Элементы биологизированной технологии возделывания картофеля, обеспечивающие продуктивность на уровне 30-40 т/га с высокими потребительскими характеристиками продукции и окупаемостью затрат. Повышение почвенного плодородия и экологии окружающей среды.
При низкой оригинальности работы "Влияние известковых мелиорантов и сидеральных культур на продуктивность картофеля и плодородие дерново-подзолистой супесчаной почвы", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Работа выполнена в лаборатории химической мелиорации почв ГНУ Всероссийского научно-исследовательского института агрохимии им.Д.Н. Многочисленными исследованиями доказано, что на легких по гранулометрическому составу почвах, которые предпочитает картофель, существенное преимущество имеют магнийсодержащие формы известковых мелиорантов: доломитовая, доломитизированная и магнезиальная известняковая мука, применение которых не только устраняет избыточную кислотность, но и обеспечивает питание растений магнием. Цель исследований - разработать элементы биологизированной технологии возделывания картофеля, обеспечивающие продуктивность этой культуры на уровне 30-40 т/га с высокими потребительскими характеристиками продукции и окупаемостью затрат, повышающие почвенное плодородие и экологию окружающей среды в целом. Научная новизна работы заключается в разработке регламентов применения энергосберегающих элементов системы питания картофеля с использованием известь содержащих отходов промышленности и альтернативных источников органических удобрений - сидеральных бобовых культур. картофель плодородие известковый мелиорант Результаты исследований были доложены на 40-й Международной научной конференции "Агрохимические приемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтных системах земледелия" (Москва, 19-20 апреля 2006 г., Федосов А. В.); на 41-й Международной научной конференции "Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур" (Москва, 25-26 апреля 2007 г., Федосов А.В., Кравченко А.В., Тимошина Н. А.); на международной научно-практической конференции "Картофелеводство XXI века: проблемы и решения" (Научно-практический центр по картофелеводству и плодоовощеводству, Самохваловичи, 10-12 июля 2007 г., Кравченко А.В., Федосов А.В., Тимошина Н.А., Федотова, Л.С., Ермоленков А. В.); на 42-ой Международной научной конференции "Агрохимические технологии, приемы и способы увеличения объемов производства высококачественной продукции" (Москва, 21-22 мая 2008 г. Федосов А. В.).В 2008 г. содержание обменного калия на контроле было 9 мг/ 100 г почвы, на вариантах с запашкой сидератов на кислом фоне - 11,0-11,1, а на вариантах совместного действия известковых мелиорантов сидераты содержание обменного калия составляло 10,6-13,7 мг/ 100 г почвы. В 2007-2008 гг. существенных различий между вариантами с изучаемыми факторами не наблюдалось, однако, в целом, почва под влиянием известкования и сидерации (6,4-7,3 мг/100 г почвы) была более обеспеченной азотом, чем контроль - 3,4-3,5 мг/100 г почвы. Соотношение a (CAO MGO): K2О в надземной массе расширялось от 1,06 - на контроле до 1,45 - на варианте металлургическим шлаком по 0,75 г. к., т.е. на вариантах с известкованием увеличивалась доля кальция и магния и снижалось поступление калия. Содержание кальция и магния в вегетативной массе люпина увеличивалось на вариантах с известкованием, при этом соотношение кальция к магнию (САО: MGO) в надземной массе люпина расширялось от 2,03 - на контроле, до 2,71 - на варианте с доломитовой мукой в дозе 0,75 г. к. Для люпина отмечена следующая общая закономерность возврата питательных элементов в почву: на вариантах с известковыми мелиорантами увеличивался возврат азота на 48-110%; кальция на 16-51% и магния на 9-37% на вариантах с металлургическим шлаком; возврат фосфора практически не изменялся, а поступление калия снижалось на 26-30%.Известкование почвы в форме доломитовой муки и металлургического шлака обеспечивало изменение физико-химических показателей плодородия почвы в сторону улучшения ее параметров: в первый год действия известкования (2005 г.) отмечено снижение всех видов кислотности, пропорционально вносимым дозам. Количество легкогидролизуемого азота в почве после запашки сидератов на известкованной почве увеличивалось с 2,1-4,5 до 8,2-9,6 мг/100 г почвы. Известковые мелиоранты обогатили почву магнием, подняв его содержание на вариантах с высокими дозами (0,75 г. к.) до оптимального уровня - 22,6-24,7 мг/100 г почвы - необходимого для развития картофеля. Применение известковых мелиорантов способствовало увеличению содержания питательных элементов (азота, калия, кальция и магния) в биомассе сидератов, при этом опасного накопления тяжелых металлов в биомассе, в том числе кадмия и хрома с повышением доз мелиорантов не происходило. Возврат питательных элементов с биомассой донника в почву увеличивался на вариантах с известковыми мелиорантами: азота на 48-110%; фосфора на 71-114%; калия на 17-33%; кальция на 31-91% и магния на 36-71%.
Вывод
Изменение параметров плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы в зависимости от известкования и сидеральных культур. Известкование почвы различными формами и дозами известковых материалов (в 2004 г.) способствовало улучшению физико-химических показателей почвы на весь период исследований (2005-2008 гг.). В первый год действия известкования (2005 г.) отмечено снижение всех видов кислотности, пропорционально вносимым дозам. Характер мелиорирующего действия металлургического шлака был более значимым в первый год, затем его влияние стабилизировалось (снизилось) и приблизилось к мелиорирующему влиянию доломитовой муки (рис.1).
В 2005 г. на известкованных вариантах отмечено повышение запасов подвижного фосфора и обменного калия (0,2 н HCL). В 2008 г. содержание подвижного фосфора на известкованных делянках сидераты составляло 40,2-43,4 мг/100 г почвы, на вариантах с запашкой сидеральных культур на кислом фоне - 40,6-40,8, а на контроле 37,0 мг/ 100 г почвы. Из этих данных следует, что запашка сидератов способствовала существенному повышению запасов подвижных фосфатов в почве. На вариантах совместного действия доломитовой муки с биомассой донника отмечено наиболее существенное повышение P2O5 в почве - на 5,0-5,4 мг/100 г почвы по сравнению с контролем.
К 2007 г. на вариантах совместного действия известковых мелиорантов сидераты содержание обменного калия было выше, чем на вариантах с запашкой сидератов на кислом фоне и на контроле. В 2008 г. содержание обменного калия на контроле было 9 мг/ 100 г почвы, на вариантах с запашкой сидератов на кислом фоне - 11,0-11,1, а на вариантах совместного действия известковых мелиорантов сидераты содержание обменного калия составляло 10,6-13,7 мг/ 100 г почвы.
Степень доступности P2O5 и К2О (в 0,02 н CACL2) была высокой перед закладкой опыта, но снизилась на всех известкованных фонах к весне 2005 г.: с 0,9-1,5 (исходн. значение) до 0,6-1,0 мг/л для фосфора и с 6,2-12,7 (исходн. значение) до 5,0-12,2 мг/л для калия. В последующие годы (2006, 2007 и 2008 гг.) степень подвижности фосфора повышалась, как на вариантах с сидератами (1,9-2,0 мг/л), так и на вариантах совместного действия факторов (1,5-1,8 мг/л). То же самое наблюдалось и для степени подвижности калия.
Наибольшее количество легкогидролизуемого азота в почве наблюдалось после запашки сидератов на вариантах с металлургическим шлаком (2005 г.) - 8,7-9,6 мг/100 г почвы (табл.1).
После возделывания картофеля в 2006 г. содержание легкогидролизуемого азота к началу вегетации 2007 г. снизилось с 8,7-9,6 мг/100 г почвы до 6,3-7,3 мг/100 г почвы. В 2007-2008 гг. существенных различий между вариантами с изучаемыми факторами не наблюдалось, однако, в целом, почва под влиянием известкования и сидерации (6,4-7,3 мг/100 г почвы) была более обеспеченной азотом, чем контроль - 3,4-3,5 мг/100 г почвы.
Таблица 1 - Влияние известкования и сидеральных предшественников на содержание легкогидролизуемого азота и гумуса в почве
Варианты опыта Nлегкогидролиз. мг/100 г почвы Гумус, %
2004 г 2005 г 2006 г 2007 г 2008 г 2004 г 2007 г 2008 г
Фон 0,5 г. к. доломит. мука 4,5 3,8 9,3 6,5 7,1 2,22 2,26 2,28
Фон 0,75 г. к. доломит. мука 4,3 4,1 8,6 6,6 6,9 2,18 2, 20 2,21
Фон 0,5г. к. металлург. шлак 2,1 4,0 9,6 7,3 7,0 2, 19 2,22 2,24
Фон 0,75г. к. металлург. шлак 2,1 4,1 8,9 6,4 7,2 2,24 2,23 2,21
Сидеральная культура - люпин однолетний
Фон 2,6 3,5 8,3 6,4 6,0 2,16 2,16 2,15
Фон 0,5 г. к. доломит. мука 2,4 4,7 9,0 6,4 6,9 2,18 2,22 2,25
Фон 0,75 г. к. доломит. мука 2,6 4,5 8,2 6,3 6,7 2,13 2,14 2,13
Фон 0,5г. к. металлург. шлак 2,9 4,6 8,7 6,4 7,1 2,18 2,21 2,24
Фон 0,75г. к. металлург. шлак 2,3 4,5 8,9 6,8 7,0 2,28 2,23 2,24
НСР 05 1,4 1,2 2,4 2,3 1,5 0,07 0,04 0,03
При изучении содержания гумуса в почве было установлено, что к 2008 г. между вариантами опыта отмечены различия в содержании этого показателя: на вариантах известковых мелиорантов в дозах 0,5 г. к. сидераты - существенное повышение по отношению к исходному значению - 0,05-0,07%; на вариантах доломитовой муки в дозах 0,75 г. к. сидераты - без изменений (0) или 0,03%; на вариантах металлургического шлака в дозах 0,75 г. к. сидераты - тенденция снижение гумуса на - 0,03-0,04% по отношению к исходному значению (табл.1).
В результате проведения известкования почвы, соотношение между кальцием и магнием (САО: MGO) сузилось с 4,1-4,5 в исходной почве (2004 г.) до 3,1-3,6 на вариантах с известковыми мелиорантами в 2005 году. Известковые мелиоранты обогатили почву магнием, подняв его содержание на вариантах с высокими дозами (0,75 г. к.) до оптимального уровня - 22,6-24,7 мг/100 г почвы - необходимого для развития картофеля.
В последующие годы (2006, 2007 и 2008 гг.) происходило обеднение почвы обменным кальцием и, особенно, магнием, в результате чего абсолютные значения содержания кальция и магния снижались, при этом, соотношения между САО: MGO на вариантах с известковыми мелиорантами были на уровне 3,2-3,8 - в 2006 г.; 3,4-4,0 - в 2007 г. и 4,2-4,6 - в 2008 г.
Рис.1 Изменение гидролитической кислотности и суммы оснований в зависимости от применения доломитовой муки и металлургического шлака.
Для сравнения на контрольном варианте и вариантах с запашкой сидератов на кислой почве соотношение между кальцием и магнием (САО: MGO) было значительно шире и составляло: в 2006 г. - 4,0-4,1; в 2007 г. - 4,0-4,5 и в 2008 г. - 4,7-5,0.
Продуктивность и содержание элементов питания в биомассе сидеральных культур в зависимости от применения известковых мелиорантов. При учете продуктивности сидеральных культур (2005 г.) было установлено, что к середине июля урожай биомассы люпина составил - 59,9 - 64,0 т/га зеленой массы; донник существенно повышал свою продуктивность на вариантах с известкованием. Наибольшая урожайность зеленой массы донника была отмечена на варианте с доломитовой мукой в дозе 0,5 по г. к. - 54,0 т/га, что в 1,5 раза превышало контроль.
Анализ химического состава биомассы сидератов показал, что основная наблюдаемая тенденция - это увеличение содержания элементов питания (N, К2О, САО и MGO) на вариантах с известкованием.
Так, в доннике концентрация азота, фосфора, кальция и магния возрастала на вариантах с известковыми мелиорантами по сравнению с контролем, как в надземной массе, так и в корнях (табл.2). Концентрации калия в надземной массе донника снижалась на вариантах с известковыми мелиорантами, а в корнях наблюдалась тенденция повышения этого элемента.
Соотношение кальция к магнию (САО: MGO) в надземной массе донника колебалось от 3,44 до 3,90, а в корнях оно составляло - 0,39-0,73. Это означает, что в надземной массе преобладал кальций над магнием, а в корнях - магний над кальцием. Соотношение a (CAO MGO): K2О в надземной массе расширялось от 1,06 - на контроле до 1,45 - на варианте металлургическим шлаком по 0,75 г. к., т.е. на вариантах с известкованием увеличивалась доля кальция и магния и снижалось поступление калия. В корнях соотношение a (CAO MGO): K2О также расширялось - от 0,33 на контроле до 0,49 на варианте металлургическим шлаком по 0,75 г. к.
Таблица 2 - Содержание элементов питания в надземной массе и корнях донника однолетнего.
Варианты опыта Сухая масса, % N Р2О5 K2О САО MGO CAO: MGO a (CAO MGO): K2О в % на абсолютно сухое вещество
Концентрация элементов питания в биомассе люпина изменялась по вариантам немного иначе (табл.3). Известкование почвы наиболее существенно способствовало обогащению азотом корней люпина. В надземной массе люпина содержание азота увеличивалось только на вариантах с металлургическим шлаком.
Содержание фосфора в надземной массе люпина практически не изменялось на известкованных вариантах, за исключением варианта с металлургическим шлаком в дозе 0,75 г. к. Повышение концентрации этого элемента в корнях люпина отмечено только на вариантах с доломитовой мукой.
Содержание калия в корнях люпина увеличивалось на вариантах с известкованием. В надземной массе люпина наблюдалась другая картина: содержание калия снижалось на вариантах с известкованием - от 2,35% на контроле до 1,36% на вариантах с металлургическим шлаком в дозах 0,5-0,75 г. к.
Содержание кальция и магния в вегетативной массе люпина увеличивалось на вариантах с известкованием, при этом соотношение кальция к магнию (САО: MGO) в надземной массе люпина расширялось от 2,03 - на контроле, до 2,71 - на варианте с доломитовой мукой в дозе 0,75 г. к. В корнях соотношение кальция к магнию (САО: MGO) увеличивалось от 0,76 - на контроле, до 1,63 - на варианте с металлургическим шлаком по 0,75 г. к.
Соотношение a (CAO MGO): K2О в надземной массе люпина расширялось от 0,88 - на контроле до 2,10 - на варианте с металлургическим шлаком 0,75 г. к., т.е. на вариантах с известкованием увеличивалась сумма кальция и магния и снижалось поступление калия
Таблица 3 - Содержание макроэлементов в наземной массе и корнях люпина
Варианты опыта Сухая масса, % N Р2О5 K2О САО MGO CAO: MGO a (CAO MGO): K2О в % на абсолютно сухое вещество
При использовании альтернативных известковых материалов, возникает необходимость проверки их на наличие тяжелых металлов, что является необходимым для выявления безопасности применения данных мелиорантов. Основную опасность при применении мартеновских шлаков (электросталеплавильных) представляет наличие в них хрома. В нашем опыте применение, как доломитовой муки, так и металлургического шлака, не приводило к накоплению в биомассе сидеральных культур ТМ свыше установленных норм.
Поступление элементов питания в почву при запашке сидератов в зависимости от применения различных форм известковых мелиорантов. С учетом корневой системы донника суммарные величины возврата каждого элемента соответствовали следующим значениям: 159-345 кг/га азота, 35-75 кг/га фосфора, 190-253 кг/га калия, 132-252 кг/га кальция и 42-72 кг/га магния (табл.4). Наблюдалась общая закономерность - возврат всех питательных элементов с биомассой донника в почву увеличивался на вариантах с известковыми мелиорантами: азота на 48-110%; фосфора на 71-114%; калия на 17-33%; кальция на 31-91% и магния на 36-71%.
Суммарный возврат элементов питания с биомассой люпина (с учетом корней) составлял (кг/га): 240-322 азота, 47-49 фосфора, 154-218 калия, 128-180 кг кальция и 63-89 кг магния.
Для люпина отмечена следующая общая закономерность возврата питательных элементов в почву: на вариантах с известковыми мелиорантами увеличивался возврат азота на 48-110%; кальция на 16-51% и магния на 9-37% на вариантах с металлургическим шлаком; возврат фосфора практически не изменялся, а поступление калия снижалось на 26-30%.
Таблица 4 - Поступление элементов питания c биомассой сидератов.
Варианты опыта N P2O5 K2O CAO MGO в кг на 1 га
Донник однолетний
N60 P60 K60 - фон 159 35 190 132 42
Фон 0,5 г. к. доломит. мука 345 75 231 211 58
Фон 0,75 г. к. доломит. мука 236 60 253 187 57
Фон 0,5 г. к. металлург. шлак 243 60 224 189 61
Фон 0,75 г. к. металлург. шлак 265 63 222 207 72
Люпин однолетний
N60 P60 K60 - фон 240 47 218 119 65
Фон 0,5 г. к. доломит. мука 258 48 161 138 63
Фон 0,75 г. к. доломит. мука 261 49 155 165 65
Фон 0,5 г. к. металлург. шлак 322 48 157 161 71
Фон 0,75 г. к. металлург. шлак 282 47 154 180 89
Оба сидерата являются культурами, обеспечивающими сбалансированный питательный режим дерново-подзолистой почвы. В длительных опытах ВНИИКХ было установлено, что биологический вынос элементов при формировании высоких урожаев картофеля (40 т/га клубней с учетом ботвы) составляет: азота 200-230 кг/га, фосфора 33-37, калия 320-380, кальция 45-50, магния 20-30 и серы 8-10 кг/га. Фактически, запашка донника и люпина однолетних в условиях дерново-подзолистых почв Нечерноземной зоны почти полностью может обеспечить урожай картофеля на уровне 40 т/га клубней по азоту, фосфору, кальцию, магнию и на 2/3 по калию.
Урожайность картофеля в зависимости от известкования почвы и запашки сидеральных культур. Урожайность картофеля сорта Жуковский ранний в среднем за два года повышалась от запашки донника однолетнего на 2,9 т/га, а от запашки люпина однолетнего на 2,4 т/га; урожайность сорта Малиновка - на 3,4 и 3,3 т/га, соответственно (табл.5 и 6).
Известкование различными формами и дозами мелиорантов также способствовало повышению урожая клубней.
В среднем за два года прибавки от применения доломитовой муки по сорту Жуковский ранний колебались в пределах от 1,3 до 2,5 т/га, от применения металлургического шлака - от 2,3 до 5,3 т/га, т.е. агрономическая эффективность металлургического шлака была выше, чем доломитовой муки. Существенной прибавки урожая с ростом доз мелиорантов (с 0,5 до 0,75 г. к.) не наблюдалось, как для сорта Жуковский ранний, так и для сорта Малиновка.
Максимальный урожай клубней сорта Жуковский ранний (2006, 2007 гг.) получен на следующих вариантах: донник N90P90K90 металлургический шлак в дозе 0,5 г. к. - 36,8 т/га; люпин N90P90K90 металлургический шлак в дозе 0,5 г. к. - 34,7 т/га. Прибавка к неизвесткованному фону - N90P90K90 составила 6,0 и 4,4 т/га, соответственно.
Варианты опыта 2006 г. 2007г. Среднее Прибавка, т/га, от фактора:
Сидераты Известков.
Контроль N90P90K90 - фон 29,6 18,6 24,1 - -
Сидеральная культура - донник однолетний
Фон 32,0 23,0 27,5 3,4 -
Фон 0,5 г. к. доломит. мука 32,2 26,4 29,3 1,8
Фон 0,75 г. к. доломит. мука 35,2 28,2 31,7 4,2
Фон 0,5г. к. металлург. шлак 34,2 26,5 30,4 2,9
Фон 0,75 г. к. металлург. шлак 32,6 27,2 29,9 2,4
Сидеральная культура - люпин однолетний
Фон 33,7 21,0 27,4 3,3 -
Фон 0,5 г. к. доломит. мука 33,8 25,7 29,8 2,4
Фон 0,75 г. к. доломит. мука 34,3 25,9 30,1 2,7
Фон 0,5г. к. металлург. шлак 34,8 25,5 30,2 2,8
Фон 0,75 г. к. металлург. шлак 34,0 26,0 30,0 2,6
НСР05 сидератов 1,6 1,0 1,3
НСР05 известкования 0,9 0,6 0,8
Максимальная урожайность сорта Малиновка отмечена на варианте - донник фон доломитовая мука в дозе 0,75 г. к. - 31,7 т/га.
В среднем за 2006, 2007 гг. прибавка по сорту Жуковский ранний и Малиновка от взаимодействия факторов - запашки донника на известкованной почве - составила 5,2-8,9 т/га (22-32%) клубней картофеля; от запашки люпина на известкованной почве - 4,9-6,8 т/га (18-24%).
Продуктивность звена картофельного севооборота (картофель-картофель-овес) в сумме за 3 года повышалась от единовременного внесения доломитовой муки в дозах 0,5-0,75 г. к. на 2,2-4,6 т/га з. ед., а от внесения металлургического шлака в дозах 0,5-0,75 г. к. - на 5,4-5,7 т/га з. ед.
Запашка сидеральных культур также существенно увеличивала общую продуктивность звена севооборота: от запашки донника однолетнего - на 2,0 т/га з. ед., люпина однолетнего - на 1,7 т/га з. ед.
Суммарная прибавка продуктивности культур звена севооборота от взаимодействия факторов колебалась от 3,4 до 6,1 т/га з. ед. На вариантах с доломитовой мукой сидерация величина прибавок составляла 3,4-4,7 т/га з. ед., а на вариантах с металлургическим шлаком сидерация - 4,3-6,1 т/га з. ед., т.е. агрономическая эффективность агротехнического приема - металлургический шлак сидерация была выше доломитовой муки сидерация.
Максимальная продуктивность звена севооборота получена на следующем варианте: металлургический шлак 0,5 г. к. донник однолетний - 23,2 т/га з. ед, прибавка к контролю составила 6,1 т/га з. ед. или 35,7 %.
Таким образом, можно сделать следующий вывод - в условиях дерново-подзолистых супесчаных почв Нечерноземной зоны для стабильного повышения продуктивности сельскохозяйственных культур, и в первую очередь, картофеля, необходимо применять комплексный агротехнический прием, состоящий из известкования и сидерации пашни.
Влияние изучаемых факторов на качество клубней картофеля.
Картофель, выращенный по сидеральным произвесткованным парам, характеризовался повышением валового урожая, товарности, содержания сухих веществ, крахмала и аскорбиновой кислоты (табл.7).
В среднем за годы исследований наблюдалась тенденция увеличения содержания крахмала и аскорбиновой кислоты в клубнях картофеля обоих сортов после запашки сидератов на кислой почве и на вариантах совместного действия изучаемых факторов по сравнению с контролем. Наиболее ярко эта тенденция проявилась в блоке опыта с люпином.
На вариантах с запашкой сидератов на известкованной почве общее количество клубней сорта Жуковский ранний, пораженных паршой обыкновенной составило в 2006 г.4,1-10,9%, в 2007 г. - 4,0-12,0 %; при этом наибольшее значение интервалов соответствовало вариантам с запашкой сидератов металлургический шлак в максимальной дозе (0,75 по г. к.). По сорту Малиновка, соответственно: в 2006 г. - 1,0-7,4 %, в 2007 г. - 1,1-12,0 %.
Таблица 7 - Содержание крахмала и витамина "С" в картофеле (2006-2007 гг.).
Фон 0,75 г. к. металлург. шлак 10,3 13,0 14,6 13,2
Сидеральная культура - люпин однолетний
Фон 9,9 14,8 14,0 14,1
Фон 0,5 г. к. доломит. мука 10,0 14,0 14,4 16,3
Фон 0,75 г. к. доломит. мука 10,7 15,1 14,5 17,4
Фон 0,5г. к. металлург. шлак 10,6 15,7 14,7 15,6
Фон 0,75 г. к. металлург. шлак 10,7 16,5 14,8 15,3
НСР05 0,3 1,1 0,5 1,3
Однако количество клубней, пораженных свыше ? поверхности (т.е. в сильной степени), на всех вариантах опыта составляло 0-2,3%, что соответствует требованиям ГОСТА 7176-85 "Картофель свежий продовольственный заготовляемый и поставляемый".
Лежкость картофеля (Жуковский ранний, Малиновка - среднепоздний) улучшалась на вариантах с известкованием и сидерацией пашни. Наибольший выход здоровых клубней (97,0%, против 91,0% на контроле) обоих сортов картофеля после осенне-зимнего хранения отмечен на вариантах совместного действия факторов: донник/люпин металлургический шлак 0,75 г. к.
Исключение фосфора из системы удобрений картофеля в 2007 г. привело к ухудшению лежкости клубней обоих сортов. Так, если на фоне удобрений - N90P90K90, по сорту Жуковский ранний выход здоровых клубней за сезон 2007-2008 гг. составил 92,6-96,9%, то на фоне азотно-калийных удобрений - N90K90 - 90,0-94,6%. Такая же закономерность наблюдалась и для сорта Малиновка: выход здоровых клубней за сезон 2007-2008 гг. на фоне N90P90K90 составил 92,1 - 97,3%, а на фоне - N90K90 - 90,3-96,4%.
К исключению фосфора из системы удобрений особенно чувствителен был сорт Жуковский ранний, т.к. ранние сорта, в основном, получают питание из удобрений, в то время как поздние - лучше используют питательные вещества самой почвы.
Анализ содержания элементов питания в клубнях картофеля в после уборочный период позволил установить, что среди элементов питания наибольшая концентрация приходилась на азот и калий: содержание N колебалось от 1,84 до 2,30% на абсолютно сухое вещество и калия - от 1,98 до 2,54%.
Далее в порядке убывания концентраций следовали: фосфор - его содержание колебалось от 0,22 до 0,28%, магний (MGO) - 0,13-0,18% и кальций (САО) - 0,07-0,10% на абсолютно сухое вещество. Наиболее стабильными элементами, с наименьшей амплитудой колебаний от средних значений были фосфор, магний и кальций. Концентрации азота и калия в картофеле сильно варьировали, в зависимости от варианта опыта. Содержание азота увеличивалось, как на вариантах запашки сидератов на кислой почве - до 1,93-1,99%, так и на вариантах запашки сидератов на известкованной почве - 1,94-2,30%, против 1,89% на контроле.
Содержание калия в клубнях возрастало на вариантах совместного действия факторов. Так, если на контроле содержание калия составляло 2,01%, на вариантах запашки сидератов на кислой почве - 2,00-2,17%, то на вариантах запашки сидератов на известкованной почве - 2,15-2,54%.
Соотношения a (CAO MGO): K2О в клубнях картофеля в зависимости от изучаемых факторов, практически, не изменялись: на контроле и на вариантах запашки сидератов на кислой почве a (CAO MGO): K2О = 0,09-0,11, на вариантах совместного действия факторов a (CAO MGO): K2О = 0,09-0,12. Эти данные свидетельствуют об отсутствии депрессирующего влияния совместного действия изучаемых факторов [известковых мелиорнатов в комплексе с биомассой сидеральных культур] на поступление и содержание калия в клубнях картофеля, что имеет практическое значение для снижения потемнения мякоти при промышленной переработке продукции.
Таблица 8 - Содержание тяжелых металлов в клубнях картофеля, с. Жуковский ранний, 2007 г.
Варианты опыта Cu Zn Cd Pb Ni Cr в мг/кг сухой массы
Контроль N90P90K90 - фон 1,18 4,68 0,024 0,17 0,23 0,11 последействие сидеральной культуры - донник однолетний
Фон 1,01 3,88 0,028 0,17 0,24 0,16
Фон 0,5 г. к. доломит. мука 1,55 4,89 0,031 0,21 0,30 0,17
Фон 0,75 г. к. доломит. мука 1,43 3,69 0,031 0,16 0,24 0,13
Фон 0,5г. к. металлург. шлак 1,54 4,68 0,024 0, 20 0,30 0,17
Фон 0,75 г. к. металлург. шлак 0,87 4,84 0,027 0,23 0,22 0,15 последействие сидеральной культуры - люпин однолетний
Фон 1,28 4,45 0,028 0, 20 0,34 0,16
Фон 0,5 г. к. доломит. мука 0,98 5,34 0,023 0,21 0,27 0,12
Фон 0,75 г. к. доломит. мука 0,95 5,84 0,022 0,21 0,26 0,11
Фон 0,5г. к. металлург. шлак 0,76 5,25 0,020 0,25 0,23 0,11
Фон 0,75 г. к. металлург. шлак 1,01 5,80 0,024 0,26 0,26 0,18
При внесении в почву известьсодержащих отходов промышленности особое внимание отводится изучению содержания тяжелых металлов в растениях и мониторингу экологической обстановки (табл.8).
Сидерация известкованной почвы обеспечивала обогащение клубней картофеля азотом, калием, кальцием и магнием, однако, опасного накопления тяжелых металлов, в том числе кадмия и хрома с повышением доз мелиорантов не происходило.
Результаты корреляционного анализа урожайности картофеля с показателями плодородия почвы выявили различную реакцию сортов картофеля на показатели плодородия почвы, а в целом, тесную зависимость продуктивности картофеля от условий увлажнения, гидролитической кислотности, содержания суммы обменных оснований, доступного азота и щелочноземельных элементов (табл.9).
Урожаи по годам PHKCL Нг S по Кирсанову в 0,02 н CACL2 Nлегкгидролиз. CAO MGO
Р2О5 К2О Р2О5 К2О
Сорт Жуковский ранний
У - 2006 г. 0,51 -0,31 0,78 0,55 0,63 0,35 0,57 0,77 0,65
У - 2007 г. 0,42 -0,54 0,33 0,38 0,38 -0,13 -0,46 0,61 0,48
Сорт Малиновка
У - 2006 г. 0,61 -0,52 0,58 -0,02 0,31 -0,16 0,29 0,68 0,59
У - 2007 г. 0,49 -0,68 0,85 0,85 0,89 0,24 -0,07 0,75 0,80
В нашем опыте за годы исследований зависимость продуктивности картофеля от обменной кислотности (PHKCL) была средней положительной и, примерно, одинаковой для обоих сортов картофеля (для Жуковского раннего: r =0,42-0,51; для Малиновки: r =0,49-0,61); изменялась от гидротермических условий вегетационных периодов. В более влагообеспеченном 2006 г. зависимость от кислотности почвы (PHKCL) была более значимой, чем в экстремальном 2007 г.
Зависимость продуктивности картофеля от гидролитической кислотности почвы еще более различалась по годам исследований. В условиях засухи (2007 г.) снижение гидролитической кислотности на известкованных вариантах способствовало повышению урожаев картофеля - для сорта Жуковский ранний r = - 0,54 (обратная отрицательная зависимость); для сорта Малиновка r = - 0,68, в то время как в условиях 2006 г. зависимость урожаев от гидролитической кислотности была менее выраженной - r = - 0,31 и r = - 0,52, соответственно по сортам.
Рост продуктивности картофеля сорта Жуковский ранний в условиях засухи (2007 г.) только на 10,9% (r2) обеспечивался увеличением суммы поглощенных оснований, тогда как в относительно нормальном (2006 г.) - на 56% (r2). Для сорта Малиновка эта зависимость была более устойчивой по годам исследований: в 2006 г. - 28%, а в 2007 г. - 72% (r2) прироста урожая обеспечивалось увеличением суммы поглощенных оснований. Более тесная зависимость урожая сорта Малиновки от суммы поглощенных оснований в 2007 г. можно объяснить оптимальным сроком уборки и более полным раскрытием возможностей среднепозднего сорта.
Высокая и устойчивая зависимость продуктивности картофеля была отмечена для легкогидролизуемого азота в почве (r =0,61 - 0,77) - от 37 до 59% урожая определялось наличием этой формы азота в почве. Зависимость между урожаями картофеля и содержанием щелочноземельных элементов (САО MGO) также была устойчивой, положительной и колебалась от средней (r =0,48 - 2007 г. сорт Жуковский ранний) до сильной (r =0,80 - 2007 г. сорт Малиновка) в зависимости от сорта и гидротермических условий года.
Для сорта Жуковский ранний снижалась зависимость от всех показателей почвенного плодородия в 2007 г., а для среднепозднего сорта Малиновка - увеличивалась, что связано с длиной вегетационного периода и биологическими особенностями потребления элементов питания из почвы корневой системой поздних сортов картофеля.
Экономическая эффективность возделывания картофеля в зависимости от известкования и сидеральных предшественников.
Отзывчивость картофеля на применение изучаемых факторов (известкование и сидерация пашни) обеспечила высокие показатели экономической эффективности этих агротехнических приемов. Установлено, что запашка сидеральных культур приводила к повышению условно чистого дохода на 5,3-11,1 тыс. руб. для сорта Жуковский ранний и на 10,0-13,7 тыс. руб. для сорта Малиновка, при этом окупаемость затрат соответственно составила 1,73-3,61 и 2,35-4,19 руб. /руб. (табл.10,11).
Варианты опыта Урожай, т/га Прибавка, т/га Себестоимость продукции, руб. /кг Окупаемость, руб. /руб. Условно чистый доход, тыс. руб. /га
- Прибавка
Контроль (N90P90K90 - фон) 27,9 - 1,52 - 105,4 -
Сидеральная культура - донник однолетний (последействие)
Фон 30,8 2,9 1,52 3,61 116,5 11,1
Фон 0,5 г. к. доломит. мука 34,6 6,7 1,67 2,34 125,7 20,3
Фон 0,75 г. к. доломит. мука 34,6 6,7 1,85 1,65 119,3 13,9
Фон 0,5 г. к. мелаллург. шлак 36,8 8,9 1,30 8,81 147,2 41,8
Фон 0,75 г. к. мелаллург. шлак 33,9 6,0 1,42 5,79 131,7 26,3
Сидеральная культура - люпин однолетний (последействие)
Фон 30,3 2,4 1,65 1,73 110,7 5,3
Фон 0,5 г. к. доломит. мука 33,8 5,9 1,80 1,71 118,4 13,0
Фон 0,75 г. к. доломит. мука 32,8 4,9 2,04 1,06 106,8 1,4
Фон 0,5 г. к. мелаллург. шлак 34,7 6,8 1,47 4,32 133,1 27,7
Фон 0,75 г. к. мелаллург. шлак 33,7 5,8 1,52 3,56 127,5 22,1
Лучшим сидератом для картофеля по результатам экономической эффективности оказался донник однолетний. При запашке донника однолетнего окупаемость затрат повышалась (примерно в 2 раза), росла и величина условно чистого дохода для обоих сортов картофеля по сравнению с люпиновым паром.
Запашка сидератов на вариантах с доломитовой мукой способствовала повышению величины условно чистого дохода - наилучшие экономические показатели для обоих сортов картофеля получены для половинной дозы этого мелиоранта, повышение дозы доломитовой муки с 0,5 до 0,75 г. к. снижало экономическую эффективность.
Такая же тенденция получена и для металлургического шлака - повышение дозы этого мелиоранта снижала показатели экономической эффективности, хотя они оставались достаточно высокими по отношению к контролю и вариантам с доломитовой мукой.
Наиболее высокий условно чистый доход (147,2 тыс. руб.), окупаемость затрат (8,8 руб. /руб.) и низкая себестоимость картофеля с. Жуковский ранний (1,3 руб. /кг) получены на варианте - металлургический шлак в дозе 0,5 г. к. донник.
Варианты опыта Урожай, т/га Прибавка, т/га Себестоимость продукции, руб. /кг Окупаемость, руб. /руб. Условно чистый доход, тыс. руб. /га
Прибавка
Контроль (N90P90K90 - фон) 24,1 - 1,76 - 85,2 -
Сидеральная культура - донник однолетний (последействие)
Фон 27,5 3,4 1,70 4, 19 99,0 13,8
Фон 0,5 г. к. доломит. мука 29,3 5,2 1,96 1,83 97,7 12,5
Фон 0,75 г. к. доломит. мука 31,7 7,6 2,02 1,86 103,9 18,7
Фон 0,5 г. к. мелаллург. шлак 30,4 6,3 1,57 6,48 113,5 28,5
Фон 0,75 г. к. мелаллург. шлак 29,9 5,8 1,60 5,61 110,5 25,3
Сидеральная культура - люпин однолетний (последействие)
Фон 27,4 3,3 1,82 2,35 95,3 10,1
Фон 0,5 г. к. доломит. мука 29,8 5,7 2,04 1,65 97,2 12,0
Фон 0,75 г. к. доломит. мука 30,1 6,0 2,23 1,29 92,4 7,2
Фон 0,5 г. к. мелаллург. шлак 30,2 6,1 1,68 3,90 109,3 24,1
Фон 0,75 г. к. мелаллург. шлак 30,0 5,9 1,70 3,62 107,9 22,7
Условно чистый доход от запашки донника для сорта Жуковский и Малиновка составил 11,1 и 13,7 тыс. рублей; от запашки люпина 5,3 и 10,0 тыс. рублей, соответственно. Для сорта Малиновка прибавка условно чистого дохода от применения металлургического шлака в дозах 0,5 по г. к. составила 14,0 и 14,5 тыс. руб., по люпиновому и донниковому пару, соответственно.
От известкования почвы половинными дозами (0,5 по г. к.) металлургического шлака для сорта Жуковский ранний прибавка условно чистого дохода была гораздо выше и составила 22,3 и 30,7 тыс. руб., по люпиновому и донниковому пару, соответственно.
Наиболее высокая прибавка условно чистого дохода (41,8 и 28,2 тыс. руб. /га - Жуковский ранний и Малиновка, соответственно), окупаемость затрат (8,81 и 6,48 руб. /руб.) и низкая себестоимость продукции (1,3 и 1,58 руб. /кг) получены на варианте совместного взаимодействия факторов: N90P90K90 донник 0,5 г. к. металлургического шлака для обоих сортов картофеля.1. Разработаны технологические основы биологизированной системы земледелия, обеспечивающие производство экологически чистого картофеля на уровне 25-30 т/га в засушливый год и 32-43 т/га - в нормальный по увлажнению, а также длительное повышение почвенного плодородия.
2. Известкование почвы в форме доломитовой муки и металлургического шлака обеспечивало изменение физико-химических показателей плодородия почвы в сторону улучшения ее параметров: в первый год действия известкования (2005 г.) отмечено снижение всех видов кислотности, пропорционально вносимым дозам.
3. На известкованных вариантах отмечено повышение запасов подвижного фосфора и обменного калия (0,2 н HCL), степень доступности которых (в 0,02 н CACL2) снижалась только в первый год действия известкования.
4. Количество легкогидролизуемого азота в почве после запашки сидератов на известкованной почве увеличивалось с 2,1-4,5 до 8,2-9,6 мг/100 г почвы. Влияние сидерации на содержание легкогидролизуемого азота в почве наблюдалось в течение трех лет после запашки.
5. В результате проведения известкования почвы, соотношение между кальцием и магнием (САО: MGO) сузилось с 4,1-4,5 в исходной почве до 3,1-3,6 на вариантах с известковыми мелиорантами в 2005 году. Известковые мелиоранты обогатили почву магнием, подняв его содержание на вариантах с высокими дозами (0,75 г. к.) до оптимального уровня - 22,6-24,7 мг/100 г почвы - необходимого для развития картофеля.
6. Применение известковых мелиорантов способствовало увеличению содержания питательных элементов (азота, калия, кальция и магния) в биомассе сидератов, при этом опасного накопления тяжелых металлов в биомассе, в том числе кадмия и хрома с повышением доз мелиорантов не происходило.
7. С учетом корневой системы донника суммарные величины возврата элементов питания соответствовали следующим значениям: 159-345 кг/га азота, 35-75 кг/га фосфора, 190-253 кг/га калия, 132-252 кг/га кальция и 42-72 кг/га магния. Возврат питательных элементов с биомассой донника в почву увеличивался на вариантах с известковыми мелиорантами: азота на 48-110%; фосфора на 71-114%; калия на 17-33%; кальция на 31-91% и магния на 36-71%.
8. Суммарный возврат элементов питания с биомассой люпина (с учетом корней) составлял (кг/га): 240-322 азота, 47-49 фосфора, 154-218 калия, 128-180 кг кальция и 63-89 кг магния. На вариантах с известковыми мелиорантами увеличивался возврат азота на 48-110%; кальция на 16-51% и магния на 9-37% на вариантах с металлургическим шлаком; возврат фосфора практически не изменялся, а поступление калия снижалось на 26-30%.
9. Прибавка урожайности картофеля от запашки сидеральных культур в 2006 г. составляла - 2,4-5,2 т/га, в 2007 г. - 0,6-4,4 т/га; прибавки от применения доломитовой муки по сорту Жуковский ранний колебались от 1,3 до 2,5 т/га, от применения металлургического шлака - от 2,3 до 5,3 т/га. Среднепоздний сорт Малиновка увеличивал урожайность на известкованной почве (на 1,8-4,2 т/га), однако, устойчивого закономерного изменения урожайности от испытываемых доз и видов мелиорантов не установлено.
10. Максимальный урожай картофеля сорта Жуковский ранний получен после запашки донника на варианте с металлургическим шлаком в дозе 0,5 г. к. - 36,8 т/га. Максимальный урожай среднепозднего сорта Малиновка отмечен на варианте - доломитовая мука в дозе 0,75 г. к. донник - 31,7 т/га. В среднем за 2006, 2007 гг. по двум сортам картофеля от взаимодействия факторов получены следующие прибавки: от запашки донника на известкованной почве - 5,2-8,9 т/га (22-32%) клубней; от запашки люпина на известкованной почве - 4,9-6,8 т/га (18-24%).
11. Лежкость картофеля (Жуковский ранний, Малиновка - среднепоздний) улучшалась на вариантах с известкованием и сидерацией пашни. Исключение фосфора из системы удобрения картофеля увеличивало естественную убыль массы обоих сортов, тем самым, снижая лежкость.
12. Наилучшие экономические показатели получены на варианте совместного взаимодействия факторов: N90P90K90 донник 0,5 г. к. металлургического шлака для обоих сортов картофеля - высокая прибавка условно чистого дохода - 41,8 и 28,2 тыс. руб. /га - Жуковский ранний и Малиновка, соответственно; высокая окупаемость затрат (8,81 и 6,48 руб. /руб.) и низкая себестоимость продукции (1,3 и 1,58 руб. /кг).
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
Посадка картофеля по сидеральным произвесткованным парам в сочетании с применением сбалансированных доз минеральных удобрений (N90P90K90-120) экономически выгодный агроприем, обеспечивающий стабильно высокую урожайность с хорошим качеством и лежкостью продукции.
Сидеральные произвесткованные пары следует создавать в течение года, предшествующего посадке картофеля - известкование почвы (металлургическим шлаком или доломитовой мукой в дозах 0,5 г. к.) проводят осенью под зяблевую вспашку. Весной высевают однолетние бобовые культуры, которые запахивают в конце июля начале августа. Такая предварительная подготовка почвы приводит к длительному улучшению ее плодородия, что позволяет размещать на этом поле два года подряд картофель без ущерба его качеству.
Рекомендуемые дозы известковых мелиорантов при выращивании картофеля на продовольственные цели: металлургического шлака и доломитовой муки - 0,5 г. к. или 5,0-5,4 т/га (в физической массе).
Список литературы
1. Алимбетова А.В., Федосов А.В. Влияние известковых мелиорантов на плодородие дерново-подзолистой супесчаной почвы и продуктивность сидеральных культур // Агрохимические приемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтных системах земледелия. Материалы 40-й международной научной конференции 19-20 апреля 2006 г. / ВНИИА. - М., 2006. - С.112-114.
2. Федотова Л.С., Тимошина Н.А., Алимбетова А.В., Ермоленков А.В., Федосов А.В. Основа современных технологий выращивания картофеля - биологизированная ресурсосберегающая система питания // Актуальные проблемы науки и практики. Вопросы картофелеводства / ВНИИКХ. - М., 2006. - С.166-173.
3. Федосов А.В., Кравченко А.В., Тимошина Н.А. Известкование и сидерация - факторы, повышающие продуктивность картофеля и плодородие дерново-подзолистой супесчаной почвы // Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур. Материалы международной научной конференции 25-26 апреля 2007 г. // ВНИИА. - М., 2007. - С.158-161.
4. Федотова Л.С., Тимошина Н.А., Кравченко А.В., Федосов А.В., Ермоленков А.В. Повышение продуктивности картофеля на фоне известкования и сидеральных паров // Картофель и овощи. - 2007. - № 3. - С.5-6.
5. Федосов А.В., Кравченко А.В., Тимошина Н.А. Выбирайте сроки уборки в зависимости от группы спелости сорта // Картофель и овощи. - 2007. - № 5. - С.9.
6. Кравченко А.В., Федосов А.В., Тимошина Н.А., Федотова Л.С., Ермоленков А.В. Применение известковых удобрений и сидеральных культур как элементов ресурсосберегающей технологии возделывания картофеля // Картофелеводство. Сб. научн. тр. - Минск, 2007. - Т.13. - С.136-143.
7. Тимошина Н.А., Федосов А.В., Кравченко А.В. Влияние биологических и известковых мелиорантов на плодородие дерново-подзолистой супесчаной почвы и урожайность картофеля. - Агрохимический вестник, 2007, №5 - С.22-25.
8. 8. Федосов А.В. Комплексное влияние известковых мелиорантов и сидеральных культур на урожай картофеля и содержание тяжелых металлов в клубнях картофеля // Агрохимические технологии, приемы и способы увеличения объемов производства высококачественной сельскохозяйственной продукции. Материалы международной научной конференции 21-22 мая 2008 г. // ВНИИА. - М., 2008. - С.166-170.
9. 9. Федотова Л.С., Кравченко А.В., Федосов А.В., Тимошина Н.А., Князева Е.В. Комплексное применение известковых мелиорантов и сидеральных культур как элемент экологически безопасной технологии выращивания продовольственного картофеля. - В сб. научн. тр.: Картофелеводство. - РУП "Научно-практический центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоводству". - Минск, 2008. - т.15. - С.239-255.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
