении соломы гороха на удобрение по сравнению с фоном без него - содержание сырой клейковины повышалось на 2,4-4,2 %. Наблюдалось увеличение сырой клейковины в первом случае (по фону соломы) на 4,4-5,7 %, а во втором (без соломы) на 2,0-3,0 % по сравнению с контролем (опыт 6).

Таким образом, получение зерна озимой пшеницы высокого качества при внесении соломы гороха на удобрение необходимо интенсифицировать внесением средней дозы минеральных удобрений (NРК)40 и извести в качестве антидепрессирующей добавки в дозе 50 кг на 1 т соломы, так как физические показатели качества зерна (масса 1000 зерен, натура, содержание сырой клейковины) здесь были самыми высокими (42,1 г, 830 г и 32,9 % соответственно).

Установлена тесная связь качества сахарной свеклы и озимой пшеницы от исследуемых факторов (извести, растительных остатков и минеральных удобрений), где R= 0,86 - 0,94.

Качество зерна ячменя, по результатам опыта 6, зависело от исследуемых факторов в меньшей степени (R=0,67-0,79).

Наиболее значимым по влиянию на содержание сахара в корнеплодах сахарной свеклы (66 %), показателей качества зерна озимой пшеницы (36-65 %) и ячменя (52-58 %) явилось использование побочной продукции в качестве органического удобрения (опыт 6, табл. 14).

Таблица 14. Доля вклада (%) в варьирование качества сельскохозяйственной продукции (опыт 6)

Доля вклада, %	Факторы
	Известь	РО	NРК
Сахаристость, %	0	66	34
Выход сахара, ц/га	16	36	48
М1000 (ячмень)	20	32	48
Натура, г	0	47	53
Крупность, г	21	52	27
Выравненность, %	18	58	24
М1000 (озимая пшеница)	34	36	30
Натура, г	27	65	8
Клейковина, %	29	56	15

Из этого следует, что использование побочной продукции на удобрение в комплексе с минеральными удобрениями, особенно, в средних дозах, с низкой дозой извести имеет преимущество и по качеству сельскохозяйственной продукции.

6. Биоэнергетическая и эколого-экономическая оценка эффективности соломы и растительных остатков как органических удобрений.

Сравнительная биоэнергетическая оценка использования растительных остатков как органических удобрений и навоза в агроэкосистеме звена севооборота «гречиха - горох - озимая пшеница» показала, что изучаемые виды органических удобрений по производительности агроэкосистемы на единицу совокупного энергетического ресурса (энергии ФАР, энергии органического вещества и совокупной антропогенной энергии) равноценны: 0,134 и 0,131 МДж-день/ГДж. Но по производительности агроэкосистемы на единицу денежных и трудовых затрат преимущество остается за использованием растительных остатков (опыт 2).

Показатель направленности воспроизводства плодородия почвы (г) был положительным - 1,88 и 1,49, соответственно на варианте с внесением соломы (10,7 т/га) и по навозу (30 т/га), но воспроизводство плодородия почвы по фону навоза обходится дороже и по энергетическим, и по материальным затратам.

Энергоемкость основной продукции на варианте с поверхностным компостированием соломы была ниже на 233 МДж/ц, а энергетическая эффективность производства продукции была выше на 43,5 единиц. Отмечено значительное снижение затрат невозобновляемой энергии на варианте с использованием соломы на удобрение, нежели по навозу на 18,1 ГДж/га, поэтому энергоемкость производства продукции по навозу практически в два раза выше, чем по фону внесения соломы.

Все перечисленные выше преимущества предлагаемой технологии позволяют повышать и доход, и рентабельность возделывания сельскохозяйственных культур по сравнению с внесением навоза. (табл. 15).

Таблица 15. Эффективность навоза и растительных остатков как органических удобрений в звене севооборота «гречиха -горох -озимая пшеница», 1999-2001 гг (опыт 2)

Наименование технико-экономических показателей	Единица измерения	ПК*соломы 10,7т/га+ известь 2,0 т/га	Навоз 30 т/га + известь 2,0 т/га
ПНВП (г)	-	1,88	1,49
Производительность агроэкосистемы севооборота: а) на единицу ресурса	МДж-день/ГДж	0,134	0,131
б) на единицу денежных затрат	МДж-день/руб.	2,31	1,06
в) на единицу трудовых затрат	МДж-день/чел.-час	268,1	119,1
Энергоемкость продукции	МДж/ц к. е.	215	443
Затраты невозобновляемой антропогенной энергии	ГДж/га	17,8	35,9
Стоимость выращенной продукции	руб./га	7874,6	8163,9
Затраты денежных средств	руб./га	4196,8	5753,2
Условно-чистый доход	руб./га	3743,6	2410,7
Себестоимость продукции	руб./ц к. е	34,63	47,94
Рентабельность	%	89,4	41,9

Установлено, что производительность АЭС ''сахарная свекла - ячмень - горох - озимая пшеница" на единицу совокупного энергетического ресурса была выше по всем вариантам внесения минеральных удобрений и извести по сравнению с соответствующими вариантами без внесения растительных остатков (опыт 6). Самое значительное повышение производительности изучаемой агроэкосистемы отмечено при внесении средней дозы минеральных удобрений (NPK)90 под сахарную свёклу, (NPK)40 под ячмень, (PK)40 - под горох и (NPK)40 под озимую пшеницу с одинарной (низкой) дозой извести (50/10 кг/т или 1,5 ц/га) и составило 15,6%.

Важным показателем в использовании растительных остатков как органических удобрений в сочетании с минеральными удобрениями и известью является их влияние на уровень воспроизводства плодородия почвы. В агроэкосистеме «сахарная свёкла - ячмень - горох - озимая пшеница» воспроизводство плодородия почвы (А.С. № 1481681, 1983), характеризовалось как расширенное по всем удобренным фонам и с РО и без них. Но всё же при удобрении растительными остатками с минеральными удобрениями и известью оно было выше. Показатель направленности воспроизводства плодородия почвы (г) здесь составил 1,70-1,81 по фону без извести и 1,77-1,85 - по фону с известью. Без растительных остатков показатель направленности был ниже: 1,59-1,64 по фону без извести и 1,57-1,73 - по фону с известью (опыт 6).

Это говорит о том, что затраты невозобновляемой антропогенной энергии в виде минеральных удобрении могут быть снижены при использовании РО как органических удобрений, ведь уровень воспроизводства плодородия почвы был более высоким при внесении минеральных удобрений с растительными остатками, а затраты невозобновляемой антропогенной энергии здесь были практически такими же, как и по фону без растительных остатков и составили 42,9-80,9 и 42,6-87,4 ГДж/га в зависимости от доз минеральных удобрений соответственно по фону растительных остатков и без них.

Анализ показателей эколого-экономической оценки применения минеральных удобрений и извести при внесении побочной продукции на удобрение говорит с том, что и с эколого-экономической стороны такой способ применения минеральных удобрений очень выгоден. Себестоимость 1 центнера кормовых единиц в севообороте сахарная свекла - ячмень - горох - озимая пшеница по фону растительных остатков без извести была ниже по сравнению с фоном без РО на 9-21 руб., а по фонам с известью на 12-21 и 18-27 руб. соответственно дозам извести 50/10 и 100/20 кг/т (6,0 и 12,0 ц/га).

Применение растительных остатков на удобрение повышало условно-чистый доход, рентабельность и экономическую эффективность производства продукции (возделывания с/х культур). Но с увеличением доз минеральных удобрений и извести названные показатели экономической оценки снижаются.

В условиях, когда минеральные удобрения в с/х предприятии отсутствуют, для экономии ресурсов наиболее приемлемо внесение растительных остатков на удобрение с известью в качестве антидепрессирующей добавки, но с обязательным их поверхностным компостированием на поле; это обеспечивало наиболее высокую рентабельность (231 - 249 %) при самой низкой себестоимости продукции (97 - 108 руб./ц кормовых единиц) (опыт 6).

Производительность агроэкосистемы севооборота «сахарная свёкла - ячмень - горох - озимая пшеница» на единицу денежных и трудовых затрат значительно увеличивалась по сравнению с фоном без растительных остатков по всем вариантам удобрений и извести, что связано и с повышением урожайности и со снижением затрат труда на уборку соломы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Использование соломы и других растительных остатков в качестве органических удобрений способствовало улучшению агрохимических, агрофизических, биологических и физико-химических свойств чернозема типичного в такой же мере, как и навоз: увеличивалось содержание негумифицированного органического вещества и гумуса, количество водоустойчивых агрегатов размером 3-0,25 мм, повышалась целлюлозолитическая активность почвы и содержание минеральных форм азота, подвижного фосфора и обменного калия в ней; гидролитическая кислотность и содержание обменно-поглощенного кальция в ППК были практически одинаковыми и по фону с растительными остатками, и по фону удобрения навозом.

2. Внесение побочной продукции с двухкомпонентными антидепрессирующими добавками (аммиачная селитра + простой суперфосфат) в зернопропашном севообороте энергетически не оправдано. Продуктивность зернопропашного севооборота повышалась на 5-11 % по сравнению с однокомпонентными добавками при более значительном возрастании энергоемкости полученной продукции - до 30 и более процентов.

3. В качестве антидепрессирующих добавок при использовании растительных остатков на удобрение, наряду с аммиачной селитрой или мочевиной, могут быть использованы кальций- и фосфорсодержащие соединения (известняковая или доломитовая мука, простой суперфосфат, двойной суперфосфат и гипс), так как они обеспечивают повышение урожайности возделываемых культур, продуктивности севооборотов в равной мере с аммиачной селитрой, а по влиянию на показатели физико-химических и агрохимических свойств почвы, а также по энергетической эффективности превосходят ее.

4. Влияние извести как антидепрессирующей добавки при поверхностном компостировании растительных остатков на показатели агрохимических и физико-химических свойств чернозема типичного определяется местоположением возделываемых культур в рельефе. Ежегодное внесение минимальных доз извести с растительными остатками способствует выравниванию содержания обменно-поглощенного кальция в почвенно-поглощающем комплексе на различных элементах рельефа.

5. Внесение извести (известняковой или доломитовой муки, дефеката и пр.) при использовании растительных остатков в качестве органических удобрений в сочетании с минеральными является обязательным приемом для нейтрализации кислых продуктов разложения свежего органического вещества и создания условий для жизнедеятельности микроорганизмов. Доза извести составляет 50 кг на 1 т соломы и 10 кг на 1 т ботвы сахарной свеклы.

6. Внесение побочной продукции с минеральными удобрениями снимало отрицательное влияние повышенных и высоких доз минеральных удобрений на свойства почвы: 1) отсутствовало подкисление почвенного раствора, увеличивалось содержание в почвенно-поглощающем комплексе обменных оснований по сравнению с исходным его количеством; 2) приводило к значительному улучшению структурно-агрегатного состава почвы, наблюдалось повышение водоустойчивых агрегатов на 9-20 %, что обеспечивало снижение плотности почвы на 2-4 % и формирование отличной пористости пахотного слоя почвы - 57 %; 3) в 1,5-2,0 раза увеличивалось содержание негумифицированного органического вещества и на 14,6 % целлюлозолитической активности почвы, содержание микробной биомассы возрастало в среднем на 8-19 % в зависимости от доз минеральных удобрений и извести.

7. Растительные остатки, внесенные в качестве органических удобрений в сочетании с минеральными удобрениями и известью, препятствуют вымыванию нитратного азота в нижележащие горизонты почвы и закрепляют его в слое почвы с максимальным распространением корней.

8. Использование побочной продукции на удобрение с различными дозами минеральных удобрений и известью обеспечивали рост урожайности культур севооборота: сахарной свеклы - на 36,5 %, ячменя - на 9,0 %, гороха - на 36,1 % и озимой пшеницы - на 12,4 % по сравнению с фоном без растительных остатков, что способствовало повышению продуктивности севооборота, где эффект от поверхностного компостирования растительных остатков в среднем по опыту составил 10,2 ц/га (13,5 %).

9. Установлено преимущество внесения растительных остатков на поле с минеральными удобрениями, особенно в средних (N170Р210К210, за севооборот) дозах в сочетании с низкой дозой извести (50/10 кг/га, на 1 т соломы и 1 т ботвы, соответственно) и по качеству сельскохозяйственной продукции по сравнению с фоном без растительных остатков: сахаристость корнеплодов сахарной свеклы повышалась на 1,0-1,1 %, крупность и масса 1000 зерен ячменя - на 4,5-4,8 %, сырого белка в зерне гороха - на 1,2-1,6 % и клейковины в зерне озимой пшеницы - на 1,2-3,6 %.

Побочная продукция как удобрение на поле способствует получению сельскохозяйственной продукции такого же качества, как и внесение навоза: сахаристость корнеплодов сахарной свеклы составила - 18,2 и 18,4 %, содержание сырой клейковины в зерне озимой пшеницы, выращенной по гороху - 32,8 и 33,2 %, по кукурузе - 29,0 и 29,6 % и сырого протеина в зеленой массе кукурузы - 13,0 и 12,3 % соответственно растительным остаткам и навозу.

10. Внесение побочной продукции в качестве органического удобрения обеспечивает повышение производительности агроэкосистемы севооборота при внесении средней дозы (N170Р210К210, за севооборот) минеральных удобрений и одинарной дозой извести (50/10 кг/т) на 15,6 %, при одновременном снижении затрат невозобновляемой антропогенной энергии на производство продукции на 16,2 % и самом высоком коэффициенте энергетической эффективности (Кээ) - 17,9.

11. С биоэнергетических и эколого-экономических позиций солома и другие растительные остатки, используемые в качестве органических удобрений, обеспечивают расширенное воспроизводство плодородия почвы (г > 1,0) и такую же производительность агроэкосистем севооборотов, как и ежегодное внесение 10 т/га навоза, но при получении более высокого условно-чистого дохода (на 1,3-5,4 тыс. руб.) и рентабельности (на 33-48 %).

12. Агрономическая эффективность использования соломы и других растительных остатков как органических удобрений равноценна внесению навоза в эквивалентных по сухому органическому веществу дозах и в зерновых, и в зернопропашных севооборотах, но по энергетической эффективности имеет преимущество перед навозом и является энергосберегающим приемом, так как энергоемкость производства продукции с внесением растительных остатков была в 1,3-2,0 и более раза ниже.

13. В целях энерго- и ресурсосбережения при использовании растительных остатков можно ограничиться внесением средних доз минеральных удобрений в сочетании с низкой дозой извести, так как они обеспечивали такую же производительность агроэкосистемы зернопропашного севооборота и расширенное воспроизводство плодородия почвы (г=1,70-1,85), как и повышенные и высокие дозы минеральных удобрений при увеличении условно-чистого дохода на 6-13 тыс. руб./га и рентабельности на 35-51 %.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Все антидепрессирующие добавки-компоненты поверхностного компостирования растительных остатков на поле: минеральные - азот удобрений (аммиачная селитра) - 7-10 кг на 1 т соломы и 2 кг на 1 т ботвы, известь (известняковая или доломитовая мука) - 50-100 и 10-20 кг на 1 т, простой суперфосфат - 33-66 и 7-14 кг на 1 т, двойной суперфосфат и гипс - 25-33 и 5-7 кг на 1 т; органические (вермикомпост - 2,4 т/га, зеленая масса пожнивных культур) имеют практически одинаковую (равную) эффективность, поэтому они взаимозаменяемы.

2. Доза извести как антидепрессирующей добавки при поверхностном компостировании растительных остатков зависит от местоположения в рельефе. С агрономических и энергетических позиций наиболее эффективной является одинарная доза извести - на склонах 100 кг на 1 т соломы и 20 кг на 1 т ботвы сахарной свеклы, на водоразделе - 50 и 10 кг соответственно.

3. При поверхностном компостировании растительных остатков с низкой дозой извести (50/10 кг на 1 т соответственно соломе и ботве) можно ограничиться внесением минеральных удобрений в средних дозах: под сахарную свеклу (NРК)90, под ячмень для пивоваренных целей - (NРК)40, а для фуражных - (NРК)80, под горох - (РК)40 и под озимую пшеницу - (NРК)80. Такое сочетание растительных остатков, минеральных удобрений и извести обеспечивает не только расширенное воспроизводство плодородия почвы, но и повышение урожайности возделываемых культур и улучшение качества продукции при одновременном снижении себестоимости и энергоемкости продукции.

4. При возделывании озимой пшеницы поверхностное компостирование соломы гороха можно проводить и без антидепрессирующих добавок, так же как и возделывание гороха при удобрении его соломой злаковых (ячменя, гречихи, яровой пшеницы), за счет качества растительных остатков и биологических особенностей культуры гороха.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Список статей, опубликованных в журналах, рекомендованных ВАК

1. Еремина Р.Ф., Чуян Н.А., Мащенко С.С., Федорченко А.Е., Ермакова А.А. Эффективность растительных остатков, используемых на удобрение. //Земледелие. - 2004. - № 3. - С.16-17.

2. Еремина Р.Ф., Мащенко С.С., Чуян Н.А., Федорченко А.Е., Ермакова А.А. Технология поверхностного компостирования соломы и других растительных остатков на черноземах Лесостепи ЦЧЗ. // Достижения науки и техники АПК. - 2005. - С.18-20.

3. Еремина Р.Ф., Чуян О.Г., Чуян Н.А., Федорченко А.Е. Компоненты поверхностного компостирования растительных остатков на поле. //Земледелие. - 2006. - № 6. - С.11-13.

4. Еремина Р. Ф., Мащенко С. С., Чуян О. Г., Чуян Н. А. Использование соломы озимой пшеницы как органического удобрения. //Сахарная свекла. - 2006. - №6. - С.22-23.

5. Черкасов Г.Н., Чуян Н.А., Еремина Р.Ф. Использование растительных остатков как органических удобрений. // Плодородие. - 2007. - №6. - С.22.

6. Чуян Н.А., Масютенко Н.П., Еремина Р.Ф. Влияние внесения навоза и растительных остатков на плодородие чернозема и продуктивность севооборота в условиях Лесостепи ЦЧЗ. //Агрохимия. - 2008. - №9. - С.29-36.

7. Чуян Н.А., Еремина Р.Ф. Кальций- и фосфорсодержащие соединения как антидепрессирующие добавки при удобрении сахарной свеклы соломой. //Сахарная свекла. - 2008. - №6. - С.21.

8. Чуян Н.А., Брескина Г.М., Еремина Р.Ф. Влияние различных доз минеральных удобрений и извести при поверхностном компостировании растительных остатков на показатели плодородия почвы. // Земледелие. -2009. - №3. - С.22-23.

9. Масютенко Н.П., Брескина Г.М., Чуян Н.А. Влияние внесения минеральных удобрений и извести при поверхностном компостировании соломы на биологическую активность чернозема типичного и связь ее с урожайностью сахарной свеклы. //Плодородие. - 2009. -№4. - С. 28-30.

10. Брескина Г.М., Чуян Н.А., Еремина Р.Ф. Изменение биологической активности чернозема типичного в агроэкосистеме в зависимости от антропогенных и абиотических факторов. //Достижение науки и техники АПК. - 2009. - №3. С.14-16.

11. Черкасов Г.Н., Чуян Н.А., Еремина Р.Ф. Эффективность минеральных удобрений и извести при использовании растительных остатков как органических удобрений. // Вестник с.-х. науки. - 2009. - №2. - С.14-17.

12. Чуян Н.А., Масютенко Н.П., Еремина Р.Ф. Биоэнергетическая и эколого-экономическая оценка минеральных удобрений и извести при использовании растительных остатков как органических удобрений. //Земледелие. - 2009. - №8. - С. 38-40.

13. Чуян О.Г., Чуян Н.А., Еремина Р.Ф. Влияние кальций- и фосфорсодержащих соединений на урожайность культур и продуктивность звена севооборота при внесении соломы и растительных остатков на удобрение. //Достижение науки и техники АПК. - 2009. - №6. - С.19-23.

14. Чуян О.Г., Чуян Н.А., Еремина Р.Ф. Эффективность различных доз извести и растительных остатков как органических удобрений в зернопропашном севообороте на черноземе типичном ЦЧЗ в зависимости от местоположения в рельефе. //Земледелие. - 2009. - №5. - С.20-22.

15. Чуян Н.А., Чуян О.Г., Еремина Р.Ф. Влияние навоза и растительных остатков как органических удобрений на качество сельскохозяйственной продукции в условиях Лесостепи ЦЧЗ. //Агрохимический вестник. - 2009. - №6. - С. 18-20.

16. Еремина Р.Ф., Чуян Н.А., Брескина Г.М. Нормы минерального питания и извести при удобрении сахарной свеклы соломой озимой пшеницы. //Сахарная свекла. - 2010. - №6. - С. 23-26.

Статьи в сборниках

17. Еремина Р.Ф., Чуян О.Г., Ященко Н.А., Ермакова А.А. Регулирование уровня воспроизводства плодородия и свойств чернозема типичного с использованием поверхностного компостирования растительных остатков. /Сб. докладов ЙЙЙ съезда Докучаевского общества почвоведов (11-15 июля, г. Суздаль). Кн. 2.- М., 2000. - С. 208-209.

Еремина Р. Ф., Володин В.М., Чуян О.Г., Ященко Н.А., Ермакова А.А. Окультуривание чернозема типичного с использованием растительных остатков возделываемых культур. /Материалы Всероссийской научно-практической конференции: «Чернозем - 2000 г.» (Прохоровка, 17-19 марта 2000 г.). -М, 2001. - С.54-59.

19. Еремина Р.Ф., Мащенко С.С., Чуян О.Г., Ященко Н.А., Ермакова А.А. Регулирование баланса энергии органического вещества чернозема типичного при использовании растительных остатков как органических удобрений. /«Системы воспроизводства плодородия почв в ландшафтном земледелии». Материалы науч-практ. Всероссийской конференции. -Белгород, 2001. - С.79-81.

20. Володин В.М., Еремина Р.Ф., Мащенко С.С., Чуян О.Г., Ященко Н.А., Ермакова А.А. Солома как удобрение. /Справочная книга по производству и применению органических удобрений. -Владимир, ВНИИПТИОУ, 2001. -495с.

21. Еремина Р.Ф., Мащенко С.С., Чуян О.Г., Ященко Н.А., Ермакова А.А. Влияние растительных остатков как органических удобрений на качество сельскохозяйственной продукции. /Сб. докладов науч-практ. конференции Курского отделения Докучаевского общ. почвоведов «Воспроизводство и плодородие почв и их охрана в ландшафтном земледелии». -Курск, 2001. -С. 24.

22. Еремина Р.Ф., Мащенко С.С., Чуян О.Г., Ермакова А.А., Ященко Н.А. Ресурсосберегающая технология растительных остатков как органических удобрений «Экологические аспекты интенсификации с.-х. производства». Материалы Международной науч.-практ. конф, (12-14 марта, 2002 г.). -Пенза, 2002. - С.126-127.

23. Еремина Р.Ф., Мащенко С.С., Чуян О.Г., Ященко Н.А., Ермакова А.А. Воспроизводство плодородия чернозема типичного при использовании растительных остатков как органических удобрений. /Материалы Международной науч.-практ. конференции «Использование органических удобрений и биоресурсов в современном земледедии», посвященной 20-летию, ВНИПТИОУ, (25-27 июля, 2001 г.). -Владимир, 2002. - С. 338-340.

24. Еремина Р.Ф., Мащенко С.С., Чуян О.Г., Чуян Н.А., Федорченко А.Е., Ермакова А.А. Технология поверхностного компостирования соломы и других растительных остатков при использовании их в качестве органических удобрений. -Курск: ВНИИЗ и ЗПЭ, 2003. - 15с.

25. Еремина Р.Ф., Чуян О.Г., Ященко Н.А., Мащенко С.С., Ермакова А.А. Влияние различных видов органических удобрений на воспроизводство плодородия чернозема типичного и производительность агроэкосистем. /Сб. докл. науч.-практ. конференции Курского отд. Докучаевского общ. почвоведов «Проблемы повышения плодородия почв и продуктивность с.-х. культур в адаптивно-ландшафтном земледелии». -Курск, 2003. - С. 10.

26. Еремина Р.Ф., Мащенко С.С., Чуян Н. А., Агаркова М.Г., Дубовик Е.В. Влияние растительных остатков как органических удобрений на содержание органического вещества и воспроизводство плодородия чернозема типичного./Сб.докл. Международной науч.-практич. Конференции. (2-5 июля 2004г.): «Агроэкологические функции органического вещества почв и использование органических удобрений и биоресурсов в ландшафтном земледелии». -Владимир, 2004. - С.410-413.

27. Еремина Р.Ф., Чуян Н.А., Мащенко С.С., Ермакова А.А. Растительные остатки как органические удобрения и плодородие чернозема типичного. /Материалы Международной науч. конференции, посвященной 100-летию со дня рождения П. Г. Адерихина (май, 2004 г.): «черноземы Центральной России: генезис, география, эволюция». -Воронеж, 2004. - С.517-522.

28. Еремина Р.Ф., Мащенко С.С., Чуян Н.А., Ермакова А.А. Малозатратные технологии обеспечивания воспроизводства плодородия почвы и повышения урожайности с.-х. культур. /Сб. докл. Междун. научн.-практ. конференции, посвященной 75-летию РАСХН и 100-летию со дня рождения С.С. Соболева (14-16 сентября, 2004 г.). - Курск, 2004. -С.228-232.

29. Еремина Р.Ф., Чуян Н.А., Мащенко С.С., Федорченко А.Е., Ермакова А.А., Чуян О.Г. Технология эффективного использования растительных остатков как органических удобрений на черноземах лесостепи ЦЧЗ. -Курск, 2005. - 21с.

30. Еремина Р.Ф., Чуян Н. А. Сравнительная оценка эффективности навоза и растительных остатков как органических удобрений. /Сб. докл. науч.-практ. конф., посвященной 35- летию ВНИИЗ и ЗПЭ и Международной школы молодых ученых и специалистов «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства». -Курск, 2005. - С. 369-371.

31. Еремина Р.Ф., Чуян Н.А., Мащенко С.С. Влияние доз извести как антидепрессирующей добавки при поверхностном компостировании растительных остатков на урожайность с.-х. культур и продуктивность севооборота в зависимости от местоположения в рельефе. / Материалы научн.-практ. конференции Курского отд. Докучаевского общ. Почвоведов: «Региональные проблемы почвоведения, земледелия, экологии Центрального Черноземья» (февраль, 2006 г). -Курск, 2006. - С.29-30.

32. Еремина Р.Ф., Чуян Н.А. Сравнительная эффективность одинарных и двойных добавок в севооборотах. /Сб. докладов научн.-практ. конференции ВНИИЗ и ЗПЭ: «Инвестиционно-технологические основы развития земледелия» (19-21 сентября, 2006 г.). -Курск, 2006. - С.301-304.

33. Еремина Р.Ф., Чуян Н.А. Сравнительная оценка способов окультуривания нарушенных земель при освоении противоэрозионных комплексов. /Материалы международной научн.-практ. конференции, посвященной 50-летию Донского НИИСХ (14-16 июля 2006 г.). -п. Рассвет: Донской НИИСХ, 2006. - С.44-47.

34. Еремина Р.Ф., Чуян Н.А. Влияние доз извести как антидепрессирующей добавки при поверхностном компостировании растительных остатков на физико-химические свойства почвы в зависимости от местоположения в рельефе. /Материалы международной научн.-практич. конференции: «Четверть века на страже плодородия» (30 мая-2 июня, 2006 г., п. Майский, Белгородской области ). -Белгород, 2006. - С.190.

35. Еремина Р.Ф., Мащенко С.С., Чуян Н.А., Чуян О.Г., Федорченко А.Е., Ермакова А.А. Регулирование энергетического состояния черноземов лесостепи ЦЧЗ при использовании растительных остатков как органических удобрений. /Научно-практические рекомендации. - Курск, 2006. - 45с.

36. Брескина Г.М., Чуян Н.А., Еремина Р.Ф. Влияние различных доз минеральных удобрений на микробную биомассу и ее сезонное варьирование при поверхностном компостировании соломы злаковых. /Материалы науч.-практ. конференции Курского отд. Всероссийского общ. Почвоведов: «проблемы почвоведения, земледелия и экологии Центрального Черноземья». -Курск, 2007. - С.29-31.

37. Брескина Г.М., Чуян Н.А., Еремина Р.Ф. Влияние различных доз минеральных удобрений и извести при компостировании соломы злаковых на целлюлозолитическую активности почвы и ее динамику. / Сб. докл. Всероссийской научно-практ. конференции ВНИИЗ и ЗПЭ: «Инновации, землеустройство и ресурсосберегающие технологии в земледелии». -Курск, 2007 - С.169-172.

38. Чуян Н.А., Еремина Р.Ф. Способы и приемы повышения эффективности растительных остатков как органических удобрений на черноземах Лесостепи ЦЧЗ. /Сб. докл. Всероссийской научно-практ. конференции ВНИИЗ и ЗПЭ: «Инновации, землеустройство и ресурсосберегающие технологии в земледелии». -Курск, 2007. - С.492-495.

39. Чуян Н.А., Еремина Р.Ф. Влияние навоза и растительных остатков как органических удобрений на воспроизводство плодородия чернозема типичного и производительность агроэкосистем. / Материалы V съезда Всероссийского общ. Почвоведов им. В. В. Докучаева. -Ростов- на -Дону: Ростиздат, 2008. - С. 209.

40. Чуян Н.А., Еремина Р.Ф. Биоэнергетическая эффективность различных доз минеральных удобрений и извести. /Материалы международной научно -практ. конференции: «Актуальные проблемы повышения эффективности агропромышленного комплекса». -Курск, 2008. - С.133.

41. Чуян Н.А., Еремина Р.Ф. Эффективность использования растительных остатков как органических удобрений на черноземе типичном Лесостепи ЦЧЗ. /Сб. материалов международной научно-практ. конференции: «Проблемы и перспективы развития аграрного производства». ФПОУ ВПО Смоленская ГСХА. -Смоленск, 2007. С.245-250.

42. Чуян Н.А., Еремина Р.Ф., Брескина Г.М. Влияние минеральных удобрений и извести на урожайность ячменя и качество его зерна при поверхностном компостировании ботвы сахарной свеклы. /Материалы международной научно-практ. конференции : «Агрохимия и экология: история и современность». - Т.1. - Нижний Новгород,2008. - С.258-261.

43. Чуян Н.А. Агрономическая оценка эффективности использования поверхностного компостирования соломы и растительных остатков. /Материалы международной конференции молодых ученых (1 марта. Краснообск, Новосибирской обл.). -Новосибирск, 2006. - С.36.

44. Чуян Н.А. Агрохимические свойства почвы при использовании растительных остатков как органических удобрений. / Материалы научно-практ. конференции Курского отд. МОО. Общ. почвоведов им. В. В. Докучаева: «Агроэкологические проблемы повышения плодородия почв и продуктивность сельскохозяйственных культур». - Курск, 2008. - С.9-11.

45. Брескина Г.М., Чуян Н.А., Еремина Р.Ф. Изменение целлюлозолитической активности почвы под влиянием агрогенных факторов. /Сб. международной научно-практ. конференции, ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ: «Интенсификация, ресурсосбережение и охрана почв в адаптивно-ландшафтных системах земледелия». -Курск, 2008. С.462-464.

46. Еремина Р.Ф., Чуян Н.А., Брескина Г.М. Влияние различных доз минеральных удобрений и извести на урожайность сахарной свеклы при поверхностном компостировании соломы злаковых. /Сб. международной научно-практ. конференции, ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ: «Интенсификация, ресурсосбережение и охрана почв в адаптивно-ландшафтных системах земледелия».- Курск, 2008. - С.218-221.

47. Чуян Н.А., Еремина Р.Ф., Брескина Г.М. Качество сельскохозяйственной продукции в зависимости от разных уровней удобренности при использовании соломы злаковых на удобрение. /Сб. международной научно-практ. конференции, ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ: «Интенсификация, Ресурсосбережение и охрана почв в адаптивно-ландшафтных системах земледелия». -Курск, 2008. - С.405-408.

48. Чуян Н.А., Брескина Г.М. Влияние различных доз минеральных удобрений и извести на органическое вещество почвы. /Материалы Всероссийской научно-практ. конференции: «Аграрная наука - сельскому хозяйству». -Курск, 2009. - Ч.3. - С.272.

49. Еремина Р.Ф., Чуян Н.А., Брескина Г.М. Эффективность комплексного подхода применения растительных остатков и минеральных удобрений на черноземе типичном Лесостепи ЦЧЗ. /Всероссийская научно-практическая конференция: «Ресурсосберегающие технологии использования органических удобрений». (ВНИИПТИОУ, 21-23 июля). -Владимир, 2009. - С. 110.

Размещено на Allbest.ru

...