Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Влияние различных доз и сочетаний органических и минеральных удобрений на урожайность и качество озимой пшеницы при выращивании на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве

Специальность 06.01.04 - агрохимия

Фомкина Татьяна Петровна

Москва 2007



Работа выполнена в лаборатории органического вещества почв и органических удобрений ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова Россельхозакадемии

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Мёрзлая Генриэта Егоровна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук профессор Соколов Олег Алексеевич

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Кухаренкова Ольга Владимировна

Ведущее предприятие: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский, конструкторский и проекно-технологический институт органических удобрений и торфа Россельхозакадемии (ВНИПТИОУ)

Защита диссертации состоится "26__" _апреля___2007 г. в " 14 " часов на заседании диссертационного совета при ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д. Н. Прянишникова.

Адрес: 127550, Москва, ул. Прянишникова, 31а, Диссертационный совет Д 006.029.01 ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д. Н. Прянишникова.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д. Н. Прянишникова

Автореферат разослан "__16____"_марта_________2007г.

Учёный секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук С. И. Цыганок



Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Западная часть Центрального федерального округа России, где сосредоточены дерново-подзолистые почвы характеризуется благоприятными климатическими условиями для возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе озимой пшеницы. Однако получение высоких урожаев этой ценной зерновой культуры в значительной степени зависит от применения научно обоснованных систем удобрения (Прянишников, 1965; Мамченков, 1972; Минеев, 1990; Сычёв, Аристархов, 2004).

Проблема рационального применения органических и минеральных удобрений под важнейшие сельскохозяйственные культуры, в первую очередь под зерновые, особенно остро стоит в последние годы, когда резко снизились поставки удобрений сельскому хозяйству (Концепция развития агрохимии …, 2005).

Как показывают данные Географической сети опытов, для решения вопросов воспроизводства плодородия почвы, повышения урожайности сельскохозяйственных культур и получения высококачественной продукции целесообразно проведение длительных стационарных опытов с удобрениями с использованием факториальных схем (Перегудов, Иванова, и др., 1976).

В связи с изложенным при выращивании озимой пшеницы на легкосуглинистых почвах западной части Центрального федерального округа на основе длительных опытов актуальна разработка эффективных систем удобрения с использованием навоза и минеральных удобрений при оптимизации их доз и сочетаний.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в агроэкологическом обосновании эффективных доз и сочетаний подстилочного навоза крупного рогатого скота и минеральных удобрений при выращивании озимой пшеницы на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве в западной части Центрального федерального округа.

Для достижения цели решали следующие задачи:

изучить влияние различных доз и сочетаний навоза и минеральных удобрений (азотных, фосфорных, калийных) на урожайность озимой пшеницы, выращиваемой в севообороте;

определить действие удобрений на качество зерна пшеницы;

изучить изменение агрохимических свойств почвы в зависимости от доз и сочетаний навоза и минеральных удобрений;

определить экономическую эффективность исследуемых приёмов.

Основные положения, выносимые на защиту:

- Закономерности действия навоза и минеральных удобрений в широком диапазоне доз и сочетаний на урожайность и качество зерна озимой пшеницы на легкосуглинистой дерново-подзолистой почве;

- Агрономически эффективные и экологически безопасные дозы и сочетания навоза и минеральных удобрений под озимую пшеницу, выращиваемую в зерно-травянопропашном севообороте.

Научная новизна. Впервые на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве в западной части Центрального федерального округа России на основе исследований в длительном полевом опыте с использованием факториальной схемы изучены закономерности действия органических и минеральных удобрений в широком диапазоне доз и сочетаний на урожайность и качество зерна озимой пшеницы, изменение агрохимических свойств почвы. При этом вариант навоза, введённый в схему опыта, исследован как фактор продуктивности. В результате экспериментальных исследований также получены новые данные по действию на лёгких почвах различных систем удобрения - органической, минеральной, органо-минеральной.

С учётом величины урожайности и окупаемости 1 кг NPK при выращивании озимой пшеницы установлена эффективность органо-минеральной системы удобрений - 30 т/га навоза + N₉₀P₉₀K₉₀. При этом урожайность зерна в среднем за 5 лет достигает 35,7 ц/га, или на 94 % превышает контроль без удобрений, а окупаемость 1 кг NPK составляет 5,8 кг. С дальнейшим ростом доз удобрений их окупаемость урожаем зерна снижается. урожайность почва удобрение пшеница

Повышение доз навоза с одинарных до двойных повышает содержание белка в зерне с 12,7 до 13,9%, клейковины с 27,7 до 30,1% при содержании на контроле: белка 11,4% и клейковины 24,4%. Азотные удобрения при раздельном внесении увеличивают содержание в зерне как белка, так и клейковины, в то же время фосфорные и калийные удобрения не оказывают влияния на эти показатели качества по сравнению с контролем.

Органические и минеральные удобрения при совместном применении в сравнении с контролем без удобрений снижают потери гумуса в почве, повышают содержание подвижных соединений фосфора и калия.

Практическая значимость. На основании экспериментальных данных рекомендованы агрономически эффективные и экологически безопасные приёмы применения удобрений на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, обеспечивающие ежегодную продуктивность озимой пшеницы на уровне 36 ц/га. Для повышения содержания белка в зерне до 14,4% и клейковины до 30,1% дозы удобрений целесообразно увеличить: навоза до 45 т/га, минеральных удобрений до N₁₃₅P₁₃₅K₁₃₅.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на научных конференциях ВНИИА в Москве в 1988, 1989, 1995 гг., научно-технических конференциях во Владимире и Пензе в 2004 г.

Публикация работ. По материалам диссертации опубликовано 11работ.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 7 глав, выводов, предложений производству, списка литературы, включающего 157 наименований, в том числе 24 - зарубежных авторов. Работа изложена на 117 страницах машинописного текста, содержит 21 таблицу, 9 рисунков.

Автор выражает искреннюю признательность за ценные советы научному руководителю доктору сельскохозяйственных. наук., профессору Г.Е.Мёрзлой, сотрудникам лаборатории органического вещества почв и органических удобрений кандидатам сельскохозяйственных наук С.Ф.Полунину, В.А.Гавриловой, Блиновой Г.М. Г.А.Зябкиной, Т.Н.Кондрашовой, Н.Л.Булыге, которые принимали участие в проведении полевого опыта.

Условия, объекты и методы проведения исследований

Исследования выполняли в полевом стационарном опыте, заложенном в 1978 году в Смоленской области (пос. Ольша) лабораторией органических удобрений института. Почва опытного участка дерново-подзолистая легкосуглинистая, перед закладкой опыта имела следующие агрохимические показатели: рН - 5,5-5,6, содержание гумуса (по Тюрину) -1,5-2,0%, общего азота (по Кьельдалю) - 0,10-0,15%, подвижного фосфора - Р₂О₅ (по Кирсанову) - 14-17 мг, калия - К₂О- 10-15 мг на 100 г почвы.

Опытный участок находится на территории, расположенной в центральной части Русской равнины. Климат умеренно континентальный. Среднегодовая температура воздуха колеблется от 3,5 до 5° С. Безморозный период длится 120-140 дней. Вегетационный период - 170-180 дней. Сумма температур выше 10 градусов за вегетационный период составляет около 1900-2200°С. Годовая сумма осадков колеблется от 534 до 836 мм, из которых 50% приходится на период активной вегетации сельскохозяйственных культур. Гидротермический коэффициент составляет 1,9.

Агрометеорологические условия в годы проведения опыта в целом были типичными для зоны, но различались по количеству осадков и температуре. Вегетация озимых в весенний период наиболее благоприятно складывалась в 1984, 2000, 2001 гг. В 1985 г., 1995 г. летний период отличался неустойчивой прохладной погодой и избытком влаги.

В основу опыта положена сокращённая факториальная схема 1/27 (6х6х6х6), включающая 4 фактора (N, P, K, навоз), каждый из которых имел 6 градаций. Схема состоит из 16 вариантов, повторенных на 3-х фонах 0000, 1111, 2222, или 48 вариантов. В кодах вариантов первая цифра означает дозу азота, вторая - фосфора, третья - калия, четвёртая - навоза. Площадь учётной делянки - 48 м² , повторность трехкратная.

Озимую пшеницу сорта Заря выращивали в зерно-травяно-пропашном севообороте. В первой ротации она шла шестой культурой после картофеля, ячменя, озимой ржи, овса, овсяно-гороховой смеси.

Во второй и третьей ротациях озимая пшеница была пятой культурой после картофеля, ячменя с многолетними травами, многолетних трав первого и второго годов пользования. Использовали следующие минеральные удобрения: аммиачную селитру, двойной суперфосфат, хлористый калий.

Единичные дозы удобрений под озимую пшеницу составляли по 45 кг азота, фосфора и калия и 15 т/га навоза. Все удобрения вносили вразброс, навоз - навозорасбрасывателем, а минеральные - вручную: 1/3 дозы азота, полную дозу фосфора и калия под основную обработку осенью и 2/3 дозы азотных удобрений - весной в подкормку под культивацию.

Навоз подстилочный поступал от фермы крупного рогатого скота и имел влажность 71,5-66,3%, содержал (на сырое вещество) общего азота 0,43-0,5%, фосфора 0,2-0,23%, калия 0,75-0,8%, (на сухое вещество) цинка - 7,4 мг/кг, кадмия - 0,1 мг/кг, хрома - 1,1 мг/кг, никеля - 0,13 мг/кг, меди - 0,6 мг/кг.

Наблюдения в полевом опыте и лабораторные анализы почвы, растений и удобрений проводили в соответствии с общепринятыми методиками (Программа и методика исследований в Географической сети полевых опытов по комплексному применению средств химизации в земледелии, 1990; Практикум по агрохимии, 2001).

Учёт урожая производили сплошным методом поделяночно комбайном "Нива". Урожайность пересчитывали на 100% чистоту и 14% влажность зерна. При уборке отбирали образцы растений для определения содержания сырого белка, клейковины, фосфора, калия, нитратов.

Математическую обработку экспериментальных данных проводили по методике, разработанной ВИУА (Перегудов, Иванова и др., 1976).

Результаты исследований

Влияние органических и минеральных удобрений на урожайность озимой пшеницы

Данные по урожайности озимой пшеницы, полученные в годы опыта, приведены в таблице 1.

Таблица 1. Влияние органических и минеральных удобрений на урожайность озимой пшеницы, ц/га

Варианты опыта	1984 г.	1985 г.	1995 г.	2000 г.	2001 г.	В среднем за 5 лет
						Урожайность, ц/га	Прибавка
							ц/га	%
0000	23,9	27,2	16,8	12,0	12,1	18,4	-	-
0030	25,8	34,8	17,0	33,0	18,1	25,7	7,3	39,7
0300	26,0	29,4	15,7	21,0	13,7	21,2	2,8	15,2
0330	24,7	35,1	19,2	22,2	18,8	24,0	5,6	30,4
3000	31,5	41,7	14,1	19,8	17,1	24,8	6,4	34,8
3030	30,1	49,1	25,7	13,8	23,2	28,4	10,0	54,3
3300	37,1	46,1	19,1	19,2	20,3	28,4	10,0	54,3
3330	35,1	45,0	27,4	28,0	27,3	32,5	14,1	76,6
0003	29,6	43,3	18,3	18,0	16,2	25,1	6,7	36,4
0033	31,3	42,5	20,8	10,8	18,2	24,7	6,3	34,2
0303	31,0	42,3	15,2	31,2	17,2	27,4	9,0	48,9
0333	28,8	41,3	23,2	21,6	21,4	27,3	8,9	48,4
3003	36,1	42,1	19,9	25,2	23,8	29,4	11,0	59,8
3033	37,0	46,2	21,4	23,4	25,4	30,7	12,3	66,8
3303	38,2	46,1	22,3	9,6	25,5	28,3	9,9	53,8
3333	38,0	41,5	19,2	19,8	24,8	28,6	10,2	56,0
1111	35,2	41,8	23,4	25,8	16,6	28,6	10,2	55,4
1141	32,1	40,9	25,4	37,9	21,5	31,5	13,1	71,2
1411	33,0	42,7	28,5	22,2	21,0	29,5	11,1	50,3
1441	34,2	43,3	26,9	21,0	20,6	29,2	10,8	58,7
4111	38,3	43,8	18,7	27,6	20,5	29,8	11,4	61,9
4141	37,4	41,9	18,6	22,2	21,7	28,4	10,0	54,3
4411	35,6	34,1	16,9	21,6	25,8	26,8	8,4	45,6
4441	36,7	35,7	22,8	13,2	26,6	27,0	8,6	46,7
1114	33,3	48,7	25,7	27,6	15,8	30,2	11,8	64,1
1144	32,5	45,5	23,2	34,8	22,3	31,7	13,3	72,3
1414	34,8	47,2	23,9	25,2	18,4	29,9	11,5	62,5
1444	37,2	40,9	26,7	38,4	24,5	32,6	14,2	77,2
4114	38,2	30,1	21,9	23,4	16,8	26,1	7,7	41,8
4144	38,1	32,3	19,4	18,0	21,4	25,8	7,4	40,2
4414	37,3	26,9	21,0	18,0	20,9	24,8	6,4	34,8
4444	37,8	28,4	21,8	28,2	24,9	28,2	9,8	53,3
2222	35,8	44,6	40,0	34,8	23,3	35,7	17,3	94,0
2252	35,2	44,1	27,3	19,2	26,5	30,5	12,1	65,8
2522	36,5	46,0	29,0	14,0	27,9	30,7	12,3	66,8
2552	33,9	45,0	25,9	14,4	24,4	28,7	10,3	56,0
5222	34,6	26,7	19,6	25,2	24,6	26,1	7,7	41,8
5252	38,4	25,8	16,4	15,0	16,9	22,5	4,1	22,03
5522	35,8	29,9	18,2	24,0	18,6	25,3	6,9	37,5
5552	37,9	26,8	15,7	25,2	22,9	25,7	7,3	39,7
2225	37,1	45,5	30,3	28,8	28,6	34,1	15,7	85,3
2255	37,1	42,7	28,3	25,2	17,2	30,1	11,7	63,6
2525	35,4	41,3	28,2	19,2	19,4	28,7	10,3	56,0
2555	34,1	45,4	30,0	32,4	25,7	33,5	15,1	82,1
5225	39,1	28,2	16,6	20,4	17,1	24,3	5,9	32,1
5255	36,3	23,8	19,0	24,0	16,5	23,9	5,5	29,9
5525	35,6	24,9	15,1	22,8	23,9	24,5	6,1	33,1
5555	38,0	29,4	15,8	19,2	15,3	23,5	5,1	27,7
НСР05			5,3

При анализе действия различных систем удобрения - органической (вариант 0003), минеральной (вариант 3330) и органо-минеральной (вариант 3333) в среднем за годы исследований была установлена меньшая эффективность органической и большая - минеральной системы, где прибавки урожая озимой пшеницы по отношению к контролю составили соответственно 36,4 и 76,6%. Органо-минеральная система занимала промежуточное положение. В этом случае прибавка урожая составляла 10,2 ц/га, или 56%

При рассмотрении действия возрастающих доз удобрений в вариантах органо-минеральной системы выявлена достоверная прибавка урожая зерна (10,2 ц/га) и значительная окупаемость 1 кг NPK (6,8 кг) в варианте минимальных доз (вариант 1111). При внесении двойных доз удобрений (вариант 2222) получена более высокая прибавка урожая - 17,3 ц/га, но меньшая, чем по одинарным дозам, окупаемость удобрений дополнительной продукцией (5,8 кг против 6,8 кг).

Внесение навоза увеличивало урожайность озимой пшеницы по годам исследований соответственно на 5,7; 16,1; 1,5; 6,0; 4,1 ц/га по сравнению с вариантом без удобрений. Оплата 1 кг NPK, внесенных с навозом, достигала 14,9 кг (в среднем по годам опыта).

Одностороннее внесение азотных удобрений в дозе 135 кг позволяло получать в среднем за 5 лет, статистически достоверную прибавку урожая зерна по отношению к контролю, равную 6,4 ц/га. От калийных удобрений в тройной дозе также отмечено существенное увеличение урожайности - 7,3 ц/га. Прибавка от фосфорных удобрений была низкой и в среднем за 5 лет не превышала 2,8 ц/га (рис. 1).

Рис. 1 Урожайность озимой пшеницы в зависимости от удобрений, ц/га

Совместное применение азотных, фосфорных и калийных удобрений в тройных дозах даёт наибольшую прибавку урожая 14,1 ц/га.

Сочетание навоза и NPK в тройных дозах позволяло повысить урожайность зерна до 28,6 ц/га, или на 10,2 ц/га. Такая же урожайность зерна достигнута и в органо-минеральном варианте с одинарными дозами. Двойные дозы удобрений (вариант 2222) достоверно повышали урожайность пшеницы по сравнению с одинарными дозами. Урожайность зерна при этом достигала 35,7 ц/га, а прибавка -17,3 ц/га.

Исходя из данных урожайности, в среднем за годы исследований эффективным было внесение 45-90 кг/га минеральных удобрений и 15-30 т/га навоза.

Действие удобрений на урожайность озимой пшеницы выражалось следующими уравнениями регрессии:

Y 1984 г. = 24,26+6,68N ^0.5-1,33N+1,74P ^0.5+3,13H ^0.5 -1,22(PH)^0.5;

R =0,92 (1)

Y1985 г. = 9,65+24,5N^0.5-9,52N+ 1,41K+ 8,02H ^0.5-4,9(NH)^0.5 -1,10(PK) ^0.5;

R =0.,93 (2)

Y 1995 г. = 15,6+14,96N ^0.5+7,31N+6,1K ^0.5 -1,92K;

R =0,82 (3)

Y 2000 г. = 19,92+8,91P ^0.5-3,81P;

R =0,39 (4)

Y 2001 г. = 12,42+5,08N ^0.5-2,06N+5,25K ^0.5+2,77H ^0.5-2,21(KH) ^0.5;

R =0,63 (5)

Y среднее = 22,63+16,26Р ^0,5-14,23Р+3,20(NP) ^0.5+1,98H^0.5 -0,34(PH);

за 5 лет

R =0,84 (6)

При определении окупаемости 1 кг NPK в вариантах возрастающих доз органо-минеральной системы удобрений выявлен эффект одинарных и двойных доз (вариант 1111 и 2222), что видно на рис. 2.



Рис. 2. Урожайность озимой пшеницы (столбцы) и окупаемость удобрений (линия) в зависимости от возрастающих доз

Варианты: 1 - 0000, 2 - 1111, 3 - 2222, 4 - 3333, 5 - 4444, 6 -5555

При дальнейшем увеличении доз минеральных удобрений и навоза урожайность росла по сравнению с контролем, а окупаемость 1 кг NPK удобрений снижалась до 0,7 кг (в варианте 5555).

Расчёт коэффициентов использования элементов питания растениями показал, что они значительно колебались в зависимости от варианта удобрениий. При внесении навоза в тройной дозе (45т/га) коэффициенты использования составили: азота - 9%, фосфора - 10% и калия - 5%.

При внесении одних минеральных удобрений в тройной дозе - N₁₃₅P₁₃₅K₁₃₅ коэффициенты использования азота, фосфора и калия равнялись соответственно 40,0, 10,9 и 31,2%.

Качество озимой пшеницы в зависимости от применения навоза и минеральных удобрений

Изменение биохимического состава зерна озимой пшеницы под влиянием органических и минеральных удобрений приведено в таблице 2.



Таблица 2. Биохимический состав зерна озимой пшеницы, %

Варианты опыта	Азот	Фосфор	Калий	Белок	Клейковина
0000	2,1	0,4	0,4	11,4	24,8
0030	2,1	0,54	0,47	119	26,6
0300	2,1	0,58	0,3	11,6	25,2
0330	2,1	0,42	0,3	11,3	24,4
3000	2,3	0,43	0,41	14,0	29,9
3030	2,1	0,56	0,3	13,6	29,6
3300	2,3	0,48	0,43	13,8	27,6
3330	2,6	0,4	0,3	12,3	24,4
0003	2,1	0,40	0,3	12,3	24,4
0033	2,6	0,34	0,39	11,5	24,2
0303	2,1	0,43	0,3	11,8	24,2
0333	2,4	0,42	0,41	12,1	24,2
3003	2,6	0,42	0,3	11,6	29,2
3033	2,1	0,49	0,42	13,7	26,6
3303	2,5	0,45	0,4	14,3	27,7
3333	2,5	0,39	0,40	14,4	31,2
1111	2,3	0,41	0,42	12,7	27,4
1141	2,4	0,50	0,3	13,0	27,0
1411	2,7	0,44	0,49	12,4	26,0
1441	2,1	0,44	0,41	12,5	26,9
4111	2,5	0,44	0,41	13,8	29,1
4141	2,3	0,53	0,4	14,2	33,0
4411	2,1	0,49	0,3	14,6	30,8
4441	2,3	0,38	0,30	14,5	31,6
1114	2,7	0,47	0,43	12,8	26,7
1144	2,1	0,35	0,46	12,9	29,3
1414	2,4	0,39	0,42	12,9	30,2
1444	1,9	0,3	0,4	13,1	27,7
4114	2,8	0,39	0,50	14,3	31,1
4144	2,4	0,29	0,3	14,3	30,6
4414	2,3	0,38	0,50	14,3	32,7
4444	2,5	0,34	0,4	14,9	30,0
2222	2,4	0,38	0,41	13,9	30,1
2252	2,5	0,55	0,42	13,6	31,1
2522	2,7	0,54	0,31	14,3	30,1
2552	2,1	0,48	0,49	14,3	29,8
5222	2,6	0,35	0,30	14,3	30,4
5252	2,8	0,38	0,42	14,7	30,0
5522	2,0	0,44	0,40	14,2	30,8
5552	2,8	0,41	0,32	14,3	30,9
2225	2,2	0,31	0,38	14,2	30,5
2255	2,1	0,43	0,31	14,4	30,0
2525	2,4	0,47	0,31	14,4	29,7
2555	2,1	0,48	0,32	13,8	30,9
5225	2,5	0,37	0,48	14,5	30,5
5255	2,7	0,32	0,32	14,3	29,3
5525	2,9	0,4	0,31	14,7	29,6
5555	2,6	0,42	0,42	14,5	28,7

По данным за 1984г., содержание белка в зерне колебалось от 11,4% на контроле до 14,9% в варианте 4444. В вариантах с раздельным внесением азота отмечено увеличение количества белка в пшенице до 14,0% по сравнению с контролем, фосфора и калия - соответственно до 11,6 и 11,9%, в вариантах органо-минеральных систем с 4-5 - кратными дозами азота содержание белка возрастало до 14,9 и 14,5%. Содержание клейковины по отношению к контролю увеличивалось во всех вариантах органо-минеральных систем. Максимальное её значение - 33% было в варианте 4141 при содержании на контроле 24,8%.

В варианте 2222, где отмечалась наибольшая прибавка урожая пшеницы от удобрений, содержание клейковины в зерне также было высоким и составляло 30,1%. Согласно классификации по содержанию клейковины, полученное зерно пшеницы можно отнести ко второму классу (Оценка экономической эффективности интенсивной технологии производства зерна пшеницы высокого качества, 1987).

Следует отметить, что применение одних органических удобрений (вариант 0003) снижало содержание клейковины в зерновой продукции.

Минеральные удобрения в дозах по N₁₃₅P₁₃₅K₁₃₅ кг/га в сочетании с навозом повышали содержание клейковины до 31,2% (рис.3).



Рис. 3 Зависимость содержания клейковины и белка от различных систем удобрений, %.

Действие органо-минеральных систем удобрений в возрастающих дозах на изменение содержания белка и клейковины в зерне показано на рис. 3, из которого видно, что значения увеличиваются с ростом доз удобрений: белка - до трёхкратных, клейковины - до четырёхкратных.

Результаты действия навоза и минеральных удобрений в разных дозах и сочетаниях на биохимический состав озимой пшеницы отражены в следующих уравнениях регрессии:

Y N = 2,06+0,19N ⁰⁵ -0,03Р+ 0,05(NP)⁰⁵-0,04(NH) ⁰⁵+0,05(PH) ⁰⁵

R=0,92; (7)

Y P₂O₅ = 0,39-0,01N+0,01(NP),

R=0,62; (8)

Y K₂O = 0,43 -0,01N -0,02P-0,05H -0,03(NP)^0.5 +0,02(PH)⁰⁵ ,

R=0,70; (9)

Y белок = 11,8+1,09N⁰⁵-0,21Р +0,29(NP)⁰⁵-0,26(NH)^0,5 +0,3(РH),

R=0,92; (10)

Y клейковина = 24,71-2,43N^0.5+0.18K+0,61N,

R=0,85; (11)

Как видно из приведённых уравнений, на содержание сырого белка в зерне озимой пшеницы оказали влияние в основном азотные удобрения.

Содержание фосфора и калия от применения удобрений в пшенице менялось незначительно.

Минеральные удобрения и навоз влияли на технологические свойства озимой пшеницы.

Зависимость массы 1000 зёрен описывалась ниже приведённым уравнением регрессии:

Масса 1000 зёрен

Y = 37,67- 1,78N ^0.5 + 0,94N - 1,0P + 1,83K ^0.5+ 0,92K+ 2,12H ^0.5-0.75H,

R=0,80; (12)

По данным исследований, при увеличении доз применяемых удобрений (от 45 до 180 кг/га) увеличивалась сумма незаменимых аминокислот от 31 до 40,7 г/кг сухого вещества, что свидетельствует о повышении ценности зерна озимой пшеницы.

Таким образом, в условиях дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы западной части Центрального федерального округа внесение одних минеральных удобрений в дозах N₁₃₅P₁₃₅K₁₃₅ по сравнению с органо-минеральным вариантом не приводит к повышению продуктивности озимой пшеницы. Более низкие показатели урожайности пшеницы (на уровне тенденции) и качества зерна по отношению к органо-минеральному варианту получены при использовании одного навоза (в дозе 45 т/га). Для достижения урожайности 36 ц/га при содержании белка 13,7% и клейковины 30% целесообразно применять подстилочный навоз крупного рогатого скота в дозе 30 т/га в сочетании с минеральными удобрениями N₉₀P₉₀K₉₀. Окупаемость удобрений (1 кг NPK) дополнительной продукцией составляет 5,8 кг.

Влияние органических и минеральных удобрений на агрохимические свойства почвы

При проведении опыта анализировали образцы почвы, отобранные в конце третьей ротации севооборота на 1 поле, на содержание гумуса, подвижных форм фосфора и калия, а также величину рН.

Установлено, что за длительный период исследований значение рН почвы на контроле практически не изменилось, а в варианте с максимальной дозой минеральных удобрений и навоза снизилось с 5,5 до 4,9.

Содержания гумуса в почве в конце третьей ротации севооборота на контроле уменьшилось по сравнению с исходным с 1,5 до 0,9%. В тоже время совместное применение навоза и минеральных удобрений сокращало потери гумуса. Однако сохранение содержания органического вещества в почве на исходном уровне было возможным лишь при повышении доз удобрений до максимальных.

На увеличение содержания азота в почве положительно влияло внесение азотных удобрений и навоза.

Содержание фосфора в почве на контроле снизилось с 15 до 7 мг/100 г почвы. При длительном систематическом внесении повышенных и высоких доз фосфорных удобрений фосфатный режим легкосуглинистой почвы улучшался. Совместное внесение минеральных удобрений и навоза также повышало содержание фосфора в почве.

Содержание подвижного калия в почве за три ротации севооборота на неудобренном контроле резко снизилось (на 10 мг/100 г почвы по сравнению с исходным). Сочетание навоза и минеральных удобрений в низких (единичных и двойных) дозах стабилизировало калийный режим, а в высоких (4-5-кратных) - повышало обеспеченность почвы подвижным калием на 11-12 мг/100 г.

Таким образом, исследования показали, что органические и минеральные удобрения при совместном их применении оказывают заметное положительное влияние на агрохимические свойства дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы. Внесение 30 т/га навоза и N₉₀P₉₀K₉₀ позволяет повысить содержание фосфора в почве и на исходном уровне сохранить содержание калия и рН. Содержание органического вещества в почве по сравнению с исходным снижается, но в меньшей мере, чем в контрольном варианте. Для улучшения гумусного состояния почвы в условиях зерно-травянопропашного севооборота целесообразно применять запашку соломы озимой пшеницы и других зерновых культур.

Экономическая эффективность применения удобрений

При установлении экономической эффективности затраты на применение минеральных удобрений в расчёте на 1 т д. в. приняты для аммиачной селитры - 7246 руб., простого суперфосфата - 9375 руб., хлористого калия - 1917 руб., на производство и применение 1 т подстилочного навоза - 71 руб. Стоимость 1 кг з.е. составляет 230 рублей (Концепция развития агрохимии …, 2005).

Экономические расчёты показали достаточно высокую эффективность действия удобрений.

Наибольшая прибавка урожая зерна в условиях опыта, равная 17,3 ц/га, и максимально чистый доход - 1842,4 руб./га достигнуты в варианте органо-минеральной системы удобрений с умеренными, двойными дозами (вариант 2222). Органо- минеральная система удобрений с более низкими, одинарными дозами уступала варианту 2222 как по урожайности пшеницы, так и по величине чистого дохода. Применение высоких 3-5 - кратных доз минеральных удобрений и навоза оказалось экономически нецелесообразным.



Выводы

1. На дерново-подзолистой легкосуглинистой почве в условиях западной части Центрального федерального округа РФ эффективным приёмом повышения урожайности озимой пшеницы является применение подстилочного навоза крупного рогатого скота в сочетании с минеральными удобрениями при оптимизации их доз.

2. При одностороннем внесении навоза в дозе 45 т/га достигается получение 24,7 ц/га зерна, что на 36,4% выше по отношению к неудобренному контролю. Применение одних минеральных удобрений в тройных дозах (вариант 3330) обеспечивает урожайность на уровне 32,5 ц/га, или на 76,6% выше контроля, а также увеличивает содержание белка в зерне до 12,3% и клейковины до 25%.

3. Внесение навоза в дозе 30 т/га на фоне N₉₀P₉₀K₉₀ позволяет получать 36 ц/га зерна, хорошего качества. Увеличение доз минеральных удобрений до N₁₃₅P₁₃₅K₁₃₅ и навоза до 45 т/га повышает урожайность и качество озимой пшеницы, но при этом экономически не оправдывается.

4. Под влиянием удобрений изменяется биохимический состав зерна озимой пшеницы. Азотные удобрения повышают содержание белка и клейковины в зерне, не изменяя содержания калия. Подстилочный навоз при одностороннем внесении снижает содержание клейковины в зерне по сравнению с контролем с 24,8 до 24,4%. Совместное применение органических и минеральных удобрений повышает содержание белка и клейковины в зерне озимой пшеницы, значительно улучшая её качество. В органо-минеральном варианте 2222 содержание белка в зерне увеличивается до 13,9% при содержании на контроле 11,4%.

5. Внесение навоза в дозе 45 т/га обеспечивает наибольшую окупаемость 1 кг NPK удобрений -14,9 кг зерновых единиц. При применении одних минеральных удобрений в дозе 135 кг/га (вариант 3330) окупаемость 1 кг NPK составляет 3,5 кг. С ростом доз удобрений в вариантах сочетания NPK с навозом от (1111 до 5555) окупаемость 1 кг NPK снижается с 6,8 до 0,7 кг. В варианте с двойными дозами NPK и навоза окупаемость находится на уровне 5,8 кг з. е.

6. При совместном внесении 30 т/га навоза и N₉₀P₉₀K₉₀ в почве повышается содержание фосфора, на исходном уровне поддерживается содержание калия и рН. Содержание органического вещества в почве по сравнению с исходным снижается, но в меньшей мере, чем в контрольном варианте. Для улучшения гумусного состояния почвы в условиях зерно-травянопропашного севооборота целесообразна запашка соломы озимой пшеницы и других зерновых культур.

7. На дерново-подзолистой легкосуглинистой почве при выращивании озимой пшеницы в севообороте экономически выгодно применять сочетание органических и минеральных удобрений в дозах N₄₅P₄₅K₄₅ и 15 т/га навоза, что обеспечивает получение условно чистого дохода 1313 руб. с 1 га. Увеличение доз минеральных удобрений до N₉₀P₉₀K₉₀ и навоза до 30 т/га повышает чистый доход до 1842 руб. с 1 га.

Предложения производству

На окультуренных дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах западной части Центрального федерального округа РФ для достижения урожайности озимой пшеницы на уровне 36 ц/га и содержания клейковины 30% рекомендуется применять подстилочный навоз крупного рогатого скота в дозе 30 т/га в сочетании с минеральными удобрениями N₉₀P₉₀K₉₀. При этом подстилочный навоз, фосфорные и калийные удобрения и 1/3 азотных вносятся под основную обработку почвы осенью, а 2/3 азотных удобрений - весной под культивацию.



Список работ, опубликованных по теме диссертации

Полунин С.Ф., Гаврилова В.А., Фомкина Т.П. Влияние возрастающих доз навоза и минеральных удобрений на плодородие дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы // Химия в сельском хозяйстве. 1987. №9. -С. 21-23.

Гаврилова В.А., Семченко П.П., Фомкина Т.П. Изменение содержания подвижных соединений фосфора и калия при использовании навоза и минеральных удобрений в севообороте на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве // Бюллетень ВИУА. 1988. № 88. -С. 17-18.

Полунин С.Ф., Гаврилова В.А., Фомкина Т.П. и др. Влияние различных доз и сочетаний навоза и минеральных удобрений на продуктивность культур севооборота и плодородие дерново-подзолистой почвы // Бюллетень ВИУА. 1988. № 88. -С.19-20.

Фомкина Т.П. Влияние органических и минеральных удобрений на агрохимические свойства дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы и продуктивность севооборота // Конференция молодых учёных "Эффективность применения средств химизации и продуктивность сельскохозяйственных культур". М.: ВИУА, 1994. -С. 6-7.

Фомкина Т.П. Влияние органических и минеральных удобрений на продуктивность сельскохозяйственных культур при выращивании на дерново-подзолистой почве // 31 конференция молодых учёных. М.: ВИУА, 1996. -С. 8-9.

Мёрзлая Г.Е., Зябкина Г.А., Фомкина Т.П. Плодородие почвы и продуктивность севооборота от сочетаний и доз органических и минеральных удобрений // Съезд общества почвоведов России. Докучаеву В.В. -150 лет. книга 1. 1996. - С. 369-370.

Мёрзлая Г.Е., Зябкина Г.А., Фомкина Т.П. Эффективность сочетаний и доз органических и минеральных удобрений под озимые // Агрохимический вестник. 1999. №5. -С. 22-24.

Мёрзлая Г.Е., Зябкина Г.А., Фомкина Т.П., Благовещенская Г.Г., Дышко В.Н., Костина Л.П., Панкратенкова И.В., Сереброва И.В., Вахрушева В.В., Креминская Л.И. Изучить влияние органических удобрений при совместном применении с минеральными удобрениями на плодородие дерново-подзолистых почв и продуктивность сельскохозяйственных культур // Научно-технический бюллетень, вып. 3 (6). Владимир, 2005. -С. 21-22.

Дышко В.Н, Костина Л.П., Панкратенкова И.В., Мёрзлая Г.Е., Зябкина Г.А., Фомкина Т.П. Дозы и сочетания удобрений при длительном их применении в севообороте // Плодородие. 2005. №4. -С.5-7.

Мёрзлая Г.Е., Зябкина Г.А., Фомкина Т.П., Дышко В.Н., Костина Л.П., Панкратенкова И.В. Методика и результаты исследований в длительном факториальном опыте по изучению эффективности сочетаний и доз органических и минеральных удобрений // Совершенствование организации и методологии агрохимических исследований в Географической сети опытов с удобрениями. М.: ВНИИА, 2006. -С. 163-165.

Мёрзлая Г.Е., Зябкина Г.А., Фомкина Т.П. Длительное применение органических и минеральных удобрений при оптимизации их доз и сочетаний на легкосуглинистой почве // Агрохимия. 2006. № 10. -С. 33-40.

Размещено на Allbest.ru

...