Исследование влияния минеральной, органической систем удобрения на урожай культур. Оценка эффективности ротации краткоротационного зерно-пропашного плодосменного севооборота. Особенности темно-серой оподзоленной почвы Западной Лесостепи Украины.
Аннотация к работе
В длительном полевом опыте на дерново-подзолистой почве наиболее эффективной являлась органо-минеральная система удобрения (N90P40K86 навоз 12 т/га), которая обеспечила среднегодовую продуктивность севооборотов на уровне 81,6 ц/га к. е. В результате других исследований установлена положительная зависимость между возрастанием почвенного плодородия под действием длительного применения удобрений и увеличением продуктивности сахарной свеклы, озимой пшеницы, ячменя, многолетних трав, гороха [7]. В семипольном плодосменном севообороте наибольший выход кормовых единиц (5,7 ц/га) обеспечила органо-минеральная система удобрения с насыщением N56P49K69 навоз 15 т/га [3]. Исследованиями в четырехпольном зерновом севообороте установлена высокая эффективность органо-минеральной системы удобрения (N45P42K50 навоз 10 т/га), которая обеспечила наибольший сбор зерновых единиц (5,52 т/га). С 2000 г. схема опыта включает такие варианты: 1) контроль (без удобрений); 2) минеральную систему удобрения N390P210K430 (сумма NPK-1030); 3) органо-минеральную систему удобрения N390P210K430, из них N270P150K260 внесено с минеральными удобрениями (сумма NPK-1030), насыщенность севооборота органическими удобрениями - 6,25 т/га севооборотной площади); 4) органо-минеральную систему удобрения N390P210K430 (сумма NPK-1030), из них внесено с минеральными удобрениями N100P170K170, насыщенность севооборота органическими удобрениями - 12,5 т/га; 5) органо-минеральную систему удобрения N390P210K430 (сумма NPK-1030), из них внесено с минеральными удобрениями N50P85K110, степень насыщения органическими удобрениями - 15,0 т/га площади севооборота; 6) органическую систему удобрения N390P210K430 (сумма NPK-1030), степень насыщения органическими удобрениями - 17,5 т/га.Определение продуктивности краткоротационного зерно-пропашного плодосменного севооборота после трех ротаций показало: 1. Посевы клевера лугового отмечаются определенной стабильностью показателей урожайности от ротации к ротации в пределах 360-380 ц/га зеленой массы.
Введение
Рациональные системы удобрения являются важным фактором для поддержания высокой продуктивности севооборотов. Основным требованием к рациональному использованию удобрений должно быть повышение их окупаемости, снижение энергетических и экономических затрат на их применение и эффективное использование достигнутого потенциала плодородия почв [5].
Оценить эффективность систем удобрения можно только в условиях их длительного применения в севооборотах [1; 5].
Анализ источников
В длительном полевом опыте на дерново-подзолистой почве наиболее эффективной являлась органо-минеральная система удобрения (N90P40K86 навоз 12 т/га), которая обеспечила среднегодовую продуктивность севооборотов на уровне 81,6 ц/га к. е. Однако при этом ухудшались агрохимические показатели почвы [2].
В результате других исследований установлена положительная зависимость между возрастанием почвенного плодородия под действием длительного применения удобрений и увеличением продуктивности сахарной свеклы, озимой пшеницы, ячменя, многолетних трав, гороха [7]. При проведении исследований на черноземных почвах в четырехпольном севообороте показано, что наибольшую продуктивность (8,17 т/га к. е.) обеспечили варианты с совместным заделыванием соломы и сидератов [4].
В семипольном плодосменном севообороте наибольший выход кормовых единиц (5,7 ц/га) обеспечила органо-минеральная система удобрения с насыщением N56P49K69 навоз 15 т/га [3].
Исследованиями в четырехпольном зерновом севообороте установлена высокая эффективность органо-минеральной системы удобрения (N45P42K50 навоз 10 т/га), которая обеспечила наибольший сбор зерновых единиц (5,52 т/га). В условиях опыта органическая система удобрения, биологизация режима минерального питания приводила к снижению общей продуктивности севооборота на 12,6-20,2 % в сравнении с органо-минеральной и ухудшению качества продукции растениеводства [8].
Исследования в Западной Лесостепи Украины показали высокую эффективность совместного применения органических удобрений, в том числе сидератов, что обуславливало наибольший выход кормовых и зерновых единиц [2].
Положительное влияние удобрений на продуктивность культур и севооборотов общеизвестно, но исследователи часто расходятся в суждениях об эффективности минеральной, органической и органо-минеральной систем удобрения.
Целью наших исследований было изучение влияния различных систем удобрения на темно-серой оподзоленной почве на продуктивность краткоротационного зерно-пропашного плодосменного севооборота в Западной Лесостепи Украины.
Методы исследования
Полевые исследования проведены в условиях стационарного полевого опыта кафедры почвоведения, земледелия и агрохимии Львовского национального аграрного университета, который заложен с 1984 г. и в свое время входил в Географическую сеть ВИУА.
С 2000 г. схема опыта включает такие варианты: 1) контроль (без удобрений); 2) минеральную систему удобрения N390P210K430 (сумма NPK-1030); 3) органо-минеральную систему удобрения N390P210K430, из них N270P150K260 внесено с минеральными удобрениями (сумма NPK-1030), насыщенность севооборота органическими удобрениями - 6,25 т/га севооборотной площади); 4) органо-минеральную систему удобрения N390P210K430 (сумма NPK-1030), из них внесено с минеральными удобрениями N100P170K170, насыщенность севооборота органическими удобрениями - 12,5 т/га; 5) органо-минеральную систему удобрения N390P210K430 (сумма NPK-1030), из них внесено с минеральными удобрениями N50P85K110, степень насыщения органическими удобрениями - 15,0 т/га площади севооборота; 6) органическую систему удобрения N390P210K430 (сумма NPK-1030), степень насыщения органическими удобрениями - 17,5 т/га.
Из минеральных удобрений в опыте использовали основное удобрение суперфосфат простой гранулированный и калийную соль. Аммиачную селитру вносили под предпосевную обработку и в подкормки. Как органические удобрения в основное удобрение под сахарную свеклу использовали навоз крупного рогатого скота, редьку масличную на сидерат и солому озимой пшеницы.
Краткоротационный зерно-пропашной плодосменный севооборот смоделирован из четырех культур с таким чередованием: пшеница озимая - сахарная свекла - яровой ячмень с подсевом клевера - клевер луговой одного года использования. Площадь опытного участка - 400 м2, учетная - 374 м2, повторность опыта трехкратная, размещение систематическое.
На основе данных урожая и лабораторных опытов рассчитывали показатели продуктивности, а также сбора зерновых единиц.
1. Основная часть
В наших исследованиях систематическое внесение удобрений при ротации зерно-пропашного севооборота позволило не только существенно улучшить параметры плодородия темно-серой оподзоленной почвы, [6], но и обеспечило существенное повышение урожая (табл.).
Влияние систем удобрения на урожай сельскохозяйственных культур в зерно-пропашном плодосменном севообороте (среднее за три ротации), ц/га
Культура Ротация севооборота Вариант опыта НСР 0,05, ц/га
1 2 3 4 5 6
Озимая пшеница I 27,5 32,5 36,5 39,3 42,2 39,3 1,6-2,2
II 25,6 44,1 47,6 51,0 54,4 52,2 1,3-3,1
III 23,8 46,7 51,4 56,9 61,2 58,1 2,2-3,2
Сахарная свекла I 321,3 364,0 388,0 404,8 450,0 415,0 19,4-23,4
II 314,5 393,5 417,5 435,5 485,5 454,3 16,5-22,6
III 304,0 412,8 439,5 464,8 521,0 480,5 15,4-24,6
Яровой ячмень I 23,8 27,1 27,9 29,7 31,4 30,5 0,7-1,3
II 22,2 30,1 31,3 33,4 36,1 34,8 0,9-1,2
III 20,6 31,8 33,2 34,7 37,1 36,1 0,7-1,4
Клевер луговой I 387,9 403,6 418,1 426,4 443,5 432,5 16,9-22,3
II 369,5 428,7 438,7 452,0 467,2 457,7 15,4-24,4
III 375,0 419,7 449,5 478,0 518,2 495,5 10,3-27,9
В контрольном варианте отмечалось снижение общего уровня урожая всех культур с каждой ротацией севооборота. Только в поле клевера лугового отмечена определенная стабильность урожайности зеленой массы, которая за три ротации колебалась в пределах 370-380 ц/га. По нашему мнению, это отображает определенный фитомелиоративный эффект культуры, который способствует стабильности биопродуктивности темно-серой оподзоленной почвы.
Минеральная система удобрения обеспечивала повышение урожая всех сельскохозяйственных культур за три ротации севооборота. В поле озимой пшеницы отмечено возрастание урожайности от 32,5 ц/га до 44,1 ц/га, или на 11,6 ц/га после первой ротации. Однако после второй ротации прирост урожая замедлялся. Разница между средней урожайностью озимой пшеницы за третью и вторую ротацию составляет лишь 2,6 ц/га. Это объясняется сравнительно низким уровнем эффективности внесения минеральных удобрений на фоне ухудшения агрохимических свойств почвы.
Подобные закономерности отмечались также в поле сахарной свеклы и ячменя ярового.
В поле клевера лугового нами отмечалось повышение среднего урожая - на 25,1 ц/га после первой ротации севооборота и некоторое снижение - на 9,0 ц/га после второй. Это также связано с ухудшением агрохимических характеристик почвы.
Варианты, где применяли органические удобрения, отмечались ростом урожая всех без исключения культур севооборота. Причем, с увеличением нормы внесения органических удобрений повышалась разница между показателями среднего урожая за севооборот между ротациями.
Наибольшими показателями урожая отмечался вариант 5 - органо-минеральная система удобрения с внесением 15 т/га органических удобрений. За третью ротацию севооборота такая система удобрения обеспечивала урожай озимой пшеницы на уровне 61,2 ц/га, или на 14,5 ц/га больше в сравнениии с неудобреным вариантом. Эта система удобрения обеспечивала возрастание урожая сахарной свеклы после каждой ротации севооборота. За третью ротацию севооборота средний урожай сахарной свеклы был 521,0 ц/га и преобладали показатели органической системы удобрения на 40,5 ц/га, минеральной - на 108,2 ц/га и контроля - на 217 ц/га.
Динамика урожая ячменя ярового в этом варианте также была выше в сравнении с другими вариантами и преобладали показатели минеральной системы на 1,3 ц/га за третью ротацию в сравнении со второй.
Урожай зеленой массы клевера лугового за третью ротацию севооборота был самым высоким также в варианте 5 и достигал 518,2 ц/га, что на 51 ц/га больше, чем за вторую ротацию севооборота. В этом варианте также отмечен значительный прирост урожая в сравнении с органической системой удобрения (вариант 6) - в пределах 22,7 ц/га и минеральной (вариант 2) - на 98,5 ц/га, а также вариантом без удобрений - на 143,2 ц/га.
Это свидетельствует, что именно органо-минеральная система удобрения варианта 5 способствует оптимизации не только минерального питания, но и улучшению других почвенных факторов роста и развития растений, что обеспечивает высокие показатели урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности краткоротационного зерно-пропашного севооборота (рис.).
Рис. 1 Сбор зерновых единиц за ротацию севооборота в зависимости от систем удобрения, ц/га
Органо-минеральная система удобрения (вариант 5) обеспечила после третьей ротации средние сборы - 84,4 ц/га зерновых единиц, что на 34,7 ц/га больше в сравнении с контролем.
Вывод
Определение продуктивности краткоротационного зерно-пропашного плодосменного севооборота после трех ротаций показало: 1. Без применения удобрений по всем культурам происходит снижение общего уровня продуктивности севооборота с каждой ротацией.
2. Посевы клевера лугового отмечаются определенной стабильностью показателей урожайности от ротации к ротации в пределах 360-380 ц/га зеленой массы. Это указывает на определенный фитомелиоративной эффект культуры, обеспечивающей общий рост биопродуктивности темно-серой почвы.
3. Минеральная система удобрения обеспечивает рост урожая всех сельскохозяйственных культур за первую ротацию севооборота. Однако после второй и третьей ротации происходит резкое снижение прироста урожая. В этом варианте снижалась также эффективность последействия удобрений.
4. Органо-минеральная система удобрения, с насыщением в севообороте 15 т/га органических удобрений, обеспечивала достоверные приросты урожая сельскохозяйственных культур и наибольшие сборы зерновых единиц за три ротации севооборота с положительной динамикой после каждой ротации.
Список литературы
1. Брагин, А. М. Влияние длительного применения различных систем удобрения в севообороте на изменение агрохимических свойств и окультуренность почвы / А. М. Брагин // Эффективность удобрений, урожайность сельскохозяйственных культур и плодородие почв. - Горки: БСХА, 1989. - С. 9-23.
2. Волощук, М. Д. Продуктивність короткоротаційних сівозмін західного регіону України / М. Д. Волощук, Л. В. Дука, Г. Й. Сеньків // Вісник аграрної науки. - 2001. - № 4. - С. 27-31.
3. Гриник, І. В. Вплив добрив і засобів захисту рослин на продуктивність сівозмін Полісся / І. В. Гриник, Ю. О. Бакун, О. І. Бакун // Вісник аграрної науки. - 2002. - № 5. - С. 29-32.
4. Система удобрения, продуктивность культур и плодородие чернозема выщелоченного / А. В. Дедов, Н. И. Придворев, В. В. Верзилин [и др.] // Агрохимия. - 2004. - № 5. - С. 36-46.
5. Лапа, В. В. Продуктивность севооборотов и изменение плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы при длительном применении удобрений / В. В. Лапа, Н. Н. Ивахненко // Агрохимия, 2012. - № 9.- С. 41-48.
6. Лопушняк, В. І. Динаміка фракційно-групового складу темно-сірого опідзоленого ґрунту під впливом різних систем удобрення / В. І. Лопушняк // Передгірне та гірське землеробство і тваринництво: міжвід. темат. наук. зб. - Львів-Оброшино, 2012. - Вип. 54, ч. 2. - С. 58-64.
7. Минакова, О. А. Влияние применения удобрений в севообороте с сахарной свеклой на плодородие чернозема выщелоченного и продуктивность севооборота в условиях Лесостепи Центрально-Черноземного региона РФ / О. А. Минакова. - Известия ТСХА. - 2012. - Вып. 3. - С. 99-106.
8. Єрмолаєв, М. М. Продуктивність сівозмін з короткою ротацією залежно від рівня насичення зерновими культурами / М. М. Єрмолаєв, Д. В. Літвінов, Г. М. Єрмолаєва, М. П. Товстенко // Землеробство : міжвід. темат. наук. зб. - Киев, 2010. - Вип. 82. - С. 3-8.