Размещено на http://www.allbest.ru/

Специальность 06.01.04-Агрохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Влияние различных доз удобрений на продуктивность культур и плодородие дерново-подзолистой почвы в севообороте

Куликова Елена Ивановна

Москва 2012

Работа выполнена в ФГБОУ Вологодская государственная молочно-хозяйственная академия им. Н.В. Верещагина

Научный руководитель:

Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Чухина Ольга Васильевна

Официальные оппоненты:

Шильников Игорь Александрович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ВНИИ агрохимии имени Д.Н. Прянишникова, зав. лабораторией химической мелиорации

Федотова Людмила Сергеевна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор ВНИИ картофельного хозяйства им. А.Г. Лорха, зав. лабораторией агрохимии и биохимии

Ведущее учреждение: ГНУ Московский НИИСХ "Немчиновка"

Защита диссертации состоится "21" июня 2012 г. 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 006.029.01 при ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова

Адрес: 127550, Москва, ул. Прянишникова, 31а, ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова

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

Автореферат разослан " " мая 2012 г.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах просим направлять по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, 31а, учёный совет, e-mail: dissovet_vniia@mail.ru

Ученый секретарь диссертационного совета Никитина Л.В.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Важнейшим средством повышения урожайности сельскохозяйственных культур является применение удобрений. Наиболее эффективно применение удобрений в определённой системе при существующем чередовании культур в севообороте (агроценозе), так как только при таком применении максимально полно учитывается не только действие, но и последействие как органических, так и минеральных форм. Только научно-обоснованная система удобрения в каждом севообороте может обеспечить получение плановых уровней урожаев возделываемых культур хорошего качества с одновременным регулированием почвенного плодородия и соблюдением требований охраны окружающей среды. Актуальность диссертационной работы состоит в том, что в ней разрабатываются приёмы, обеспечивающие получение 3,5 т/га зерна озимой ржи и ячменя, 28,0 т/га зелёной массы викоовсяной смеси и картофеля в севообороте в суровых климатических условиях Вологодской области на дерново-подзолистых почвах. При этом продуктивность полевого опыта составляет 41 ц/га кормовых единиц.

Цель и задачи исследований. Цель наших исследований - изучить возможность получения плановых уровней урожайностей культур и продуктивности севооборота с одновременным регулированием содержания питательных элементов в дерново-подзолистой почве.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить ряд задач: урожай плодородие почвенный

1) Установить влияние различных доз удобрений на урожайность возделываемых культур и основные показатели качества основной и побочной продукции культур.

2) Выявить влияние удобрений на использование культурами элементов питания из удобрений и почвы.

3) Определить вынос элементов питания изучаемыми культурами 1т урожая с учётом основной и побочной, а также оплату удобрений прибавкой урожая.

4) Изучить влияние доз вносимых удобрений на агрохимические показатели почвы;

5) Определить величины затрат фосфорных и калийных удобрений на увеличение обеспеченности почвы элементами питания на 10 мг/кг почвы и размеры выноса фосфора и калия, снижающие их содержание в почве на 10 мг/кг;

6) Рассчитать экономическую эффективность испытанных доз удобрений.

Научная новизна. В работе исследованы влияние различных уровней применения удобрений на урожай полевых культур, качество сельскохозяйственной продукции и динамика изменения агрохимических свойств почвы. Изучена сравнительная эффективность эквивалентных по элементам минеральной и органо-минеральной систем удобрения в севообороте. При этом произведена экономическая оценка применения доз и форм удобрений. Уточнены затраты элементов питания на создание единицы продукции, балансовые коэффициенты использования питательных элементов из удобрений и почвы. Уточнены нормы расхода питательных элементов удобрений, внесенных сверх выноса, для увеличения содержания подвижных форм фосфора и калия на 10 мг/кг почвы.

Практическая значимость работы заключается в том, что разработанная научно-обоснованная система удобрения в севообороте на средне-окультуренной дерново-подзолистой почве позволяет получать в северной части Нечерноземной зоны среднегодовые урожаи, т/га: озимой ржи - 3,6, ячменя - 3,8, картофеля - 28 и викоовсяной смеси (зеленая масса) 29 при одновременном росте почвенного плодородия.

Достижение среднегодовой продуктивности полевого севооборота в пределах 4,1 т/га к.ед. в условиях Вологодской области позволяет решать проблему продовольственной безопасности этого региона.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на Ежегодном смотре-сессии аспирантов и молодых ученых по отраслям наук, г. Вологда, 2008г, 2009г, 2010г. На научно-практической конференции "Научное обеспечение - сельскохозяйственному производству", посвященной 99- летию ВГМХА им. Н.В. Верещагина, Вологда - Молочное, 2010г., научно-практической конференции "Аграрная наука сельскому хозяйству", посвященной 100-летию ВГМХА им. Н.В. Верещагина (Вологда - Молочное). На конференции, посвященной дню науки на факультете агрономии и лесного хозяйства, 2011г., научно-практической конференции "Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования" СПГАУ, Санкт - Петербург, 2011г. и опубликованы в 11 статьях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 разделов обзора литературы и 8 разделов экспериментальной части, выводов, предложений производству, списка литературы (более 250 наименований, в т.ч. 43 иностранных) и приложений (28 таблиц и 1 акт внедрения).

Основной текст изложен на 108 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц и 7 рисунков.

Условия и методы исследований. Для решения поставленных задач нами в 2007 - 2010г.г. (5 ротация севооборота) были проведены исследования в полевом стационарном опыте на опытном поле ВГМХА им. Верещагина. Почва опытного участка дерново-подзолистая, среднесуглинистая. Пахотный слой почвы перед 5-й ротацией севооборота (через 16 лет исследований) характеризовался на контроле среднекислой реакцией среды (рНKCl 4,9), содержанием подвижного фосфора и обменного калия соответственно 152 и 72 мг/кг почвы, содержанием гумуса - 2,64%.

Опыт ведется в 4 - польном севообороте: викоовсяная смесь (вика - Льговская 22 и овес - Боррус), озимая рожь - Волхова; картофель - Елизавета; ячмень - Выбор, развёрнутом в пространстве и во времени.

Схема опыта в ротации севооборота представляет собой: вариант без удобрений (1), вариант с применением припосевного и припосадочного удобрений культур (2), два варианта исследуемых минеральных систем удобрения, различающихся Кб использования азота (3,4) и вариант органо-минеральной системы (5), эквивалентным по элементам 3 варианту, причем компост вносили в указанной дозе под картофель (табл.1.). Системы удобрения рассчитаны с помощью плановых Кб использования питательных элементов для получения следующих урожайностей: озимой ржи - 3,5, картофеля - 25, ячменя - 3,5, викоовсяной смеси - 25 т/га. По всем вариантам опыта запланирован отрицательный баланс по калию (Кб - 150 %) и нулевой баланс по фосфору (Кб - 100 %).

По азоту в 3 и 5 вариантах систем запланирован отрицательный баланс, а в 4 варианте - положительный баланс.

При расчете доз удобрений использованы нормативы по выносу элементов питания 1т основной продукцией с учетом побочной по результатам предыдущих лет исследований.

Фосфорно-калийные и органические удобрения вносили под зяблевую вспашку в виде двойного суперфосфата и калийной соли, причем компост в дозе 40 т/га вносили под картофель.

Азотные удобрения, в основном в виде аммиачной селитры, вносили под предпосевную культивацию. На делянках с озимой рожью под предпосевную культивацию вносили 1/3 годовой дозы азота, остальные 2/3 дозы азота - в подкормку (в фазе кущения на 3 и 5 вариантах и в фазу кущения и колошения на 4 варианте). При посеве вносили под озимую рожь, викоовсяную смесь и ячмень сложное азотно-фосфорно-калийное удобрение, под картофель - нитроаммофос (на 2 варианте только при посеве). Зерновые сеяли сеялкой СЗУ-3,6, картофель сажали сажалкой СН-4Б-1.

Технология возделывания культур в опыте была общепринятой для Северо-Западной зоны.

Повторность опыта - четырехкратная. Расположение делянок -систематическое. Площадь опытной делянки 140м 2, учетной - не менее 24 м 2. Учет урожайности всех культур осуществлялся сплошным методом. Вико - овсяную смесь убирали самоходной косилкой Е - 282, зерновые культуры - прямым комбайнированием "Сампо", картофель - картофелекопалкой с последующим ручным подбором клубней.

Соотношение между товарной и нетоварной частями урожая устанавливали по пробным снопам. Образцы картофеля составлялись из 10 кустов на каждой делянке. Урожаи приведены к стандартной влажности: зерно - 14%, солома - 16%, вико-овсяная смесь на зеленую массу -75%, клубни и ботва картофеля - 80%.

При анализах товарной и нетоварной частей урожаев после мокрого озоления по К. Гинзбург и др. (Петербургский, 1968г.) определяли: азот по Кьельдалю, фосфор - на фотоколориметре, калий - на пламенном фотометре.

В начале и конце ротации севооборота для определения агрохимических показателей почвы с каждого поля отбирали образцы и в них определяли агрохимические показатели общепринятыми методами.

Погодные условия в 2007, 2008, 2009 гг. в период вегетации растений, в основном, соответствовали средним многолетним значениям. Что касается погодных условий 2010г., то лето было сухим и жарким (ГТК = 0,8), поэтому из-за дефицита влаги и аномальной жары не был получен плановый уровень урожайности изучаемых культур. Математическая обработка материалов исследований проведена методом однофакторного дисперсионного анализа при помощи ЭВМ и по Б.А. Доспехову (1985г.). Полученные в исследованиях фактические данные были приведены в соответствии с учетом НСР 05.

Результаты исследований

Влияние различных доз удобрений на урожайность культур в севообороте

Применение удобрений в годы исследований способствовало повышению урожайности викоовсяной смеси (табл. 2.).

Таблица 2. - Урожайность зеленой массы викоовсяной смеси при применении различных доз удобрений в 2007 - 2010гг., т/га

№ п./п.	Вариант	2007г.	2008г.	2009г.	2010г.	Средняя
1	Без удобрений (контроль)	20,3	32,2	21,2	7,0	20,2
2	N12Р 16К 16	21,0	38,2	22,9	8,2	22,6
3	N75Р 35К 85	31,2	44,8	26,4	10,0	28,1
4	N110Р 35К 85	33,2	48,0	30,2	10,1	30,4
5	N50Р 20К 65 + последействие 40 т/га торфонавозного компоста	30,0	45,6	27,8	10,4	28,4
НСР 05	6,0	4,2	3,1	0,9

Минимальная доза удобрений обеспечила существенную прибавку урожайности зелёной массы викоовсяной смеси в 2008 и 2010гг. В среднем за ротацию севооборота прибавка на этом варианте составила 1,8 т/га зелёной массы.

Во все годы исследований, и в среднем за ротацию севооборота испытывавшиеся расчётные системы удобрения не различались по влиянию на урожайность зеленой массы викоовсяной смеси. В среднем за ротацию севооборота испытывавшиеся расчётные системы удобрения обеспечили урожайность зелёной массы викоовсяной смеси 28,9 т/га, что превысило плановый уровень на 3,9т/га.

В 2007-2009гг., даже в 2010г., несмотря на сухую и жаркую погоду в июле - августе, озимая рожь обеспечила довольно высокий уровень урожайности (табл. 3.).

Расчётные дозы удобрений (3 - 5 вар.) в среднем за 4 года обеспечили получение планового уровня урожайности зерна озимой ржи на 100 - 112% (табл. 3.).

Таблица 3. - Урожайность зерна озимой ржи при применении различных доз удобрений, в среднем за 2007 - 2010гг., т/га

№ п./п.	Варианты	2007г.	2008г.	2009г.	2010г.	Средняя
1	Контроль (без удобрений)	2,44	2,28	1,93	1,69	2,08
2	N12P16K16	2,98	2,74	2,26	1,89	2,47
3	N90P40K65	3,88	3,46	3,29	2,87	3,38
4	N130P40K65	4,62	4,12	3,61	3,35	3,92
5	N80P35K65+4-й год действия 40 т/га т. - н. компоста	4,22	3,52	3,34	2,84	3,48
НСР 05	0,44	0,61	0,57	0,31

В 2008, 2009, 2010гг. исследований и в среднем за четыре года минимальная доза удобрений не влияла на урожайность зерна озимой ржи. Припосевное удобрение озимой ржи (2 вар.) обеспечило в среднем за ротацию прибавку урожайности зерна в 0,13 т/га. Минеральная и органоминеральная системы удобрения, эквивалентные по элементам ежегодно были равноценны и в среднем за 4 года обеспечили плановую урожайность озимой ржи (3,5 т/га). Максимальная урожайность озимой ржи получена в 2008 и 2010гг. в четвёртом варианте и поэтому в среднем за 4 года она только на 12% превышала плановую.

В 2010г. была получена низкая урожайность клубней картофеля на всех вариантах, что явилось следствием неблагоприятных климатических условий (табл. 4.). За все годы исследований применение удобрений существенно повышало урожайность клубней картофеля (кроме припосадочного удобрения в 2010г.).

В 2007 - 2010гг. применение расчетных доз удобрений (3-5 вар.) обеспечило существенную прибавку урожая клубней картофеля по сравнению с только припосадочным удобрением картофеля, которая составила в среднем за 4 года исследований 5,2 - 6,6 т/га.

Таблица 4. - Урожайность клубней картофеля при применении различных доз удобрений за 2007 - 2010гг., т/га

№ п./п.	Вариант	2007г.	2008г.	2009г.	2010г.	Средняя
1	Контроль (без удобрений)	23,9	21,3	18,4	9,0	18,2
2	N20Р 20	28,2	25,2	22,6	10,2	21,6
3	N125Р 50 K150	31,5	29,3	30,2	14,0	26,2
4	N190 Р 50 K150	34,4	30,4	31,6	14,6	27,8
5	N70Р 15К 30+ 40 т/га т. - н. компоста	34,8	32,1	29,4	15,7	28,0
НСР 05	1,30	1,12	2,03	3,23

Расчётные системы удобрения не различались на картофеле в двух из четырёх исследуемых лет.

В 2008г. применение удобрений существенно повышало урожайность зерна ячменя, а в 2007, 2009, 2010гг. - только расчетные дозы удобрения. В 2007, 2009, 2010гг. расчетные системы удобрения не различались по влиянию на урожайность зерна ячменя (табл.5.).

В трёх из четырёх исследуемых лет минимальная доза удобрения ячменя не обеспечила существенной прибавки урожая зерна (2007, 2009, 2010гг.). В трёх из четырёх исследуемых лет урожайность зерна ячменя была одинаковой на расчётных системах удобрения (2007, 2009, 2010гг.).

В среднем за ротацию севооборота ячмень обеспечил одинаковую урожайность зерна при применении эквивалентных по дозам минеральной и органо - минеральной систем удобрения (3 и 5 вар.). Наибольшая урожайность в 3,55 т/га была получена при применении системы удобрения, рассчитанной на положительный баланс по азоту (4 вар.).

Таблица 5. - Урожайность зерна ячменя при применении различных доз удобрений за 2007 - 2010гг., т/га

№ п./п.	Вариант	2007г.	2008г.	2009г.	2010г.	Средняя
1	Контроль (без удобрений)	2,58	2,02	1,76	0,95	1,83
2	N12Р 16К 16	2,84	2,58	2,13	1,08	2,16
3	N80Р 40К 60	4,66	3,54	3,60	1,26	3,26
4	N120Р 40К 60	5,02	4,46	3,83	1,27	3,64
5	N30Р 10К 20 + последействие 40т/га т.-н. компоста	4,48	3,60	3,74	1,35	3,29
НСР 05	0,63	0,37	0,72	0,22

В среднем за годы исследований урожайность соломы озимой ржи при применении удобрений увеличилась на 0,17, 2,15, 2,90 т/га с возрастанием доз вносимых удобрений по сравнению с контролем (с учётом НСР 05). При этом минеральная и органоминеральная системы удобрения, эквивалентные по элементам, обеспечили равную урожайность соломы в 5,53 т/га (табл. 6.).

Таблица 6. - Влияние удобрений на урожайность побочной продукции культур в севообороте, в среднем за ротацию, т/га

Вариант	Викоовсяная смесь	Озимая рожь	Картофель	Ячмень
1	20,5/10,5*	3,38	6,6	2,21
2	22,3/11,6	3,55	7,2	2,21
3	28,9/15,9	5,53	8,8	3,40
4	28,9/15,9	6,28	8,8	3,40
5	28,9/15,9	5,53	9,6	3,40

Примечание. *В знаменателе указана доля овса в урожае смеси

Урожайность ботвы картофеля при применении различных доз удобрений в 2007 - 2010гг. была ниже урожайности клубней картофеля в 2,8 - 3,2 раза. При применении удобрений урожайность побочной продукции картофеля возрастала на 0,7 - 2,9 т/га. В 2007,2008 гг. варианты минеральных систем удобрения не различались по влиянию на урожайность ботвы картофеля (3, 4 вар.). В 2009, 2010гг. расчётные системы удобрения не различались по влиянию на урожайность ботвы картофеля (табл.6).

Урожайность соломы незначительно превысила урожайность зерна ячменя в годы исследований, значительно колебалась по годам исследований, повышалась при применении расчётных систем удобрения (табл. 6.).

Таким образом, на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве в условиях северной части Нечерноземной зоны применение минимальных доз и расчетных систем удобрения обеспечило в среднем за 4 года получение 2,34 -3,78 т/га зерна озимой ржи, 2,06 - 3,55 т/га зерна ячменя, 21,4 - 28,0т/га клубней картофеля и 22,3 - 28,9 т/га зелёной массы викоовсяной смеси.

Зависимость качества сельскохозяйственной продукции от различных доз удобрений

Продуктивность севооборота при применении удобрений достигла 2.85 -4.12 т к.ед./га в год (табл.7).

Выход основной продукции сильно зависел от изучаемой культуры и мало менялся в зависимости от изучаемых доз удобрений. В среднем за ротацию севооборота выход основной продукции культур составил 84 - 85% (табл.7).

Применение расчетных систем удобрения (3 - 5 вар.) в среднем за 4 года обеспечило 115% планового уровня урожайности викоовсяной смеси, 100 - 108% - зерна озимой ржи, 107 - 111% - клубней картофеля, 95 - 101% - зерна ячменя, 103-108% - продуктивность севооборота.

Таблица 7. - Влияние удобрений на продуктивность культур в среднем за ротацию севооборота и выход основной продукции

Вариант	Викоовсяная смесь	Озимая рожь	Картофель	Ячмень	Среднее значение
Продуктивность к. ед., т/га
1	1,05	2,53	4,58	2,08	2,56
2	1,12	2,66	5,35	2,27	2,85
3	1,44	4,06	6,65	3,57	3,93
4	1,44	4,44	6,85	3,76	4,12
5	1,44	4,06	7,00	3,57	4,02
Выход основной продукции, %
1	100	75	85	78	84
2	100	75	86	80	85
3	100	75	86	80	85
4	100	74	86	81	85
5	100	75	85	80	85

В среднем за ротацию севооборота расчётные системы удобрений увеличили содержание "сырого" протеина в зелёной массе викоовсяной смеси на 1,5%, в зерне озимой ржи - на 1,5 - 2,0%, в зерне ячменя - на 0,8% по сравнению с контролем; фактически не различались по сбору "сырого" протеина и увеличили сбор его с урожаем зелёной массы викоовсяной смеси на 0,32 т/га, озимой ржи - в 1,8 - 2,1 раза, ячменя - на 0,17 - 0,20т/га по сравнению с контролем.

Удобрения мало влияли на число падения, наблюдалась лишь тенденция его уменьшения с увеличением доз азотного удобрения. При применении удобрений наблюдалась лишь тенденция уменьшения натуры зерна ячменя и озимой ржи.

В среднем за четыре года исследований внесение минимальной дозы удобрений повышало содержание крахмала в клубнях картофеля на 0,5 %, а при внесении расчётных доз удобрений содержание крахмала снижалось на 0,9% по сравнению с контролем.

При применении расчетных систем удобрения и содержание нитратов в клубнях картофеля соответствовало 405 - 792 мг/кг абсолютно сухого вещества. Наибольшее содержание нитратов наблюдалось при максимальной дозе азотного удобрения. Содержание нитратов в клубнях картофеля во всех вариантах за все годы исследований не превышало предельно допустимой концентрации (ПДК 1250 мг/кг).

Вынос элементов питания единицей урожая культур при применении удобрений

Под действием изучавшихся доз удобрений вынос азота и калия 1т зелёной массы викоовсяной смеси повышался соответственно на 0,4 и 0,3 - 0,8кг, а фосфора не изменялся (табл.8).

Таблица 8. - Вынос элементов питания 1т зелёной массы викоовсяной смеси при применении различных доз удобрений, кг

Вариант	Азот	Фосфор	Калий
Контроль (без удобрений)	3,8	1,4	3,7
N12P16K16	3,8	1,4	4,0
N75Р 35К 85	4,2	1,4	4,4
N110Р 35К 85	4,2	1,4	4,5
N50Р 20К 65 + последействие 40 т/га т. - н. компоста	4,2	1,4	4,4

Вынос элементов питания 1т зерна озимой ржи с соответствующим количеством соломы при применении удобрений значительно повышался по азоту - на 4 - 10кг и калию - на 4 - 5кг, и слабо - по фосфору (табл.9).

Таблица 9. - Вынос элементов питания 1т зерна озимой ржи с учётом соломы при применении различных доз удобрений, кг

Вариант	Азот	Фосфор	Калий
Контроль (без удобрений)	25	10	19
N12P16K16	25	10	20
N90P40K65	31	11	23
N130P40K65	32	11	23
N80P35K65+4год действия 40т/га торфо-навозного компоста	31	11	23

В среднем за 2007-2010г.г. наибольший вынос азота 1т зерна озимой ржи оказался при применении максимальной дозы азота (4 вар.). Расчётные системы удобрения не различались по затратам фосфора и калия. Фактические затраты превысили плановые по азоту на 2кг, по фосфору были ниже плановых - на 1кг и по калию - на 5кг.

Вынос элементов питания 1т клубней картофеля при соответствующем количестве ботвы при применении расчётных систем удобрения возрастал по азоту на 0,9 - 1,2кг, калию - на 0,9 - 1,1кг и не изменялся по фосфору (табл. 10.).

Таблица 10. - Вынос элементов питания 1т клубней картофеля с учётом ботвы при применении различных доз удобрений, кг

Вариант	Азот	Фосфор	Калий
Контроль (без удобрений)	5,0	2,2	7,8
N20Р 20	5,0	2,2	7,9
N125Р 50 K150	5,9	2,2	8,8
N190 Р 50 K150	6,2	2,2	8,7
N70Р 15К 30+ 40 т/га т. - н. компоста	6,1	2,2	8,9

В среднем за ротацию севооборота фактические затраты азота, фосфора и калия на создание 1т клубней картофеля с соответствующим количеством ботвы отличались от плановых незначительно, соответственно на 0,1 - 0,2кг, 0,2 и 0,1 - 0,3кг.

В среднем за годы исследований удобрения повышали вынос азота 1т зерна ячменя с учётом побочной на 5 - 7кг, незначительно - затраты фосфора и калия (табл. 11).

Таблица 11. - Вынос элементов питания 1т зерна ячменя с учётом соломы при применении различных доз удобрений, кг

Вариант	Азот	Фосфор	Калий
Контроль (без удобрений)	26	8	20
N12Р 16К 16	26	8	20
N80Р 40К 60	29	8	21
N120Р 40К 60	29	7	20
N30Р 10К 20 + последействие 40т/га торфо - навозного компоста	28	8	21

В среднем за все годы исследований максимальное количество азота на ячмене расходовалось при применении расчётных систем удобрений, при этом значения превысили плановый уровень на 1 - 2кг.

Хозяйственный вынос элементов питания, балансовые коэффициенты их использования, оплата удобрений при применении различных доз удобрений

Вынос элементов питания с урожаем культур возрастал при применении удобрений. В среднем за ротацию севооборота вынос фосфора с урожаем при применении расчётных систем удобрения не различался. Вынос азота и калия незначительно возрастали при применении максимальной дозы азота, рассчитанной на положительный баланс по азоту (4 вар.) (табл.12).

Таблица 12. - Вынос элементов питания при применении различных доз удобрений в среднем за 2007-2010гг., кг/га

Варианты	Азот	Фосфор	Калий
1	56	27	76
2	77	30	87
3	120	41	130
4	129	42	132
5	123	41	131

Расчётные системы удобрений увеличивали вынос азота в 2,1 - 2,3 раза, фосфора - в 1,5 раза и калия в 1,7 - 1,8 раз.

Применение удобрений обеспечило высокую оплату 1кг д.в. их прибавками урожая всех изучаемых культур, причём при применении минимальных доз удобрений оплата была самой высокой. Расчётные системы удобрения культур обеспечили оплату 1кг д.в. удобрений прибавкой в 33,5 - 39,4кг зелёной массы викоовсяной смеси, 6,56 - 6,64кг зерна озимой ржи, 24,4 - 29,2кг клубней картофеля и 7,6 -8,0кг зерна ячменя.

В среднем за ротацию севооборота фактические балансовые коэффициенты (Кб) оказались выше плановых по азоту на 11 - 14%. Почти полностью соответствовали плановым по фосфору, по калию были ниже плановых на 6 - 14% (рис.1).

Рис.1. Фактические балансовые коэффициенты использования элементов питания удобрений и почвы

Влияние удобрений на агрохимические показатели почвы и нормативы затрат фосфора и калия

Под действием удобрений в пахотном слое почвы (0-20см) через 4 года не изменялась обменная, а гидролитическая кислотность иногда увеличивалась. Органо-минеральная система удобрения обусловила снижение гидролитической кислотности (табл.13).

В конце ротации в слое 0-20см было отмечено незначительное - на 0,08% снижение содержания гумуса как на варианте без удобрений, так и при применении минимальных и полных расчётных минеральных систем удобрения. При совместном применении минеральных и органических удобрений наблюдается увеличение содержания гумуса на 0,11%, т.е. ежегодный его прирост составляет примерно 0,03%.

В неудобряемой почве (контроль) содержание подвижного фосфора снижалось и в пахотном, и в подпахотном горизонтах соответственно на 20 и 21мг/кг почвы. Применение минимальных доз удобрений вызвало снижение содержания подвижного фосфора в пахотном на 14 мг/кг почвы, а в подпахотном горизонте наблюдалось незначительное его увеличение - на 7 мг/кг. При расчётных системах удобрения наблюдалось незначительное увеличение этого элемента как в пахотном, так и в подпахотном горизонтах соответственно на 12 и 17 мг/кг почвы.

Таблица 13.- Агрохимические показатели дерново-подзолистой почвы при применении различных доз удобрений под культуры севооборота по приведённым с учётом HCP05 данным

Горизонты	Глубина, см, вариант	рНkcl	Гумус, %	Нг, мг - экв / 100г почвы	S, мг - экв / 100г почвы	Подвижный Р 2О 5, мг/кг	Обменный К 2О, мг/кг
2006г., конец 4-й ротации севооборота
Аn	0-20
	0*	5,1	3,28	2,3	8,9	266	114
	1	4,9	2,64	3,6	6,8	152	72
	2	4,9	2,64	3,6	6,8	232	96
	3 -4	4,9	2,64	3,6	6,8	232	96
	5	5,3	2,64	2,7	11,0	232	96
HCP05	0,2	-	0,42	1,7	19	16
2010г., конец 5-й ротации севооборота
Аn	0-20
	1	4,9	2,56	3,6	6,6	132	55
	2	4,9	2,56	3,6	6,6	218	76
	3 - 4	4,9	2,56	4,0	6,6	244	140
	5	5,1	2,75	3,0	11,0	244	140
HCP05	0,1	0,17	0,29	1,0	14	13

Примечание. 0* - данные перед закладкой опыта, 1990 год

Возделывание культур севооборота без удобрений и при применении минимальных доз калийных удобрений привело к снижению содержания обменного калия в пахотном слое на 17 мг/кг почвы. При этом в подпахотном слое почвы наблюдалась лишь тенденция увеличения содержания элемента. При применении расчётных систем удобрения увеличивалось содержание обменного калия на 44 мг/кг почвы.

На неудобряемой почве содержание подвижных фосфатов в почве значительно уменьшилось, при этом для снижения его содержания на 10 мг/кг почвы за ротацию севооборота с урожаями культур было вынесено 54 кг/га д.в. этого элемента дополнительно. При внесении под культуры минимальных доз удобрений уменьшились величина выноса фосфора растениями сверх внесённого количества и скорость уменьшения содержания подвижных фосфатов в почве соответственно в 2 раза и на 1,5 мг/кг/год. Содержание подвижного фосфора при применении расчётных систем удобрения, рассчитанных на нулевой баланс, несколько увеличилось, хотя фосфатов, внесённых сверх выноса, не наблюдалось (табл.14).

Без внесения калийных удобрений и при внесении его минимальных доз скорость падения содержания обменного калия составила 4,3 мг/кг в год, а норма расхода для его снижения на 10 мг/кг почвы соответствовала 178 кг/га д.в. При систематическом применении расчётных доз удобрений увеличилось содержание обменного калия в 0 - 20см пахотного слоя на 44 мг/кг. Затраты К 2О для увеличения его содержания на 10 мг/кг почвы составили 37 кг/га д.в., а скорость изменения обменного калия соответствовало 11 мг/кг в год.

Таблица 14.- Расход удобрений на увеличение и их вынос, снижающий содержание Р 2О 5 и К 2О в почве на 10 мг/кг в слое 0-20см при применении расчетных доз удобрений за ротацию севооборота (2007 - 2010гг.)

Вариант	Внесено за ротацию, кг/га д.в.	Внесено сверх выноса (+) или вынесено сверх внесенного (-), кг/га д.в.	Увеличение (+) или уменьшение (-) содержания питательных веществ, мг/кг почвы	Скорость изменения Р 2О 5 и К 2О в почве, мг/кг/год	Затраты Р 2О 5 и К 2О на изменение их содержания на 10 мг/кг почвы, кг/га д.в.
Р 2О 5
1	0	-108	-20	-5,0	54*
2	68	- 50	-14	-3,5	36*
3	165	- 1	+12	+3,0
4	165	-1	+12	+3,0
5	165	-1	+12	+3,0
К 2О
1	0	-302	-17	-4,3	178*
2	48	-300	-17	-4,3	176*
3	360	+164	+44	+11,0	37
4	360	+164	+44	+11,0	37
5	360	+164	+44	+11,0	37

Примечание:

* - количество фосфора или калия, дополнительно вынесенных из почвы, для уменьшения содержания их на 10 мг/кг почвы.

Экономическая эффективность применения расчётных доз удобрений

Расчётные системы удобрения обеспечили рентабельность производства зелёной массы викоовсяной смеси в 136% - 179%, при применении органоминеральной системы удобрения рентабельность повысилась на 43% по сравнению с эквивалентной по элементам минеральной системой.

Наиболее экономически эффективной при производстве зерна озимой ржи и клубней картофеля является минеральная система удобрений с максимальной дозой азота 130кг д.в./га, при применении которой рентабельность на озимой ржи составила 110%, на картофеле - 77%.

Применение органоминеральной системы удобрения на ячмене снизило производственные затраты до 11,4 тыс. руб./га, себестоимость - на 75,6 руб./ц, прибыль от реализации - 74,4 руб./ц, и повысило рентабельность на 59% по сравнению с контролем. Применение других доз удобрений также обеспечивает высокий уровень рентабельности производства зерна ячменя в 116 - 108%.

Выводы

1. На дерново-подзолистой среднесуглинистой почве в условиях северной части Нечерноземной зоны применение минимальных доз и расчетных систем удобрения обеспечило в среднем за ротацию севооборота (4 года) получение 2,34 -3,78 т/га зерна озимой ржи, 2,06 - 3,55 т/га зерна ячменя, 21,4 - 28,0т/га клубней картофеля и 22,3 - 28,9т/га зелёной массы викоовсяной смеси. Продуктивность севооборота при этом достигла 2,85 - 4,12 т к.ед./га в год.

2. Применение расчетных систем удобрения в среднем за 4 года обеспечило 115% планового уровня урожайности викоовсяной смеси, 100 - 108% - зерна озимой ржи, 107 - 111% - клубней картофеля, 95 - 101% - зерна ячменя и 108% - продуктивности севооборота. Выход основной продукции культур составил 84 - 85%.

3. В среднем за ротацию севооборота расчётные системы удобрений увеличили содержание "сырого" протеина в зелёной массе викоовсяной смеси на 1,5%, в зерне озимой ржи - на 1,5 - 2,0%, в зерне ячменя - на 0,8% по сравнению с контролем.

В среднем за четыре года исследований внесение минимальной дозы удобрений повышало содержание крахмала в клубнях картофеля на 0,5 %.

При применении расчетных систем удобрения содержание нитратов в клубнях картофеля составляло 405 - 792 мг/кг абсолютно сухого вещества.

4. Под действием изучавшихся расчётных доз удобрений вынос азота и калия 1т основной продукции с учётом побочной викоовсяной смеси повышался соответственно на 0,4 и 0,8кг, озимой ржи - на 4 - 10 и 4 - 5кг, картофеля - на 0,9 - 1,2кг и 0,9 - 1,1кг, а фосфора не изменялся. В среднем за годы исследований удобрения повышали вынос азота 1т зерна ячменя с учётом соломы на 5 - 7кг.

5. Расчётные системы удобрений увеличивали хозяйственный вынос культурами азота в 2,1 - 2,3 раза, фосфора - в 1,5 раза и калия в 1,7 - 1,8 раз.

В среднем за ротацию севооборота фактические балансовые коэффициенты (Кб) оказались выше плановых на 11 - 14% по азоту. Практически соответствовали плановым по фосфору. По калию были ниже плановых на 6 - 14%.

6. Применение удобрений обеспечило высокую оплату 1кг д.в. прибавками урожая всех изучаемых культур, причём при применении минимальных доз удобрений оплата была самой высокой. Расчётные системы удобрения культур обеспечили оплату 1кг д.в. удобрений прибавкой в 33,5 - 39,4кг зелёной массы викоовсяной смеси, 6,56 - 6,64кг зерна озимой ржи, 24,4 - 29,2кг клубней картофеля и 7,6 -8,0кг зерна ячменя.

7. Под действием удобрений в пахотном слое почвы (0-20см) через 4 года не изменялась обменная, а гидролитическая кислотность иногда увеличивалась. Органоминеральная система удобрения обусловила снижение гидролитической кислотности.

В конце ротации в слое 0-20см было отмечено незначительное - на 0,08% снижение содержания гумуса как на варианте без удобрений, так и при применении минимальных и полных расчётных минеральных систем удобрения. При совместном применении минеральных и органических удобрений наблюдалось увеличение содержания гумуса на 0,11%, т.е. ежегодный его прирост составляет примерно 0,03%.

В неудобряемой почве (контроль) содержание подвижного фосфора снижалось и в пахотном, и в подпахотном горизонтах соответственно на 20 и 21мг/кг почвы. При расчётных системах удобрения наблюдалось незначительное увеличение этого элемента как в пахотном, так и в подпахотном горизонтах соответственно на 12 и 17 мг/кг почвы.

Возделывание культур севооборота без удобрений и при применении минимальных доз калийных удобрений привело к снижению содержания обменного калия в пахотном слое на 17 мг/кг почвы. При применении расчётных систем удобрения увеличивалось содержание обменного калия на 44 мг/кг почвы.

8. На неудобряемой почве содержание подвижных фосфатов в почве значительно уменьшилось, при этом для снижения его содержания на 10 мг/кг почвы в ротации севооборота с урожаями культур было вынесено 54 кг/га д.в. этого элемента дополнительно. При внесении под культуры минимальных доз удобрений уменьшились вынос фосфора растениями сверх внесённого количества и скорость уменьшения содержания подвижных фосфатов в почве соответственно в 2 раза и на 1,5 мг/кг/год.

Без внесения калийных удобрений и при внесении его минимальных доз скорость падения содержания обменного калия составила 4,3 мг/кг в год, а норма расхода для его снижения на 10 мг/кг почвы соответствовала 178 кг/га д.в. При систематическом применении расчётных доз удобрений увеличилось содержание обменного калия в 0 - 20см пахотного слоя на 44 мг/кг. Затраты К 2О для увеличения его содержания на 10 мг/кг почвы составили 37 кг/га д.в., а скорость изменения обменного калия соответствовало 11 мг/кг в год.

9. Наиболее экономически выгодно производить викоовсяную смесь на зелёную массу без удобрений. Расчётные системы удобрения обеспечили рентабельность производства в 136% - 179%, причём при применении органоминеральной системы удобрения рентабельность повысилась на 43% по сравнению с эквивалентной минеральной системой.

Экономически наиболее эффективной при производстве зерна озимой ржи и клубней картофеля оказалась минеральная система удобрений с максимальной дозой азота, при применении которой рентабельность производства озимой ржи составила 110%, картофеля - 77%.

Применение удобрений на ячмене обеспечивало высокий уровень рентабельности производства зерна ячменя в 165 - 108%.

Предложения производству

При определении доз и разработке систем удобрения в севооборотах для получения плановых урожаев сельскохозяйственных культур на дерново-подзолистых почвах Северо-Западной части Нечерноземной зоны следует использовать дифференцированные (в зависимости от эффективного плодородия почвы) балансовые коэффициенты использования удобрений.

Балансовые коэффициенты использования удобрений в севообороте на среднесуглинистой дерново-подзолистой почве в зависимости от обеспеченности удобрениями и желаемого изменения обеспеченности почвы элементами можно принимать равными: по азоту - 100 -120%, по фосфору - 100% и по калию - 150%, не нарушая экологической обстановки.

Для улучшения показателей качества кормов необходимо применять в севообороте органоминеральную систему удобрения с насыщенностью компостом (навозом) 10 т/га.

Для прогнозов снижения обеспеченности пахотного слоя почвы подвижным фосфором на 10 мг/кг без удобрений можно использовать его затраты в 54 кг/га сверх выноса, а скорость падения подвижного фосфора - 5,0 мг/кг/год. При применении минимальных доз фосфорных удобрений можно использовать в расчётах дополнительные затраты 36кг д.в. Р 2О 5, скорость падения содержания подвижного фосфора - 3,5 мг/кг в год.

При систематическом применении калийных затраты К 2О сверх выноса для увеличения его содержания на 10 мг/кг почвы могут быть 37 кг/га д.в., а скорость изменения обменного калия - 11 мг/кг в год. Без внесения калийных удобрений и при внесении их минимальных доз скорость падения содержания обменного калия составляет 4,3 мг/кг в год, а норма расхода для его снижения на 10 мг/кг почвы - 178 кг/га д.в.

Список опубликованных работ

1. Куликова Е.И. Урожайность, содержание сырого протеина и затраты элементов питания на создание 10ц зерна ячменя с учетом соломы при применении различных доз удобрений // Материалы ежегодных смотров-сессий аспирантов и молодых ученых по отраслям наук: Сельскохозяйственные науки. - Вологда - Молочное: ИЦ ВГМХА - 2008, с.

2. Чухина О.В., Куликова Е.И. Влияние удобрений на урожайность и качество зерна озимой ржи. //Материалы Международной научной конференции ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова "Агрохимические технологии, приемы и способы увеличения объемов производства высококачественной сельскохозяйственной продукции". - 2008, с.107-110.

3. Куликова Е.И. Урожайность и качество вико-овсяной смеси в четырехпольном севообороте при применении расчетных доз удобрений //Материалы ежегодных смотров-сессий аспирантов и молодых ученых по отраслям наук: Сельскохозяйственные науки. - Вологда - Молочное: ИЦ ВГМХА - 2009,с.

4. Куликова Е.И. Влияние удобрений на качество озимой ржи. // Материалы ежегодных смотров-сессий аспирантов и молодых ученых по отраслям наук: Сельскохозяйственные науки. - Вологда- Молочное: ИЦ ВГМХА - 2010, с.

5. Куликова Е.И., Токарева Н.В., Усова К.А. Качество зеленой массы вико-овсяной смеси" // Современные аспекты молочного дела в России. Сб. докладов III Молочного форума и научно-практической конференции, посвященной 170-летию со дня рождения Николая Васильевича Верещагина. - Вологда - Молочное: ИЦ ВГМХА - 2010, с. 96-98.

6. Чухина О.В., Куликова Е.И., Усова К.А., Токарева Н.В. Эффективность применения удобрений при возделывании озимой ржи. //Сборник ВГМХА по итогам научно- практической конференции, посвященной 99-летию ВГМХА им. Н.В. Верещагина. - Вологда- Молочное: ИЦ ВГМХА - 2010, с.

7. Куликова Е.И., Чухина О.В. Продуктивность озимой ржи при применении минимальной и расчетных доз удобрений в условиях Вологодской области. // СПГАУ Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования. - С-П, 2011, с. 169-171.

8. Чухина О.В., Куликова Е.И. Агрономическая эффективность применения удобрений при производстве зерна озимой ржи в условиях Вологодской области. //Сборник трудов по результатам научно-практической конференции, посвященной 100-летию академии.- Вологда - Молочное: ИЦ ВГМХА. - 2011, с. 21-25.

9. Жуков Ю.П., Чухина О.В., Куликова Е.И., Усова К.А., Токарева Н.В. Эффективность применения удобрений под озимую рожь в условиях Вологодской области. //Плодородие. - 2011. - №6, с.7-9.

10. Чухина О.В., Куликова Е.И., Усова К.А., Токарева Н.В. Удобрения и качество зеленой массы викоовсяной смеси. //Кормопроизводство. -2011. - №8, с. 6-9.

11. Куликова Е.И. Действие удобрений на продуктивность зеленой массы вико-овсяной смеси для условий Вологодской области. // Материалы ежегодных смотров-сессий аспирантов и молодых ученых по отраслям наук: Сельскохозяйственные науки. - Вологда - Молочное: ИЦ ВГМХА. - 2011, с. 11-14.

Размещено на Allbest.ru

...