Агроэкологическая оценка применения различных видов удобрений при возделывании картофеля в Саратовском Правобережье

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Агроэкологическая оценка применения различных видов удобрений при возделывании картофеля в Саратовском Правобережье

Специальность 03.00.16 - растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Борисова Вера Владимировна

Саратов 2007

Работа выполнена в федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова»

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Калмыков Сергей Иванович

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Попов Геннадий Николаевич;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Литвинов Евгений Александрович

Ведущая организация - ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА»

Защита состоится «14» ноября 2007 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д. 220. 061. 06 при ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» по адресу 410012, г. Саратов, Театральная площадь, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ».

Автореферат разослан «_____» ______________ 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета А.Н. Данилов

удобрение урожайность картофель агроэкологический

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. При быстром росте масштабов техногенного загрязнения окружающей среды - почвы, воздуха, поверхностных и грунтовых вод - производство экологически чистой продукции растениеводства, безвредной для человека и сельскохозяйственных животных, становится все более сложной и актуальной проблемой.

Экологически чистые технологии производства продукции растениеводства предполагают исключение загрязнения почвы, воды и воздуха токсическими веществами, нарушающими биологическое равновесие экологической среды и ухудшающими качество выращиваемого урожая. При этом, для достижения высоких урожаев экологически чистой продукции необходим не отказ от химикатов, а грамотное их применение, совмещение с другими безопасными высокоэффективными мероприятиями - биологическими, агротехническими, организационными и т.д. Передовые хозяйства нашей области доказывают правомерность этого положения, обязательно используя химические вещества и получая сейчас высокие урожаи.

В связи с этим направление исследований по разработке эффективных технологий выращивания экологически чистой продукции растениеводства при возрастающем техногенном загрязнении сельскохозяйственных агроландшафтов, несомненно, актуально.

Цель и задачи исследований. Целью наших исследований являлась агроэкологическая оценка влияния различных видов и сочетаний удобрений на параметры плодородия чернозема выщелоченного, урожайность и качество клубней картофеля в Саратовском Правобережье

В задачи исследований входило:

1. Выявить влияние различных видов и сочетаний удобрений на пищевой режим чернозема выщелоченного;

2. Провести оценку эффективности использования элементов питания растениями картофеля из почвы и удобрений;

3. Изучить роль различных удобрений в улучшении структуры и повышении биологической активности почвы;

4. Установить закономерности накопления гумуса и детоксикации тяжелых металлов почвой при внесении различных удобрений;

5. Определить виды и сочетания удобрений, позволяющие получать максимальные урожай экологически чистых клубней картофеля на черноземах выщелоченных Саратовского Правобережья;

6. Дать экологическую, энергетическую и экономическую оценку применяемых удобрений при возделывании картофеля.

Научная новизна. На черноземах выщелоченных лесостепной зоны Саратовского Правобережья проведено комплексное изучение влияния различных видов и сочетаний удобрений на плодородие почвы, урожайность и качество клубней картофеля. Сравнительная оценка разных видов удобрений показала преимущество совместного применения биогумуса и флавобактерина над навозом и минеральными удобрениями. Внесение биогумуса в почву способствовало улучшению ее структуры, созданию положительного баланса гумуса и наилучшего режима азотно-фосфорно-калийного питания, детоксикации тяжелых металлов. Применение флавобактерина увеличивало численность микрорганизмов в пахотном горизонте, стимулировало дыхание почвы, повышало ее ферментативную активность.

Применение биогумуса и флавобактерина позволило посевам сформировать наибольшую площадь листовой поверхности, наивысшую биомассу, максимальное число клубней в кусте, увеличило их размеры и дало самую высокую урожайность - более 40 т/га экологически чистых клубней - с наивысшим накоплением крахмала и содержанием нитратов и тяжелых металлов ниже предельно допустимых концентраций. Использование этих приемов обеспечивало наилучшие показатели экологической, энергетической и экономической эффективности.

Практическая значимость. Установленные взаимосвязи создают большие возможности для производственного применения экологически безопасного режима питания агроценозов картофеля. Использование рекомендуемых видов и сочетаний удобрений позволяет на черноземах выщелоченных лесостепи Саратовского Правобережья получать 40 т/га экологически чистых клубней картофеля с сохранением почвенного плодородия.

Основные положения, выносимые на защиту:

? Влияние различных видов и сочетаний удобрений на пищевой режим, структуру и биологические свойства чернозема выщелоченного Саратовского Правобережья;

? Закономерности накопления гумуса и детоксикации тяжелых металлов почвой при внесении различных удобрений;

? Виды и сочетания удобрений, обеспечивающие максимальные урожай экологически чистых клубней картофеля;

? Экологическая, энергетическая и экономическая оценка применяемых удобрений при возделывании картофеля.

Реализация научных исследований. Полученные результаты внедрены в хозяйствах лесостепной зоны Саратовского Правобережья на площади 200 га, а также используются в учебном процессе кафедры экологии ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова».

Апробация работы. Результаты исследований неоднократно докладывались на международных, всероссийских и региональных научно-практических конференциях в Саратове (2006-2007), Ростове (2007) и т.д.

Публикации в печати. По материалам исследований опубликовано 9 научных работ, в т.ч. 1 - в издании, рекомендованном по списку ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 148 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, семи глав, выводов и предложений производству, содержит 21 таблицу, 10 рисунков, 18 приложений. Список используемой литературы включает 228 источников, в том числе 14 зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальная часть работы выполнялась в 2005-2007 годах на полях ООО «Альянс-Агро» Новобурасского района Саратовской области.

Почва опытного поля - чернозем выщелоченный, среднемощный, среднесуглинистого гранулометрического состава, с содержанием 5,5-6,0% гумуса в пахотном горизонте. Обеспеченность почвы нитратным азотом - низкая (8-15 мг/кг почвы), доступным фосфором - средняя (20-32 мг/кг), обменным калием - высокая (240-300 мг/кг).

Климат зоны исследований - умеренно-континентальный. Сумма активных температур (выше +10єС) - 2531єС; продолжительность безморозного периода - более 180 дней; среднемноголетняя сумма осадков за год - 451 мм. За период исследований погодные условия отличались существенным разнообразием: вегетационные периоды 2005 и 2007 годов были средне засушливыми, а 2006 год был более влажным.

Схемы опытов представлены в экспериментальной части. Повторность опытов - четырехкратная. Размещение вариантов - рендомизированное. Площадь учетной делянки - 140 м². На опытном участке выполнялись все агротехнические мероприятия, предусмотренные в научно-обоснованных системах земледелия Поволжья с учетом зональных рекомендаций НИИСХ Юго-Востока. Предшественник - озимая пшеница.

Закладка и проведение опытов выполнялись в соответствии с методикой Б.А. Доспехова (1985) и Рекомендациями НИИСХ Юго-Востока (1973). В опытах по соответствующим методикам проводили учеты и наблюдения за следующими важнейшими показателями: пищевым режимом и накоплением гумуса, агрофизическими и биологическими свойствами почвы, содержанием тяжелых металлов в почве и растениях, полнотой всходов, густотой стояния, высотой растений, накоплением биомассы, формированием площади листьев и показателями продуктивности фотосинтеза.

Биологический урожай получали путем отбора 10-ти образцов с площадок 1,42 погонных метра рядка с каждого варианта двух несмежных повторностей с последующим переводом на стандартную чистоту (100%) и влажность (17%). При дальнейшем анализе образцов определяли основные элементы структуры урожая: число растений (шт./м²), общее количество клубней с одного растении и количество товарных клубней (шт.), общую массу клубней с одного растения и массу товарных клубней, число и массу клубней по фракциям и др. Хозяйственный урожай клубней учитывали методом сплошной уборки каждой делянки картофелекопалкой КТН-2Б.

Статистическая обработка опытных данных методами корреляционного и дисперсионного анализов выполнялась по Б.А. Доспехову (1985) на ЭВМ ВЦ ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова». Биоэнергетическая и экономическая оценка рекомендуемых приемов проводились согласно методическим рекомендациям ВАСХНИЛ (1989) и РАСХН (1998).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ПИЩЕВОГО РЕЖИМА КАРТОФЕЛЯ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ И СОЧЕТАНИЙ УДОБРЕНИЙ

Экологически сбалансированный режим обеспечения растений картофеля азотом. Режим азотного питания по вариантам опыта складывался различно. На первом варианте без применения удобрений в фазу всходов в пахотном слое почвы содержалось 15,1 мг/кг нитратного азота. К фазе бутонизации с повышением температуры, вследствие усиления нитрификации и небольшого потребления азота растениями, содержание нитратного азота в почве увеличилось до 16,8 мг/кг. Однако затем началось интенсивное потребление азота растениями и его содержание в почве снизилось в фазу цветения - до 14,3 мг/кг, в фазу начала увядания ботвы - до 13,1 и в фазу уборки урожая - до 12,0 мг/кг почвы (табл. 1). Как видим уровень азотного питания растений на контрольном варианте без применения удобрений был низким, и кроме того пахотный горизонт почвы потерял за вегетацию картофеля 3,1 мг/кг нитратного азота.

Таблица 1 Влияние различных видов и сочетаний удобрений на динамику содержания нитратного азота в пахотном слое почвы под посевами картофеля в мг/кг (среднее за 2005-2007 гг.)

Варианты опыта	Фазы вегетационного периода картофеля
	всходы	бутонизация	цветение	начало увядания ботвы	уборка
1. Контроль (без удобрений)	15,1	16,8	14,3	13,1	12,0
2. N180Р210K210	36,1	42,2	26,9	18,6	10,1
3. Навоз - 40 т/га	25,0	29,9	34,9	28,8	11,0
4. Биогумус - 8 т/га	28,3	33,2	38,2	31,3	11,5
5. Флавобактерин	15,2	17,0	14,8	13,6	11,9
6. N180Р210K210 + флавобактерин	36,2	43,5	27,6	19,1	10,4
7. Навоз (40 т/га) + флавобактерин	25,1	30,8	36,5	29,9	10,6
8. Биогумус (8 т/га) + флавобактерин	28,6	34,1	40,0	33,6	11,5

На вариантах с удобрениями содержание нитратного азота было заметно выше, чем на контроле (рис. 1). Наибольшее содержание нитратного азота в начале вегетации картофеля в фазу всходов было отмечено по данным 2005-2007 годов на втором варианте при внесении минеральных удобрений N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀ и шестом варианте N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀+флавобактерин - соответственно 36,1 и 36,2 мг на 1 кг почвы. Высокое содержание нитратного азота в почве на данных вариантах сохранялось и в следующую фазу бутонизации картофеля - 42,2 мг/кг на варианте применения N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀ и 43,5 мг/кг на варианте N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀+флавобактерин.

Рис. 1. Влияние различных видов и сочетаний удобрений на содержание нитратного азота в почве под посевами картофеля в фазу цветения (среднее за 2005-2007 гг.)

Однако в дальнейшие фазы вегетации азотный режим при применении минеральных удобрений резко ухудшался. В исследованиях установлено, что легкоусвояемый азот минеральных удобрений был быстро израсходован в первой половине вегетации на рост надземной вегетативной массы картофеля и его количество в пахотном слое на втором и шестом вариантах снизилось: в цветение - до 26,9-27,6 мг/кг, в начале увядания ботвы - до 18,6-19,1 мг/кг, в уборку - до 10,1-10,4 мг/кг. Таким образом, применение минеральных удобрений в наших исследованиях не обеспечивало благоприятный азотный режим во второй половине вегетации, необходимый для формирования наиболее ценной части урожая картофеля - клубней. Кроме того, данные показывают, что на втором и шестом вариантах, где применялись минеральные удобрения, содержание нитратного азота в пахотном горизонте почвы в момент уборки урожая было на 1,6-1,9 мг/кг ниже, чем на контроле, т.е. отмечено явное ухудшение пищевого режима почвы.

Выше чем на контрольном варианте было содержание нитратного азота на делянках картофелях, где применялись органические удобрения - навоз и биогумус. В исследованиях проявилось более ценное по сравнению с минеральными туками действие этих видов органических удобрений на динамику азотного режима почвы - в связи с медленной отдачей питательных веществ азотный режим был равномерным и главное - высоким во второй половине вегетации при создании урожая клубней.

Отмечено и положительное действие биопрепарата флавобактерин - как отдельно, так и при совместном применении с другими видами удобрений он повышал содержание нитратного азота в почве на 0,2-2,3 мг/кг в течение всего периода вегетации картофеля.

В целом, наилучший режим азотного питания растений картофеля наблюдался при использовании сочетания биогумус (8 т/га) + флавобактерин (вариант 8): 28,6 мг/кг почвы - в фазу всходов; 34,1 мг/кг - в бутонизацию; 40,0 мг/кг - в цветение; 33,6 мг/кг в фазу начала усыхания ботвы и 18,5 мг/кг - в уборку урожая. На этом варианте за счет биогумуса и флавобактерина азот равномерно в течение всей вегетации поступал в почву и использовался растениями. Кроме того, на всех вариантах применения биогумуса, навоза и флавобактерина к моменту уборки урожая содержание нитратного азота в пахотном горизонте почвы было выше, чем на контроле, то есть отмечается положительный баланс азота в течение вегетации картофеля.

Оптимизация фосфатного режима посевов. Содержание фосфора в начальный период на всех вариантах внесения удобрений было выше, чем на контроле. Однако, затем в течение вегетации картофеля фосфатный режим на вариантах опыта складывался различно. На контроле при отсутствии удобрений содержание подвижного фосфора постепенно снижалось с 24,7 мг/кг почвы в фазу всходов картофеля до 22,5 мг/кг в период уборки урожая. Фосфатный режим здесь был низким и за вегетационный период картофеля пахотный горизонт почвы потерял 2,2 мг/кг подвижного фосфора.

Также как и в отношении нитратного азота отмечалось быстрое расходование подвижного фосфора из пахотного горизонта почвы на рост надземной вегетативной массы картофеля на фоне внесения минеральных удобрений N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀ (вариант 2) - с 42,7 мг/кг в момент максимума в бутонизацию до 32,9 мг/кг в цветение и до 21,3 мг/кг в период уборки урожая. При применении минеральных удобрений отмечено заметное снижение содержания подвижного фосфора в почве по сравнению с начальным уровнем - 3,4 мг/кг почвы в среднем за три года.

Значительно более благоприятной была динамика фосфатного режима почвы на вариантах применения навоза и биогумуса - уровень обеспечения растений картофеля фосфором здесь был высоким в течение всей вегетации. Действие биопрепарата флавобактерин в отношении увеличения фосфора было более значительным, чем это проявилось по азоту. Содержание подвижного фосфора в пахотном горизонте при использовании флавобактерина увеличилось на 2,3-6,2 мг/кг почвы.

При отмеченном положительном влиянии органических удобрений и биопрепарата, наилучший режим фосфатного питания растений картофеля наблюдался при использовании сочетания биогумус (8 т/га) + флавобактерин (вариант 8): 32,8 мг/кг почвы - в фазу всходов; 41,2 мг/кг - в бутонизацию; 45,3 мг/кг - в цветение; 37,8 мг/кг в фазу начала усыхания ботвы и 29,5 мг/кг - в уборку урожая. Уровень фосфатного режима почвы достаточен для формирования высокого урожая картофеля, а баланс подвижного фосфора в течение вегетации - положительный.

Достижение бездефицитного обеспечения растений калием. При применении биогумуса и навоза режим калийного питания практически в течение всей вегетации картофеля был более высоким и стабильным, чем на вариантах использования минеральных удобрений. Также отмечалось заметное положительное влияние биопрепарата флавобактерин на калийный режим почвы, что объясняется активизацией поступления обменного калия из трудно растворимых минералов почвы и из органических соединений запаханных растительных остатков озимой пшеницы - при этом содержание обменного калия в пахотном горизонте почвы было на 8-31 мг/кг выше.

Наилучший режим калийного питания растений картофеля наблюдался при использовании сочетания биогумус (8 т/га) + флавобактерин - по сравнению с другими видами и сочетаниями удобрений содержание обменного калия в почве на данном варианте было выше: в фазу бутонизации - на 5-17 мг/кг; в цветение - на 11-43 мг/кг; в фазу начала увядания ботвы - на 11-46 мг/кг и в уборку - на 8-25 мг/кг. Баланс обменного калия на данном варианте в течение вегетации был положительным.

Таким образом, совместное применение биогумуса и биопрепарата флавобактерин заметно увеличивало количество нитратного азота, подвижного фосфора и улучшало калийный режим в пахотном горизонте чернозема выщелоченного Саратовского Правобережья. Особенно важно то, что данное сочетание обеспечивало высокий уровень питания в течение всего вегетационного периода картофеля.

Влияние различных видов удобрений на использование питательных элементов растениями картофеля. В опыте получены ценные данные по выносу элементов питания на формирование 1 тонны клубней картофеля, имеющие теоретическое и практическое значение, так как по ним можно корректировать расчеты зональных норм удобрений под культуру. По нашим данным при выращивании на черноземах выщелоченных Саратовского Правобережья без внесения удобрений картофель использует на создание 1 тонны товарных клубней и соответствующего количества побочной продукции 4,4 кг азота; 2,0 кг фосфора и 5,5 кг калия.

При применении биопрепарата флавобкатерин использование элементов питания на формирование 1 тонны клубней по сравнению с контролем увеличилось незначительно: азота - до 4,5 кг или на 2,3%; фосфора - до 2,1 кг или на 5,0%; калия - до 5,8 кг или на 5,5%. В то же время, при применении минеральных удобрений, отмечено значительное увеличение расхода питательных веществ на 1 тонну клубней: азота - до 7,0 кг или на 59,1%; фосфора - до 2,9 кг или на 45,0%; калия - до 8,7 кг или на 58,2%. Это объясняется повышенным расходом элементов питания на большую величину сопутствующей клубням надземной массы.

На вариантах применения биогумуса и навоза величина надземной массы была меньше, соотношение было в пользу урожая клубней и поэтому затраты элементов питания были меньше, чем при использовании минеральных удобрений, и соответствовали выносу приводимому в литературных источниках для высокопродуктивных посевов картофеля. Вынос элементов питания на 1 тонну клубней по биогумусу составил: азота - 6,4 кг; фосфора - 2,4 и калия - 7,8 кг. Практически таким же был вынос по навозу: азота - 6,8 кг/т; фосфора - 2,6 и калия - 8,2 кг/т. Совместное применение флавобактерина как с минеральными, так и с органическими удобрениями оказало слабое влияние на вынос NРK.

Наши исследования подтвердили данные многих авторов, отмечающих, что коэффициенты использования азота, фосфора и калия зависят от вида и сочетания используемых удобрений (табл. 2).



Таблица 2 Коэффициенты использования азота, фосфора и калия посевами картофеля из различных удобрений (среднее за 2005-2007 гг.)

Варианты опыта	Коэффициенты использования, %
	N	Р2О5	К2О
1. Контроль (без удобрений)	18	5	13
2. N180Р210K210	42	11	42
3. Навоз - 40 т/га	60	22	63
4. Биогумус - 8 т/га	66	24	70
5. Флавобактерин	22	6	16
6. N180Р210K210 + флавобактерин	46	14	45
7. Навоз (40 т/га) + флавобактерин	65	25	67
8. Биогумус (8 т/га) + флавобактерин	75	29	80

Примечание: на 1 и 5 вариантах приведены коэффициенты использования из почвы

Самый низкий коэффициент использования азота растениями картофеля из изучаемых видов удобрений отмечался на втором варианте, где применялись минеральные удобрения - 42% в среднем за три года. Так как содержание нитратного азота в почве в момент уборки на этом варианте не превышало контроль, то можно утверждать, что больше половины азотных туков было потеряно с ущербом для экологии зоны. Значительно лучше использовался азот из внесенных органических удобрений: из навоза - на 60-65%; из биогумуса - на 66-75%. Причем применение совместно с ними биопрепарата флавобактерина повышало эффективность использования азота растениями картофеля соответственно на 5 и 9%, в то время как с минеральными удобрениями - только на 4%.

Аналогичные закономерности по изучаемым видам и сочетаниям удобрений отмечались и в отношении эффективности использования растениями картофеля фосфора и калия.

Таки образом, использование минеральных удобрений при возделывании картофеля приводит к значительным потерям в окружающую среду содержащихся в них питательных элементов и одновременно с этим снижению количества NРK в пахотном горизонте почвы.

Экологически безопасный для окружающей среды и почвы режим питания посевов картофеля может быть достигнут на основе применение органических удобрений и биопрепаратов. Данные наших исследований за 2005-2007 гг. показали, что в этом отношении для черноземов выщелоченных Саратовского Правобережья наиболее эффективным является сочетание богумус (8 т/га) + флавобактерин.

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ УДОБРЕНИЙ НА ПРОЦЕССЫ СОХРАНЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ

Возможности сохранения и улучшение водно-физических свойств почвы. В исследованиях установлены определенные зависимости влияния разных видов удобрений на изменение плотности почвы под посевами картофеля. Наиболее рыхлое сложение пахотного горизонта формируется при использовании навоза и биогумуса - соответственно 1,13 и 1,15 г/см³. Применение минеральных удобрений не влияет на плотность почвы - здесь она оставалась на уровне контроля - 1,22 г/см³ (табл. 3).

Таблица 3 Влияние удобрений на показатели водно-физических свойств почвы в посевах картофеля (среднее за 2005-2007 гг.)

Варианты опыта	Плотность почвы, г/см3	Содержание почвенной фракции 0,25-10 мм, %	Содержание водопрочных агрегатов, %	Водопроницаемость через 8 часов, мм/час
1. Контроль (без удобрений)	1,22	63,5	42,0	17,9
2. N180Р210K210	1,22	63,4	42,1	18,0
3. Навоз - 40 т/га	1,13	71,6	48,0	23,9
4. Биогумус - 8 т/га	1,15	72,8	49,1	23,5
5. Флавобактерин	1,22	63,8	42,2	17,8
6. N180Р210K210 + флавобактерин	1,22	63,9	42,5	18,1
7. Навоз (40 т/га) + флавобактерин	1,13	71,9	48,4	23,9
8. Биогумус (8 т/га) + флавобактерин	1,15	73,0	49,3	23,6

Рис. 2. Влияние различных видов и сочетаний удобрений на содержание водопрочных агрегатов в пахотном слое почвы под посевами картофеля (среднее за 2005-2007 гг.)

При использовании навоза и биогумуса улучшались другие показатели структуры почвы: увеличивалось содержание самой ценной агрегатной фракции 0,25-10 мм - с 63,5 до 71,6-73,0%, содержание водопрочных агрегатов - с 42,0 до 49,1-49,3% и водопроницаемость - с 17,9 до 23,5-23,6 мм/час.

Закономерности изменения содержания гумуса в почве. При выращивании картофеля без удобрений накопление гумуса из его пожнивно-корневых остатков, оставшихся после уборки (1,11 т/га) не покрывало минерализацию гумуса, произошедшую в течение вегетации (3,22 т/га). При этом наблюдался отрицательный баланс гумуса - потеря гумуса составила 2,11 т/га в год по средним данным за 2005-2007 годы (табл. 4).



Таблица 4 Баланс гумуса в почве при выращивании картофеля в зависимости от различных видов удобрений, в слое почвы 0-0,4 м (среднее за 2005-2007 гг.)

Варианты опыта	Гумус органических удобрений, т/га	Накопление гумуса из пожнивно-корневых остатков, т/га	Минерализация гумуса, т/га	Баланс гумуса (±), т/га
1. Контроль (без удобрений)	-	1,11	3,22	-2,11
2. N180Р210K210	-	2,85	3,22	-0,37
3. Навоз - 40 т/га	1,60	2,43	3,22	+0,81
4. Биогумус - 8 т/га	1,60	2,57	3,22	+0,95
5. Флавобактерин	-	1,30	3,22	-1,92
6. N180Р210K210 + флавобактерин	-	2,96	3,22	-0,26
7. Навоз (40 т/га) +флавобактерин	1,60	2,56	3,22	+0,94
8. Биогумус (8 т/га) +флавобактерин	1,60	2,71	3,22	+1,09

Существенный вклад в процесс гумусообразования вносят удобрения и величина накопления гумуса, несомненно, зависит от их вида. Применение всех минеральных и органических удобрений создавало возможности большего накопления пожнивно-корневых остатков и увеличение накопления гумуса. Так, применении дозы N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀ на втором варианте и в сочетании N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀ + флавобактерин на шестом варианте давало наибольший прирост надземной и корневой массы и наибольшее в опыте гумусообразование от пожнивно-корневых остатков - 3,85 и 3,96 т/га соответственно. Однако все же оно не перекрывало минерализацию гумуса и баланс на этих вариантах был отрицательным = -0,37 и -0,26 т/га в год соответственно.

Результаты наших исследований показывают, что положительный баланс гумуса на черноземе выщелоченном Саратовского Правобережья обеспечивает внесение в почву биогумуса и навоза - соответственно +0,65 и +0,51 т/га. Внесение биогумуса и навоза кроме увеличения гумусообразования за счет большой массы пожнивно-корневых остатков давало непосредственно гумусовые вещества в почву (они составляют около 20% их сухой массы) и две эти статьи в сумме обеспечивали положительный баланс гумуса в почве. Содержание гумуса еще более возрастает при совмещении использования биогумуса и навоза с применением биопрепарата флавобактерин - прибавка от сочетания биогумус + флавобактерин составляет 1,09 т/га, а от навоз + флавобактерин - 0,94 т/га. Хотя при отдельном применении флавобактерина на посевах картофеля отмечается потеря гумуса -1,92 т/га.

Влияние различных видов удобрений на биологическую активность почвы. Наиболее значительно увеличивало интенсивность дыхания почвы применение навоза и биогумуса. Так, в период наибольшего дыхания чернозема выщелоченного в фазу цветения картофеля показатели составили: на контроле - 715 мг СО₂/час с 1 м²; при применении минеральных удобрений N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀ - 725; навоза - 918; биогумуса - 892; флавобактерина - 853; N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀ + флавобактерин - 760; навоз + флавобактерин - 944 и биогумус + флавобактерин - 933 мг СО₂/час с 1 м². Применение биопрепарата флавобактерин повысило интенсивность дыхания почвы на 19,3% при отдельном использовании, на 6,3% при совмещении с минеральными удобрениями и на 30,5-32,0% при использовании с навозом и биогумусом (табл. 5).

Таблица 5 Влияние удобрений на показатели биологической активности чернозема выщелоченного в фазу цветения картофеля (среднее за 2005-2007 гг.)

Варианты опыта	Дыхание почвы, мг СО2/час с 1 м2	Уреаза, мг N-NH4/10 г почвы за 24 часа	Инвертаза, мг глюкозы/1 г почвы за 4 часа	Разложение клетчатки, %
1. Контроль (без удобрений)	715	89	9,4	42,1
2. N180Р210K210	725	122	9,2	49,6
3. Навоз - 40 т/га	918	108	14,7	65,2
4. Биогумус - 8 т/га	892	105	14,6	65,1
5. Флавобактерин	853	115	10,6	54,6
6. N180Р210K210 + флавобактерин	760	129	11,2	51,3
7. Навоз (40 т/га) + флавобактерин	944	115	19,3	68,6
8. Биогумус (8 т/га) + флавобактерин	933	113	19,5	69,4

Наименьшая уреазная активность отмечена на контроле - 89 мг, а наивысшая - при применении минеральных удобрений N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀ совместно с флавобактерином - 129 мг N-NH₄/10 г почвы за 24 часа. Значительно выше, чем на контроле была уреазная активность почвы на вариантах применения навоза и биогумуса как в чистом виде - 108 и 105 мг N-NH₄/10 г почвы за 24 часа, так и совместно с флавобактерином - соответственно 115 и 113 мг N-NH₄/10 г почвы за 24 часа. Отдельное применение флавобактерина также обеспечивало повышение уреазной активности до 115 мг N-NH₄/10 г почвы за 24 часа или 29,2% по сравнению с контролем.

Наивысшая активность фермента инвертазы обеспечивалась комплексным применением органических удобрений (навоза и биогумуса) и биопрепарата флавобактерин. На этих вариантах нашего опыта показатели в фазу цветения картофеля были максимальными - 19,3-19,5 мг глюкозы/1 г почвы за 4 часа, при данных на контроле - 9,4 мг глюкозы/1 г почвы за 4 часа.

Значительное влияние на интенсивность разложения клетчатки в почве под посевами картофеля оказало внесение органических удобрений и применение биопрепарата флавобактерин для обработки клубней перед посадкой. При этом, в фазу цветения картофеля наибольшая интенсивность разложения клетчатки в пахотном горизонте почвы была отмечена на варианте совместного применения биогумуса (8 т/га) и флавобактерина - 69,4%. Самые низкие показатели разложения клетчатки отмечены на варианте внесения минеральных удобрений N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀ - 49,6% и на контроле - 42,1%.

Таким образом, результаты нашего опыта показали, что внесение биогумуса и навоза в сочетании с применением флавобактерина является важным приемом повышения показателей биологической активности почвы, что крайне необходимо в современном земледелии.

Детоксикация тяжелых металлов почвой. Содержание тяжелых металлов в черноземе выщелоченном на контроле соответствовало фоновому для данного типа почв и было относительно безвредным для растений, так как не превышало предельно допустимые показатели ни по одному из элементов: цинк - 5,40 мг/кг; медь - 0,67 мг/кг; свинец - 1,60 мг/кг; кобальт - 1,20 мг/кг и ртуть - 0,15 мг/кг (табл. 6, рис. 3).

Таблица 6 Изменение содержания подвижных форм тяжелых металлов в пахотном горизонте почвы при использовании различных видов удобрений, мг/кг (среднее за 2005-2007 гг.)

Варианты опыта	Цинк (Zn)	Медь (Cu)	Свинец (Pb)	Кобальт(Co)	Ртуть (Hg)
1. Контроль (без удобрений)	5,40	0,67	1,60	1,20	0,15
2. N180Р210K210	6,62	0,96	2,24	1,45	0,18
3. Навоз - 40 т/га	5,02	0,62	1,88	1,06	0,14
4. Биогумус - 8 т/га	4,24	0,55	1,44	0,82	0,12
5. Флавобактерин	5,36	0,68	1,58	1,21	0,15
6. N180Р210K210 + флавобактерин	6,61	0,97	2,23	1,46	0,18
7. Навоз (40 т/га) + флавобактерин	5,00	0,62	1,89	1,05	0,13
8. Биогумус (8 т/га) + флавобактерин	4,25	0,55	1,42	0,83	0,12
ПДК	25,0	3,0	6,0	2,0	0,3

Исследования первого звена «удобрение - почва» показало, что внесение минеральных удобрений в дозе N₁₈₀Р₂₁₀К₂₁₀ заметно увеличивало содержание тяжелых металлов в пахотном горизонте почвы: цинка - до 6,62 мг/кг; меди - до 0,96 мг/кг; свинца - до 2,24 мг/кг; кобальта - до 1,45 мг/кг и ртути - до 0,18 мг/кг. Большинство минеральных удобрений содержат тяжелые металлы и при больших дозах они могут загрязнять почвы.

Рис. 3. Изменение содержания свинца в пахотном слое почвы при применении различных видов удобрений на посевах картофеля (среднее за 2005-2007 гг.)

Применение биогумуса напротив приводило к детоксикации почвы, т. е. снижению содержания в ней тяжелых металлов. Так, внесение биогумуса уменьшало содержание в почве цинка - до 4,24 мг/кг; меди - до 0,55 мг/кг; свинца - до 1,44 мг/кг; кобальта - до 0,82 мг/кг и ртути - до 0,12 мг/кг. Снижение было значительным - от 10,0 до 31,7%. Применение навоза было также эффективным - снижало содержание всех определяемых нами тяжелых металлов, кроме свинца. Высокий уро- вень свинца, по-видимому, объясняется большим количеством проездов техники по полю при внесении 40 т/га навоза. А из литературы известно, что именно техника при сжигании топлива выделяет много свинца, который оседает, например, вдоль автомобильных дорог. Использование биопрепарата флавобактерин не оказало влияния на снижение содержания тяжелых металлов в пахотном горизонте чернозема выщелоченного Саратовского Правобережья, как при применении его в чистом виде, так и совместно с другими удобрениями.

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ УДОБРЕНИЙ В СТАБИЛИЗАЦИИ АГРОЦЕНОЗОВ И ПОВЫШЕНИИ ПРОДУКТИВНОСТИ КАРТОФЕЛЯ В САРАТОВСКОМ ПРАВОБЕРЕЖЬЕ

Рост и развитие растений в посевах картофеля. Наименьшая высота растений была на контроле - 45 см. Самыми высокими растения были при использовании минеральных удобрений N₁₈₀Р₂₁₀К₂₁₀ (которые быстро усваивались растениями и стимулировали сильный начальный рост) - 64 см. На вариантах с внесением в почву навоза (40 т/га) и биогумуса (8 т/га) при равномерном и сбалансированном в течении вегетации снабжении растений картофеля всеми элементами питания развиваются толстые «крепкие» стебли, высотой в цветение 54-55 см (табл. 7).

Таблица 7 Влияние удобрений на формирование морфологической структуры посевов картофеля сорта Рождественский (среднее за 2005 - 2007 гг.)

Варианты опыта	Высота растений, см	Площадь листьев в цветение, тыс. м2/га	Фотосинтетический потенциал, тыс. м2* сутки/га	Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2*сутки	Сухая биомасса, т/га
1. Контроль (без удобрений)	45	30,4	1368	5,4	7,4
2. N180Р210K210	64	55,6	2780	6,5	18,0
3. Навоз - 40 т/га	55	47,5	2138	6,8	14,5
4. Биогумус - 8 т/га	54	47,3	2129	7,1	15,1
5. Флавобактерин	46	32,5	1482	5,8	8,6
6. N180Р210K210 + флавобактерин	65	57,3	2865	6,6	18,7
7. Навоз (40 т/га) + флавобактерин	55	48,6	2187	7,1	15,6
8. Биогумус (8 т/га) + флавобактерин	55	48,7	2192	7,4	16,2

Наибольшая величина площади листьев отмечалась при применении минеральных удобрений N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀ и N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀ + флавобактерин - соответственно 55,6 и 57,3 тыс. м² /га. Площадь листьев на вариантах применения навоза и биогумуса была немного ниже - 47,3-48,7 тыс. м² /га. Анализ продуктивности фотосинтеза показывает, что площадь листьев при применении минеральных удобрений излишне высока, т.е. листья затеняют друг друга. Это подтверждается тем, что при более высоком фотосинтетическом потенциале на вариантах с минеральными удобрениями - 2780-2865 тыс. м²_*сутки/га, по сравнению с вариантами навоза и биогумуса где было 2129-2192 тыс. м²_*сутки/га, показатели чистой продуктивности фотосинтеза были противоположными - соответственно 6,5-6,6 и 6,8-7,4 г/м²_*сутки.

Влияние различных видов удобрений на элементы структуры урожая растений картофеля. Число клубней увеличивалось с 5,2 штук в одном кусте на контрольном варианте (без внесения удобрений) до 7,6 штук при внесении минеральных удобрений N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀ и применении флавобактерина на шестом варианте. Также высоким было количество клубней на втором варианте с применением только минеральных удобрений в дозе N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀ - 7,5 штук в среднем за три года.

Значительно выше, чем на контроле было количество клубней на вариантах применения навоза и биогумуса, как в чистом виде, так и совместно с флавобактерином - 6,6-6,8 штук на одном кусте.

Масса клубней с одного куста увеличивалась с 388 грамм на варианте без удобрений до 815 грамм при применении сочетания биогумус + флавобактерин в посевах картофеля (вариант 8). Аналогично изменялась и масса одного клубня - соответственно с 75 г на контроле до 120 г на варианте биогумус + флавобактерин. В то же на вариантах применения минеральных удобрений (варианты 2 и 6) при большом числе клубней в кусте размеры их были средними - 87-89 грамм.

Влияние различных видов удобрений на продуктивность агроценозов картофеля в Саратовском Правобережье. Урожайность клубней с 1 гектара в нашем опыте напрямую зависела от развития растений по вариантам. Самая низкая урожайность была получена на контроле - 18,5 т/га в среднем за три года. Заметно выделялся восьмой вариант с совместным применением биогумуса (8 т/га) и флавобактерина. Здесь в посевах наблюдался оптимальный пищевой режим, наилучшая структура почвы, формирование наибольшей площади листовой поверхности и самая продуктивная ее работа на создание урожая клубней. На этом варианте при общей массе клубней с куста 815 грамм в среднем за 2005-2007 годы была получена наибольшая их урожайность - 40,2 т/га, что на 117% превышало показатель контроля. При сочетании навоз + флавобактерин урожайность была лишь не намного ниже - 37,7 т/га или на 104% выше контроля (табл. 8, рис. 4).

Таблица 8

Влияние различных видов и сочетаний удобрений на урожайность клубней картофеля Рождественский, т/га

Варианты опыта	Годы исследований	Среднее за 2005-2007 гг.	Прибавка к контролю
	2005	2006	2007		т/га	%
1. Контроль (без удобрений)	16,7	20,7	18,1	18,5	-	-
2. N180Р210K210	28,6	35,4	30,9	31,6	13,1	71
3. Навоз - 40 т/га	33,2	40,1	33,3	35,5	17,0	92
4. Биогумус - 8 т/га	34,5	42,3	36,7	37,8	19,3	104
5. Флавобактерин	20,0	24,2	20,6	21,6	3,1	17
6. N180Р210K210 + флавобактерин	29,7	36,0	32,7	32,8	14,3	77
7. Навоз (40 т/га) + флавобактерин	34,4	42,5	36,3	37,7	19,2	104
8. Биогумус (8 т/га) + флавобактерин	36,8	44,8	39,1	40,2	21,7	117
НСР05	1,04	1,64	1,22

Высокая урожайность клубней картофеля была получена и при отдельном применении биогумуса и навоза - соответственно 37,8 и 35,5 т/га или на 104 и 92% выше, чем на контроле.

Ниже, чем по биогумусу и навозу была урожайность клубней картофеля при применении минеральных удобрений - соответственно 31,6 и 32,8 т/га в среднем за три года. На варианте использования флавобактерина (вариант 5) урожайность картофеля была выше, чем на контроле - 21,6 т/га, но она заметно уступала всем вариантам применения удобрений.

Рис. 4. Влияние различных видов и сочетаний удобрений на урожайность клубней картофеля сорта Рождественский в Саратовском Правобережье (среднее за 2005-2007 гг.)

Качество и экологическая безопасность клубней картофеля. Основной целью наших исследований являлось получение экологически чистых клубней картофеля сорта Рождественский с высоким накоплением крахмала, но одновременно с содержанием нитратов и тяжелых металлов ниже предельно допустимых концентраций (ПДК).

Применение удобрений оказало значительное влияние на химический состав клубней. Полученные данные показывают, что удобрения заметно увеличивали содержание наиболее ценного вещества клубней картофеля - крахмала (табл. 9). Так, в среднем за три года содержании крахмала увеличилось с 12,7% на варианте без удобрений до 15,6% на варианте с внесением минеральных удобрений (N₁₈₀Р₁₈₀К₂₁₀), до 17,3% на варианте навоз (40 т/га) + флавобактерин и до 17,5% на варианте биогумус + флавобактерин. Таким образом, явно проявилась закономерность большего влияния органических удобрений (биогумуса и навоза) на накопление крахмала.

Внесение больших доз минеральных удобрений на вариантах N₁₈₀Р₂₁₀К₂₁₀ и N₁₈₀Р₂₁₀К₂₁₀+флавобактерин при положительном увеличении урожайности приводило к накоплению в клубнях нитратов выше допустимого уровня - соответственно до 324 и 328 мг/кг при ПДК - 250 мг/кг. На всех других вариантах содержание нитратов было ниже ПДК: на контроле - 232 мг на 1 кг клубней; при применении флавобактерина - 235 мг/кг; при внесении навоза - 209-210 мг/кг и при использовании биогумуса - самое низкое количество - 187-188 мг/кг.

Внесение минеральных удобрений, заметно увеличивая содержание тяжелых металлов в почве, приводило к получению экологически «грязной» продукции. По всем определяемым нами элементам обнаружено превышение ПДК при использовании клубней в пищу: по цинку - 11,1-11,2 мг/кг (ПДК=10 мг/кг); по меди - 6,6-6,7 мг/кг (ПДК=5 мг/кг); по свинцу - 1,02-1,05 мг/кг (ПДК=0,5 мг/кг); по кобальту - 0,21-0,22 мг/кг (ПДК=0,2 мг/кг) и по ртути - 0,019 мг/кг (ПДК=0,02 мг/кг). При применении навоза отмечалось лишь небольшое превышение ПДК по свинцу - 0,66 мг/кг при норме 0,5 мг/кг.



Таблица 9 Влияние разных видов и сочетаний удобрений на химический состав клубней картофеля сорта Рождественский (среднее за 2005 - 2007 гг.)

Варианты опыта	Крахмал, %	Нитраты, мг/кг	Цинк (Zn), мг/кг	Медь (Cu), мг/кг	Свинец (Pb), мг/кг	Кобальт (Co), мг/кг	Ртуть (Hg), мг/кг
1. Контроль (без удобрений)	12,7	232	8,8	4,5	0,73	0,18	0,016
2. N180Р210K210	15,6	324	11,1	6,6	1,02	0,22	0,019
3. Навоз - 40 т/га	17,2	209	8,3	4,2	0,66	0,16	0,015
4. Биогумус - 8 т/га	17,4	188	6,8	3,8	0,48	0,13	0,011
5. Флавобактерин	13,0	235	8,7	4,6	0,72	0,18	0,016
6. N180Р210K210 + флавобактерин	15,7	328	11,2	6,7	1,05	0,21	0,019
7. Навоз (40 т/га) + флавобактерин	17,3	210	8,2	4,2	0,66	0,16	0,014
8. Биогумус (8 т/га) + флавобактерин	17,5	187	6,7	3,7	0,49	0,14	0,012
ПДК		250	10,0	5,0	0,50	0,20	0,020

Данные наших исследований показывают, что получение экологически чистых по всем изучаемым нами показателям клубней картофеля на черноземах выщелоченных Саратовского Правобережья обеспечивает применение сочетания биогумус (8 т/га) + флавобактерин или использование в качестве удобрения биогумуса.

БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ РАЗНЫХ ВИДОВ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ КАРТОФЕЛЯ

Биоэнергетическая оценка применения разных видов и сочетаний удобрений при возделывании картофеля проводились согласно методическим рекомендациям ВАСХНИЛ (1989) и Г.С. Посыпанова (1997). Из биоэнергетических показателей рассчитывались: накопление совокупной энергии в урожае, затраты совокупной энергии, приращение энергии и коэффициент энергетической эффективности (КЭЭ). Достигнуть наибольших в опыте энергетических показателей позволило применение биогумуса и сочетания биогумус (8 т/га) + флавобактерин: максимальное приращение энергии - соответственно 233,5 и 252,2 ГДж/га и наивысшие коэффициенты энергетической эффективности - соответственно 2,70 и 2,84.

Анализ данных экономической эффективности показывает, что для формирования наивысшей урожайности и получения экологически чистых клубней картофеля на черноземах Саратовского Правобережья необходимо внесение биогумуса (8 т/га) совместно с использованием биопрепарата флавобактерин. При этом, даже при расчетах на основе цены на обычный картофель (так как на экологически чистую продукции в России цены сейчас не устанавливаются), достигаются высокие показатели экономической эффективности: наибольший условно чистый доход - 104,9 тыс. руб. с 1 гектара; наивысший уровень рентабельности - 188% и наименьшая себестоимость производства 1 тонны товарных клубней - 1,39 тыс. руб.

ВЫВОДЫ

1. Производство экологически чистой продукции растениеводства должно базироваться не на отказе от применения химических средств, а на грамотном их использовании в сочетании с другими приемами. Так, сочетание минеральных и органических удобрений и применения биопрепарата флавобактерин при выращивании картофеля способствовало улучшению обеспечения растений элементами питания.

2. Используемые виды удобрений оказывали разное влияние на динамику питательного режима растений в посевах картофеля. Применение минеральных удобрений не обеспечивало благоприятный пищевой режим во второй половине вегетации, необходимый для формирования наиболее ценной части урожая картофеля - клубней. Кроме того, на вариантах внесения минеральных удобрений к моменту уборки урожая отмечалось снижение по сравнению с исходным уровнем нитратного азота - на 1,6-1,9 мг/кг, подвижного фосфора - на 3,4 мг/кг и обменного калия - на 43-45 мг/кг, т.е. отмечалось явное ухудшение пищевого режима почвы.

3. Использование больших доз минеральных удобрений при возделывании картофеля приводит к значительным потерям в окружающую среду содержащихся в них питательных элементов и одновременно с этим снижению количества NРK в пахотном горизонте почвы. В то же время оптимальный и экологически безопасный для окружающей среды и почвы режим питания посевов картофеля может быть достигнут на основе применение навоза (40 т/га), биогумуса (8 т/га) и биопрепарата флавобактерин.

4. При использовании навоза и биогумуса снижалась плотность сложения 0-30 см слоя почвы - с 1,22 до 1,13 и 1,15 г/см³, но в то же время увеличивалось содержание самой ценной агрегатной фракции 0,25-10 мм почвы - с 63,5 до 71,6-73,0%, содержание водопрочных агрегатов - с 42,0 до 49,1-49,3% и водопроницаемость - с 17,9 до 23,5-23,6 мм/час.

5. При выращивании картофеля без удобрений и на фоне минеральных удобрений наблюдался отрицательный баланс гумуса - потеря гумуса составила соответственно 2,11 и 0,37 т/га в год. Содержание гумуса в почве возрастает при совмещении внесения биогумуса и навоза с применением биопрепарата флавобактерин - прибавка от сочетания биогумус + флавобактерин составляет 1,09 т/га, а от навоз + флавобактерин - 0,94 т/га.

Применение навоза и биогумуса повышало биологическую активность почвы: интенсивность дыхания чернозема выщелоченного возросла с 715 до 944 мг СО₂/час с 1 м²; активность уреазы - с 89 до 115 мг N-NH₄/10 г почвы за 24 часа; инвертазы - с 9,4 до 19,3-19,5 мг глюкозы/1 г почвы за 4 часа и интенсивность разложения клетчатки - с 42,1 до 69,4% в среднем за три года.

6. Внесение минеральных удобрений в дозе N₁₈₀Р₂₁₀К₂₁₀ заметно увеличивало содержание тяжелых металлов в пахотном горизонте почвы: цинка - до 6,62 мг/кг; меди - до 0,96 мг/кг; свинца - до 2,24 мг/кг; кобальта - до 1,45 мг/кг и ртути - до 0,18 мг/кг. Это является следствием того, что большинство минеральных удобрений содержат тяжелые металлы и при больших дозах внесения они могут загрязнять почвы.

Применение биогумуса напротив приводило к детоксикации почвы, т. е. снижению содержания в ней тяжелых металлов. Так, внесение биогумуса уменьшало содержание в почве цинка - до 4,24 мг/кг; меди - до 0,55 мг/кг; свинца - до 1,44 мг/кг; кобальта - до 0,82 мг/кг и ртути - до 0,12 мг/кг. Снижение было значительным - от 10,0 до 31,7%. Применение навоза также снижало содержание всех тяжелых металлов, кроме свинца.

7. Наибольшая величина листовой поверхности отмечалась при применении минеральных удобрений N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀ и при совмещении N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀ + флавобактерин - соответственно 55,6 и 57,3 тыс. м² /га. Однако такая величина площади листьев излишне высока, т.е. листья затеняют друг друга. Это положение подтверждается тем, что наивысшие показатели чистой продуктивности фотосинтеза были на вариантах навоза и биогумуса - 6,8-7,4 г/м²_*сутки, где площадь листьев составляла 47,3-48,7 тыс. м² /га.

Наибольшее число клубней в одном кусте картофеля сформировалось при внесении минеральных удобрений N₁₈₀Р₂₁₀K₂₁₀ отдельно и в сочетании с применением флавобактерина - 7,5-7,6 шт. В то же время, масса клубней с одного куста и масса 1 клубня были наивысшими при применении сочетания биогумус + флавобактерин - соответственно 815 и 120 г. На вариантах применения минеральных удобрений при большом числе клубней в кусте размеры их были средними - 87-89 г.

8. Самая низкая урожайность была получена на контроле - 18,5 т/га в среднем за три года, а самая высокая на варианте с совместным применением биогумуса (8 т/га) и флавобактерина - 40,2 т/га, что на 117% превышало показатель контроля. При сочетании навоз + флавобактерин урожайность была лишь не намного ниже - 37,7 т/га или на 104% выше контроля. Высокая урожайность клубней картофеля была получена и при отдельном применении биогумуса и навоза - соответственно 37,8 и 35,5 т/га.

Внесение больших доз минеральных удобрений на вариантах N₁₈₀Р₂₁₀К₂₁₀ и N₁₈₀Р₂₁₀К₂₁₀+флавобактерин при положительном увеличении урожайности приводило к накоплению в клубнях нитратов выше допустимого уровня - соответственно до 324 и 328 мг/кг при ПДК - 250 мг/кг. На всех других вариантах содержание нитратов было ниже ПДК и самое низкое их количество отмечено при внесении биогумуса - 187-188 мг/кг.

9. Минеральные удобрения, заметно увеличивая содержание тяжелых металлов в почве, приводили к получению экологически «грязной» продукции. По всем определяемым нами элементам обнаружено превышение ПДК при использовании клубней в пищу: по цинку - 11,1-11,2 мг/кг (ПДК=10 мг/кг); по меди - 6,6-6,7 мг/кг (ПДК=5 мг/кг); по свинцу - 1,02-1,05 мг/кг (ПДК=0,5 мг/кг); по кобальту - 0,21-0,22 мг/кг (ПДК=0,2 мг/кг) и по ртути - 0,019 мг/кг (ПДК=0,02 мг/кг). При применении навоза отмечалось лишь небольшое превышение по свинцу - 0,66 мг/кг при ПДК=0,5 мг/кг.

Получение экологически чистых по всем изучаемым нами показателям клубней картофеля на черноземах выщелоченных Саратовского Правобережья обеспечивает применение сочетания биогумус (8 т/га) + флавобактерин или использование в качестве удобрения биогумуса.

10. Достигнуть наибольших биоэнергетических показателей позволило применение биогумуса (8 т/га) и сочетания биогумус (8 т/га) + флавобактерин: максимальное приращение совокупной энергии - соответственно 233,5 и 252,2 ГДж/га и наивысшие коэффициенты энергетической эффективности - соответственно 2,70 и 2,84.

Анализ данных экономической эффективности показывает, что для формирования наивысшей урожайности и получения экологически чистых клубней картофеля на черноземах Саратовского Правобережья необходимо внесение биогумуса (8 т/га) совместно с использованием биопрепарата флавобактерин. При этом достигается наибольший условно чистый доход - 104,9 тыс. руб./га; наивысший уровень рентабельности - 188% и наименьшая себестоимость производства 1 т товарных клубней - 1,39 тыс. руб.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

В целях сохранения и восстановления плодородия черноземных почв лесостепной зоны Саратовского Правобережья, а также получения высоких урожаев картофеля необходимо внедрение органо-биологических приемов регулирования пищевого режима культуры.

Для достижения планируемой урожайности в 35 т/га экологически чистых клубней рекомендуются запашка в почву 8 т/га биогумуса или 40 т/га навоза; а для получения 40 т/га - сочетание внесения в почву биогумуса (8 т/га) и использования биопрепарата флавобактерин для обработки семян картофеля перед посадкой.