Эффективность применения удобрений в зерносвекловичном севообороте

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ В ЗЕРНОСВЕКЛОВИЧНОМ СЕВООБОРОТЕ

Тютюнов С.И.1, Никитин В. В.2, Соловиченко В. Д.3

1Доктор сельскохозяйственных наук, 2Доктор сельскохозяйственных наук, 3Доктор сельскохозяйственных наук, ФГБНУ “Белгородский научно-исследовательский институт сельского хозяйства”

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ В ЗЕРНОСВЕКЛОВИЧНОМ СЕВООБОРОТЕ

Аннотация

Представлены результаты двух ротаций стационарного опыта на черноземе типичном юго-западной части ЦЧЗ. В первой ротации максимальную продуктивность обеспечило внесение на гектар севооборотной площади N120P120K120, а во второй - N96P72K72. Продуктивность севооборота увеличивалась с повышением уровня удобренности в пределах 48-120 кг/га NPK. Наивысшие критерии энергетической и экономической эффективности были получены в первой ротации по сочетанию N72P72K48, а во второй - по N72P48K72.

Ключевые слова: севооборот, ротация, продуктивность, рентабельность, условно-чистый доход, энергетический коэффициент.

Tyutyunov S.I.1, Nikitin V. V.2, Solovichenko V. D.3

1PhD in Agriculture, 2PhD in Agriculture, 3PhD in Agriculture, FGBNU “The Belgorod research institute of agriculture”

EFFICIENCY OF USE OF FERTILIZERS IN THE CROP ROTATION

Abstract

Results of two rotation of stationary experience on the chernozem typical are presented to southwest part of TsChZ. In the first rotation the maximum efficiency was provided by introduction on hectare of sevooborotny Square N120P120K120, and in the second - N96P72K72. a crop rotation I increased with increase of level of an udobrennost within 48-120 kg/hectare of NPK. The highest criteria of power and economic efficiency were received in the first rotation on N72P72K48 combination, and in the second - on N72P48K72.

Keywords: crop rotation, rotation, efficiency, profitability, conditional net income, power coefficient.

Удобрения увеличивают урожай культур севооборота и повышают его продуктивность во всех почвенно-климатических зонах [1]. Долевое участие минеральных удобрений в формировании урожая для лесостепной зоны составляет 26%, а азотных от состава полного удобрения - 41%, в степной зоне Украины - 17 и 31% соответственно [2].

В опытах УкрНИИ растениеводства, селекции и генетики на черноземе мощном наибольшую продуктивность семипольного зерносвекловичного севооборота обеспечило внесение 20 т/га навоза и N180Р270К220 с минеральными удобрениями - 130,6 ц/га зерновых единиц в первой ротации и 172,6 во второй; увеличение доз навоза и минеральных удобрений было неэффективным [3]

На черноземах типичных Курской области в пятипольном зерно-свекловичном севообороте при внесении за ротацию 20 т/га навоза и N200Р250К150 возрастал выход продукции за ротацию на 24-30%. При такой системе удобрения баланс азота и гумуса а также калия пыл отрицательным, но урожаи от ротации к ротации не снижались, а увеличивались, что авторы объясняют повышением культуры земледелия и мобилизацией питательных веществ почвы [4].

На черноземе обыкновенном вносили 30 т/га навоза и в среднем за севооборот М84Р84К42 с минеральными удобрениями. Продуктивность севооборота составила на удобренном варианте 172,4 ц/га, на контроле - 92,4. В засушливые годы усиливается действие фосфорно-калийных удобрений, во влажные - азотных [5].

На малогумусном черноземе Ставрополья в шестипольном севообороте со средней обеспеченностью подвижным азотом, низкой - фосфором и повышенной - калием вносили минеральные удобрения в дозах 30-180 кг/га д.в. каждого элемента. Для данных почв в первом минимуме был фосфор. Максимальная продуктивность севооборота была при внесении (NРК)120на гектар севооборотной площади 209,8 ц/га кормовых единице [6].

На черноземе оподзоленном Хмельницкой области в десятипольном зерно-свекловичном севообороте при внесении 60 т навоза и N500Р440К520 за ротацию севооборота сбор валовой продукций по сравнению с контролем увеличился на 401 и составил 84,0 ц/га кормовых единиц с гектара в год. При этом баланс азота и калия был дефицитный, а фосфора - положительный [7].

На черноземе обыкновенном Степи Украины в девятипольном севообороте первостепенное значение для повышения продуктивности имели азот и фосфор. Долевое участие азота в формировании урожая - 41%, фосфора - 57%,калия - 2%.Суммарная прибавка от внесения навоза и минеральных удобрений составила 46,5 ц/га кормовых единиц [8].

На мощных малогумусных черноземах центральной Лесостепи Украины с высоким содержанием фосфора и низким - калия максимальная продуктивность севооборота была при внесении 6 т/га навоза и 90-120 кг/га NРК. При дальнейшем увеличении степени удобренности урожай не изменялся, увеличивалось содержание белка в зерне озимой пшеницы, клейковины, но снизилась сахаристость сахарной свеклы [9].

На черноземе выщелоченном Мордовской опытной станции от внесения в среднем за год N45Р56К39 на фоне навоза прибавка урожая в первой ротации составила около 6 ц/га, во второй - 8-9 кормовых единиц с гектара. Установлена преимущественная роль азота. Для второй ротации характерно, что парные и тройные комбинации одинаково влияют на урожай [10]

На черноземе выщелоченном Молдавии в севообороте, где зерновые культуры занимают 40%, технические - 40%,кормовые - 20%, в богарных условиях лучшими вариантами для кукурузы были (NPK)60-120, для сахарной свеклы - N180P60K60, для озимой пшеницы - N120Р60К60 [11].

Исследования были проведены в стационарном полевом опыте, заложенном на черноземе типичном со следующей агрохимической характеристикой: содержание гумуса (по Тюрину) - 6,03%, рН (КСl) - 6,1, Нг (по Каппену) - 1,67 мг-экв/100 г почвы, Nг (по Корнфильду) - 145 мг/кг, Р2О5 (по Чирикову) - 54 мг/кг, К2О (по Чирикову) - 116 мг/кг.

Севооборот - типичный для зоны, пятипольный со следующим чередованием культур: горох, озимая пшеница, сахарная свекла, ячмень, кукуруза на силос; сорта и гибриды - районированные для ЦЧЗ. Минеральные удобрения вносили под озимую пшеницу, сахарную свеклу и кукурузу, навоз в количестве 40 т/га применяли один раз в ротацию под сахарную свеклу с осени, как и минеральные удобрения, под плуг (под пшеницу удобрения вносили под предпосевную культивацию.

Схема опыта включала в себя два блока: безнавозный и с применением органических удобрений. Каждый блок логически разделяется на две части: первая включает возрастающий уровень минеральных удобрений при неизменном соотношении N:P:K, вторая - изменение их сочетаний. Уровень удобренности позволяет максимизировать продуктивность культур. Удобрения были внесены под предшествующие культуры - сахарную свеклу и кукурузу, и поэтому ячмень и горох использовали их последействие.

Окончательное суждение об эффективности систем удобрения можно составить по изменению продуктивности севооборота. Проработанная нами литература по этому вопросу обширна, многопланова и порою противоречива. То, что удобрения повышают продуктивность земли - тривиальная истина. Но вот их количество, оптимальное сочетание питательных элементов, взаимосвязь этих параметров с типом севооборота, почвенным генотипом, уровнем эффективного плодородия, отражающим в своем большинстве антропогенное воздействие на почву - то есть руководство к конструированию системы удобрения в конкретных почвенно-климатических условиях - остается нерешенной проблемой.

Так, максимальная продуктивность севооборота зернопропашного типа имела место при внесении на гектар севооборотной площади на малогумусном черноземе Ставрополья 120 кг/га N, P , K; нa мощном малогумусном черноземе Лесостепи Украины - 90-120 кг/га, на черноземе типичном Курской области - N40P50K30, нa черноземе обыкновенном Одесской области - N26P40K30, нa черноземе оподзоленном Хмельницкой области - N50Р44К52 [2, 4, 7, 9].

В наших исследованиях продуктивность севооборота в первой ротации и на безнавозном фоне - во второй возрастает с увеличением доз минеральных удобрений до уровня 2,5 дозы NPK (табл. 1). Во второй ротации рост продуктивности на фоне навоза прекращается на уровне 72 кг/га азота, фосфора и калия. При этом внесение навоза в дозе 8 тонн на гектар севооборотной площади обеспечило увеличение общей продуктивности севооборота в первой ротации на 0,51 т/га зерновых единиц, во второй - на 0,54.

Таблица 1 - Влияние удобрений на продуктивность зерносвекловичного севооборота, т/га з.е.

* На контроле - абсолютные значения, на остальных вариантах - прибавка фосфорного питания, а калийные удобрения достаточно вносить в минимальных, единичных дозах. Реакция растений на увеличение доз азота на безнавозном фоне более заметна, чем на фоне навоза, и в последнем случае прирост урожая обусловлен главным образом побочной продукцией. Эффективность двойных доз фосфора выше, чем единичных и полуторных.

Во второй ротации прибавки урожая основной продукции в вариантах с неизменным соотношением элементов питания в принципе не отличаются по абсолютной величине от прибавок в первой ротации, а побочной продукции получено несколько меньше. В целом дополнительные урожаи побочной и основной продукции в первой ротации примерно такие же, как и во второй, однако валовый сбор урожаев с единицы площади во втором случае выше.

Преимущество двойных доз азота над единичными во второй ротации на безнавозном фоне получено, главным образом, за счет нетоварной части урожая, а на фоне навоза - только за счет нее. Однозначно выявляется необходимость не повышать дозы фосфора свыше единичной, так как полуторные дозы не увеличивают урожай, а двойные снижают.

В противоположность первой ротации во второй растения начинают отзываться на повышенный калийный фон. При этом на безнавозном блоке общая продуктивность при внесений К48 даже несколько выше, чем от К72, однако урожай основной продукции в последнем случае выше. В блоке с навозом с увеличением дозы калия с 48 до 72 кг/га повышается урожай и основной, и общей продукции.

Казалось бы все логично, баланс по калию на безнавозном фоне отрицательный. В то же время, как показали наши исследования, что и в вариантах с отрицательным хозяйственным балансом калия количество его обменной формы в почве и степень подвижности в слабых солевых растворах не снижается во времени, а имеет тенденцию к увеличению. Это еще раз свидетельствует об условности химических методов и их адекватности реалиям.

Энергия, накапливаемая сельскохозяйственными растениями, образуется в процессе фотосинтеза, на активность которого оказывает существенное влияние энергия, вкладываемая трудом человека в виде сельскохозяйственной техники, удобрений, средств защиты и других ресурсов.

В настоящее время оценивать эффективность промышленных и местных удобрений в длительных стационарных опытах в рублевом эквиваленте весьма проблематично по следующим соображениям.

Во-первых, из-за нестабильности цен на энергоносители (а они генерируют и определяют стоимость конечного продукта в любом производстве), и невозможности объективного прогноза даже на ближайшую перспективу судить о целесообразности применения удобрений в севооборотах, принимая за основу ценовые показатели, весьма рискованно и порою бессмысленно.

Во-вторых (и это, вероятно, главное) существующий диспаритет цен на продукцию сельского хозяйства и те же энергоносители, по большому счету, входит в противоречие с законом сохранения энергии, является причиной искаженных взаимосвязей в современной сфере сельскохозяйственного производства. Поэтому наиболее объективно проводить биоэнергетическую оценку факторов антропогенного происхождения в земледелии. Биоэнергетическая оценка подразумевает определение соотношения количества энергии, аккумулированной в урожае сельскохозяйственных культур в процессе фотосинтеза, и энергии совокупных затрат, вкладываемых в производство продукции растениеводства. Актуальность подобной оценки вытекает также из требований современного производства экономить энергию на единицу получаемой продукции. При биоэнергетической оценке различных доз и соотношений удобрений мы руководствовались методическими пособиями, разработанными коллективом ученых и специалистов ВАСХНИЛ, ЦИНАО, ВИУА и других научных учреждений [12].

Содержание аккумулированной энергии в сахарной свекле увеличивается с ростом доз минеральных удобрений в первой ротации до уровня двойных (табл.2). С увеличением доз азота от полуторной до двойной на безнавозном фоне имеется ощутимый прирост энергии, а на фоне навоза получены цифры одного порядка от 240 и 180 кг (табл. 2). С увеличением доз фосфора со 120 до 180 кг/га на безнавозном фоне накопленная энергия возрастает на 7 Мдж/га, а на фоне навоза - на 3. Дальнейшее увеличение доз фосфорных удобрений на обоих фонах малоэффективно. Увеличение доз калия свыше 120 кг/га способствует незначительному накоплению энергии.

Энергетическая эффективность при увеличении уровня удобренности уменьшается независимо от соотношений NPK в удобрении и если исключить единичную дозу, где невелика прибавка урожая, максимальную отдачу в условных единицах мы имеем при внесении под свеклу в первой ротации по 180 кг азота и фосфора и 120 кг калия (табл.3). Если же принять во внимание и общий прирост энергии, то на безнавозном фоне следует отдать предпочтение варианту N240P180K180.

Содержание энергии, накопленной урожаем кукурузы, на безнавозном фоне увеличивается до уровня двойных доз, затем этот показатель снижается, а на фоне навоза прирост энергии имеет место и по максимальной дозе удобрений. При анализе соотношений питательных веществ можно отметить следующее: проявляется высокая эффективность повышенного уровня азотного питания, фосфора и калия достаточно вносить в единичных дозах.

Биоэнергетический коэффициент полезного действия (КПД) на фоне навоза ниже, чем на безнавозном фоне, так как относительный прирост урожая от минеральных удобрений на фоне навоза меньше. Максимальная окупаемость энергозатрат, израсходованных на удобрения, отмечена при более широком соотношении N:P и N:K.

Наиболее заметный прирост энергии, накопленной урожаем озимой пшеницы, имеет место при переходе от единичной дозы к полуторной, дальнейшие изменения несущественны. Накоплению энергии урожаем зерна способствуют повышенные дозы азота, в особенности на безнавозном фоне, и фосфора; увеличение дозы калия свыше 60 кг не повышает энергонасыщенность посевов.

севооборот удобрение минеральный

Таблица 2 - Биоэнергетическая эффективность минеральных удобрений в зерносвекловичном севообороте в первой ротации

* Абсолютные показатели, на остальных вариантах - отклонения

Таблица 3 - Биоэнергетическая эффективность минеральных удобрений в зерносвекловичном севообороте во второй ротации

* Абсолютные показатели, на остальных вариантах - отклонения

Биоэнергетический КПД в опыте с озимой пшеницей в 1,5-2 раза ниже, чем в случае со свеклой и кукурузой. Однако его поведение в отношении степени удобренности схоже: чем выше доза, тем ниже энергоотдача. В первой ротации по уровню КПД предпочтение следует отдать вариантам с повышенными дозами фосфора.

Результативность удобрений в севообороте подсчитана с привлечением всех пяти культур. Средняя энергонасыщенность севооборотной продукции в первой ротации, как и отдельных культур, заметно увеличивается до уровня двойных доз минеральных удобрений. Лучшие результаты получены от двойных доз азота и фосфора и единичных - калия. В этих вариантах при относительно большом сборе энергии с единицы площади мы имеем наиболее высокие КПД. На фоне навоза энергия, накопленная дополнительным урожаем, полученным за счет минеральных удобрений, ниже, чем на безнавозном фоне, но закономерности, полученные в безнавозном блоке, сохраняются и в этом случае.

Общая энергонасыщенность посевов в стационарном опыте во второй ротации увеличилась, несколько возросла и энергия, накопленная на делянках, получивших минеральные удобрения. При неизменном соотношении питательных веществ в удобрениях на безнавозном фоне увеличивается накопленная энергия до уровня внесения 2-2,5 доз, а на фоне навоза - до 1,5-ной дозы.

Увеличение дозы азота с 72 до 96 кг на гектар севооборотной площади повышает количество энергии в урожае на безнавозном фоне и не изменяет ее на фоне 8 т/га навоза. Изменение доз фосфора с 48 до 96 кг/га не увеличивает энергию в урожае культур севооборота, и поэтому оптимальной следует считать единичную дозу.

Во второй ротации изменяется реакция культур на калийный режим. Если в первой ротации по энергетическим параметрам полуторные дозы калия проигрывали единичным, то во второй с повышением уровня калийного питания возрастает содержание энергии в товарной части урожая и, что очень существенно возрастает коэффициент полезного действия энергии, затраченной на производство и применение минеральных удобрений.

Представляет определенный интерес изменение сочетаний NPK в тройном удобрении. В первой ротации целесообразно внесение двойных доз азота и единичных фосфора и калия, а во второй при сохранении доминанты азота, повышение доз фосфора и калия приводит к депрессии.

Проведение полевых исследований двух ротаций пятипольного севооборота дает нам основания сделать следующие выводы:

- удобрения являются важным ресурсом увеличения продуктивности агроценоза в зоне недостаточного увлажнения юго-западной части Центрально-Черноземного региона;

- в наибольшей степени за продуктивность культур ответственна азотная составляющая, затем фосфорная и на последнем месте находится калий;

- при оценке эффективности системы удобрения с биоэнергетических позиций все сочетания и дозы питательных веществ обеспечили положительный результат;

- с точки зрения экономической целесообразности наиболее предпочтительными оказались в первой ротации вариант N72P72K48, а во второй - N72P48K72.

ЛИТЕРАТУРА

1. Минеев В.Г. Влияние степени насыщения севооборотв органическими и минеральными удобрениями на плодородие и продуктивность севообортов//Науч. Тр. ВАСХНИЛ. - М., 1980. - C. 40.

2. Державин Л.М. Эффективность азотных удобрений в СССР//Химия в сельском хозяйстве. - 1987. - N 1. - C. 35-36.

3. Буденный Ю.В. Влияние различных удобрений на урожай зерновых культур в зерносвекловичном севообороте//Пути повышения урожая зерновых культур в восточной Лесостепи. - Харьков, 1985. - C. 645-675.

4. Музычкин Е.Т. Круговорот питательных веществ в условиях интенсивной химизации на мощных черноземах Курской области//Регулирование плодородия почв круговорота и баланса питательных веществ в земледелии СССР. - Пущино. - C. 76-80.

5. Московских В.Т. Влияние систематического применения удобрений на урожай культур и продуктивность зерно-пропашного севооборота//Химизация интенсивного земледелия. - M., 1987. - C. 23-27.

6. Черкасова А. Влияние систематического внесения удобрений на продуктиувность севооборота//Основные пути повышения плодородия почв Ставрополья. - Ставрополь, 1982. - C. 13-17.

7. Иванова В. Действие удобрений на продуктивность культур зерно-свекловичного севооборота и агрохимические свойства почвы. - Канд. дисс. Индекс А, 1980. - 194 c.

8. Лютый Н. Эффективность удобрений при систематическом их применении в севообороте//Рациональное использование удобрений в степи УССР. - Днепропетровск , 1977. - C. 10-20.

9. Якименко В.Н., Теселько В.Л., Кожуховский Н.Н. и др. Продуктивность культур зерносвекловичных севооборотов при разных нормах удобрений в центральной Лесостепи УССР//Агрохимия. - 1984 . - N 6. - C.22-30.

10. Костров К., Малова А. Система удобрения и продуктивность зернопропашного севооборота// Химизация земледелия Волго-Вятского района. - Киров, 1978. - C. 26-30.

11. Туртуряну Н.А. Система применения удобрений в интенсивном севообороте на выщелоченных черноземах//Система удобрения в интенсивном земледелии. - Кишинев, 1979. - C. 3-16.

12. Инструкция и нормативы по определению экономической и энергетической эффективности применения удобрений. - М., 1987. - 45 c.

Размещено на Allbest.ru