Эффективность минеральных удобрений в звене зернового севооборота при разных системах обработки дерново-подзолистой супесчаной почвы

Почвоведение и агрохимия № 2(51) 2013

Размещено на http://www.allbest.ru/

162

Размещено на http://www.allbest.ru/

Эффективность минеральных удобрений в звене зернового севооборота при разных системах обработки дерново-подзолистой супесчаной почвы

Н.Н. Цыбулько, Департамент по ликвидации последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС МЧС; А.В. Ермоленко, Могилевский филиал РНИУП «Институт радиологии»

Summary

On sod-podsolic sandy soil influence of ways and machining tillage on efficiency of mineral fertilizers is studied. It is established, that application Р60К120 provides efficiency of a link of a crop rotation oats-leguminous a mix-spring wheat of fodder units of 31,1-34,2 ts/hectares and a recoupment of fertilizers of 3,2-3,9 fodder units. Decrease in efficiency of fertilizers is observed on superficial disk processing of soil.

Entering on the average for a link of a crop rotation of nitrogen of fertilizers of 50 kg/hectares provides gathering of fodder units of 44,3-47,4 ts/hectares.

The increase in doses of nitrogen to 80 and 110 kg/hectares raises efficiency in relation to a fosforno-potash background accordingly on 19,2-20,5 and 22,3-24,4 ts/hectares of fodder units. Efficiency of nitric fertilizers on superficial disk tillage more low in comparison with moldboard, chisel and the minimal tillages.

Введение

Стратегическим направлением развития земледельческой науки и практики, резервом повышения эффективности производства являются энергосберегающие технологии. Обработка почвы связана со значительными затратами - на ее проведение расходуется около 40% энергетических и 25% трудовых затрат в земледелии. Затраты нефтепродуктов занимают 12-38% общих затрат на возделывание культур. Все это требует поиска способов и приемов обработки, различающихся по интенсивности и характеру воздействия на обрабатываемый слой, и разработки на этой основе систем обработки почвы и технологий возделывания сельскохозяйственных культур, обеспечивающих охрану почвенного покрова от деградации, сокращение ресурсных и энергетических затрат в земледелии.

Совершенствование агротехнологий должно осуществляться на адаптивной основе с максимальным учетом почвенно-экологических и ландшафтных условий, особенностей каждого конкретного землепользования.

В научной литературе нет единой точки зрения относительно влияния различных приемов обработки почвы на эффективность использования минеральных удобрений. По мнению В.В. Медведева [1], безотвальная обработка усиливает неблагоприятную дифференциацию корнеобитаемого слоя по плодородию и снижает действие удобрений.

Результаты исследований Л.В. Ильиной показали [2], что наибольший эффект от удобрений достигается при переменной по глубине и способам системе основной обработки в севообороте, формирующей мощный культурный пахотный слой.

В ряде работ [3, 4] отмечается, что минеральные удобрения равнозначно действуют при различных способах основной обработки почвы.

Противоречивость мнений и выводов, существующих в научной литературе, о влиянии различных технологий основной обработки на эффективность вносимых удобрений, а также недостаточность экспериментальных данных на дерново-подзолистых почвах послужили основанием для проведения собственных исследований.

Цель настоящей работы - изучить влияние способов и приемов механической обработки на эффективность минеральных удобрений на дерновоподзолистой автоморфной супесчаной почве.

1. Объекты и методика исследований

Исследования проводили в 2007-2009 годах в полевом опыте на территории землепользования СПК «Зарянский» Славгородского района Могилевской области. Объектом исследования являлась дерново-подзолистая автоморфная супесчаная почва на водно-ледниковых рыхлых супесях. Агрохимические показатели пахотного слоя почвы следующие: рН_KCl - 5,9, гумус - 2,2%, P₂O₅ - 210 мг/кг почвы, K₂O - 200 мг/кг почвы.

В 2007 году возделывали овес сорта Богач, в 2008 году - зернобобовую (пелюшка + овес) смесь, в 2009 году - яровую пшеницу сорта Мунк. Элементы технологии возделывания культур за исключением изучаемых вариантов соответствовали принятым отраслевым регламентам [5].

За годы исследований метеорологические условия вегетационных периодов различались. По величине гидротермического коэффициента 2007 год характеризовался как умеренно влажный (ГТК = 1,4), 2008 и 2009 годы - как избыточно влажные - ГТК = 2,0 и 2,2, соответственно.

Схема опыта включала следующие системы обработки почвы:

1 - система обычной отвальной обработки, включающая лущение стерни, отвальную вспашку на 20-22 см плугом ППО-4-40, предпосевную обработку агрегатом АКШ-7,2, посев сеялкой СПУ-3,6;

2 - система безотвальной чизельной обработки, состоящая из лущения стерни, чизелевания на 20-22 см чизель-культиватором КЧ-5,4, предпосевной обработки агрегатом АКШ-7,2, посева сеялкой СПУ-3,6;

3 - система безотвальной поверхностной обработки, включающая лущение стерни, дискование на 10-12 см дисковыми боронами БДТ-7, предпосевную обработку агрегатом АКШ-7,2, посев сеялкой СПУ-3,6;

4 - система минимальной обработки, состоящая из лущения стерни, посева комбинированным посевным агрегатом Rabe Mega Seed 6002K2.

На четырех фонах систем обработки почвы изучены разные дозы и сроки внесения азотных удобрений. Азотные удобрения в форме карбамида применяли в следующие сроки: под овес и яровую пшеницу: 1. N60* - перед посевом; 2. N60* - перед посевом + N30** - в фазу выхода в трубку; 3. N90* - перед посевом + N30** - в фазу выхода в трубку; под зернобобовую смесь: 1. N30* - перед посевом; 2. N60* - перед посевом; 3. N90* - перед посевом.

Фосфорные и калийные удобрения вносили перед посевом культур в дозах 60 и 120 кг/га действующего вещества соответственно.

Размещение делянок в опыте рендомизированное. Общая площадь делянок - 100 м², учетная - 40 м². Повторность вариантов в опыте четырехкратная.

Полученные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа c использованием компьютерного программного обеспечения (Excel 7.0, Statisticа 7.0).

2. Результаты исследований и их обсуждение

Урожайность сельскохозяйственных культур - интегральный показатель, характеризующий эффективность применения технологических приемов, их воздействие на плодородие почвы и динамику проходящих в ней процессов. В наших исследованиях замена отвальной системы обработки почвы безотвальной чизельной, поверхностной дисковой и минимальной системами оказала влияние на урожайность возделываемых культур звена севооборота овес - зернобобовая смесь - яровая пшеница и эффективность вносимых минеральных удобрений.

Урожайность овса в условиях умеренно влажного вегетационного периода 2007 года колебалась в зависимости от разных обработок почвы на контрольных вариантах (без применения удобрений) в пределах 17,7-18,8 ц/га. Различия между обработками были несущественными и составили 0,7-1,1 ц/га (табл. 1).

Фосфорные и калийные удобрения, внесенные перед посевом культуры в дозах соответственно 60 и 120 кг/га действующего вещества, обеспечили увеличение урожайности овса на 3,1-4,0 ц/га. На фоне поверхностной дисковой обработки она была достоверно ниже по сравнению с отвальной вспашкой, безотвальной чизельной и минимальной обработками.

Таблица 1 Влияние обработки дерново-подзолистой супесчаной почвы на эффективность минеральных удобрений при возделывании овса

При оптимальной обеспеченности почв подвижными соединениями фосфора и калия величина урожая сельскохозяйственных культур определяется в первую очередь уровнем азотного питания растений. В наших исследованиях за счет азот, вносимого по фону РК, формировалось дополнительно от 11,2 до 20,0 ц/га зерна овса. Действие разных доз и сроков применения азотных удобрений в определенной степени также зависело от механической обработки почвы.

Внесение N60 перед посевом овса обеспечило прибавки зерна к контролю: на фоне отвальной вспашки - 12,3 ц/га, на фоне чизельной обработки - 11,7, на фоне дисковой обработки - 11,2 и на фоне минимальной обработки почвы - 11,8 ц/га. По отношению к фосфорно-калийному фону урожайность возросла в зависимости от способов и приемов обработки на 8,1-8,6 ц/га. Различия между отвальной, безотвальной чизельной и минимальной обработками были несущественными, а на поверхностной дисковой обработке - достоверно ниже.

Увеличение урожайности зерна наблюдалось по мере увеличения доз азотных удобрений. Получены достоверные прибавки зерна при дробном внесении N90 (N60 - перед посевом и N30 - в фазу выхода в трубку), которые составили по отношению к контролю 16,5-17,0 ц/га. Повышение урожайности к фосфорнокалийному фону составило на вспашке 12,8 ц/га, на поверхностной дисковой обработке - 13,4, на безотвальной чизельной и минимальной обработке - 13,8 ц/га.

Подкормка посевов азотом в дозе 30 кг/га в фазу выхода в трубку растений обеспечила дополнительно 4,5-5,3 ц/га зерна по отношению к варианту с N60 перед посевом. Более эффективной азотная подкормка была в вариантах с чизельной и минимальной обработками.

Внесение азотных удобрений в дозе 120 кг/га (N90* - перед посевом и N30** - в фазу выхода в трубку) существенно увеличило урожайность овса по отношению к варианту с дробным применением N90 по всем обработкам почвы, прибавки зерна составили 2,2-3,0 ц/га.

Максимальная урожайность зерна овса, составившая 38,7 ц/га, получена в варианте с дробным применением N120 на фонах с безотвальной чизельной и минимальной обработками почвы.

Окупаемость минеральных удобрений прибавкой зерна зависела от доз азотных удобрений. Системы обработки почвы не оказали существенного влияния на этот показатель. Так, окупаемость фосфорных и калийных удобрений изменялась по вариантам с разными обработками в пределах 1,7-2,2 кг зерна.

Окупаемость азотных удобрений колебалась в зависимости от доз и сроков их применения от 12,5 до 15,3 кг зерна. В варианте с внесением N60 перед посевом она составила 13,5-14,3 кг зерна, а с повышением дозы азота до 90 кг/га возросла до 14,2-15,3 кг. Следует отметить, что если на отвальной вспашке увеличение составляло всего 0,4 кг зерна, то на безотвальных чизельной и дисковой и минимальной обработке почвы - 1,0-1,3 кг. При повышении дозы азотных удобрений до 120 кг/га наблюдалось снижение окупаемости азота по отношению к варианту с дробным внесением N90 по всем фонам обработки почвы на 1,3-1,7 кг зерна.

Окупаемость прибавкой зерна полного минерального удобрения (NРК) также зависело от уровней применения азотных удобрений. В среднем окупаемость удобрений в вариантах N60Р60К120 составила 4,6-5,1 кг зерна с тенденцией к повышению на фоне вспашки. С увеличением доз внесения азота наблюдалось повышение окупаемости минеральных удобрений. Так, в вариантах с применением доз азота N90Р60К120 и N120Р60К120 этот показатель изменялся соответственно в пределах 6,1-6,3 и 6,3-6,7 кг зерна.

В 2008 году в звене севооборота возделывали зернобобовую смесь (горох с овсом). Урожайность смеси в условиях избыточно влажного вегетационного периода составила на контрольных вариантах 19,5-20,8 ц/га. На поверхностной дисковой обработке она оказалась достоверно ниже, чем на других способах обработки.

Применение перед посевом зернобобовой смеси фосфорных и калийных удобрений в дозах Р60К120 обеспечило прибавки урожая к контролю 3,4-4,5 ц/га. Различия в урожайности на этом варианте между отвальной вспашкой, безотвальной чизельной и минимальной обработками были несущественными, а на поверхностной дисковой обработке она оказалась достоверно ниже.

Под зернобобовую смесь азотные удобрения вносили в один прием до посева в возрастающих дозах 30, 60 и 90 кг/га действующего вещества. При предпосевном применении N30 прибавки зерна составили по отношению к контролю 12,8-13,5 ц/га, к фону РК - 9,0-10,0 ц/га. Обработки почвы не оказали существенного влияния на эффективность азотных удобрений (табл. 2).

Таблица 2 Влияние обработки дерново-подзолистой супесчаной почвы на эффективность минеральных удобрений при возделывании зернобобовой смеси

Получены также достоверные прибавки зерна при внесении 60 кг/га азотных удобрений, которые составили по отношению к контролю 18,5-19,2 ц/га. Увеличение урожайности к фосфорно-калийному фону изменялось от 14,0 до 15,8 ц/га. Двукратное увеличение дозы азотных удобрений с N30 до N60 обеспечило прибавки урожая от азота - 5,0-5,8 ц/га.

Следует отметить, что на чизельной, дисковой и минимальной обработке почвы прибавки зерна были несколько выше, чем на отвальной вспашки. В то же время различия по варианту N60Р60К120 между обработками были несущественными.

Предпосевное внесение азота в дозе 90 кг/га обеспечило увеличение урожайности зернобобовой смеси по отношению к варианту с N60 на 2,5-3,7 ц/га. Более высокие прибавки зерна получены на фоне минимальной и чизельной обработки.

Наблюдались существенные различия по варианту N90Р60К120 и между обработками почвы. Получена достоверно более высокая урожайность на фоне чизельной и минимальной обработок по отношению к отвальной вспашке и поверхностной дисковой обработке. Различия между вспашкой и дискованием были несущественными.

Наиболее высокая урожайность зернобобовой смеси получена в варианте N90Р60К120 на фонах с применением минимальной и чизельной обработок почвы, которая составила соответственно 43,4 и 42,6 ц/га.

Окупаемость фосфорных и калийных удобрений находилась в пределах 1,9-2,5 кг зерна и несущественно зависела от способов и приемов обработки почвы. Окупаемость азотных удобрений колебалась в зависимости от доз и сроков их применения от 18,3 до 33,3 кг зерна.

В варианте с внесением N30 перед посевом окупаемость азотных удобрений составила 30,0-33,3 кг зерна, а при повышении дозы до 60 кг/га - снизилась на 6,1-7,0 кг зерна. Доза азотных удобрений N90 окупалась прибавками зерна на уровне 18,3-20,9 кг.

Следует отметить, что окупаемость всех изучаемых доз азотных удобрений в вариантах с применением безотвальной чизельной, поверхностной дисковой и минимальной обработок была выше по сравнению с отвальной вспашкой.

Окупаемость прибавкой зерна полного минерального удобрения (NРК) также зависела от доз азотных удобрений. В среднем окупаемость удобрений в вариантах N30Р60К120 составила 6,1-6,1 кг зерна. С увеличением доз внесения азота наблюдалась тенденция к повышению окупаемости минеральных удобрений. Так, в вариантах с применением доз азота N60Р60К120 и N90Р60К120 этот показатель изменялся соответственно в пределах 7,7-8,0 и 7,7-8,4 кг зерна. Способы и приемы обработки почвы не оказали существенного влияния на агрохимическую эффективность полного минерального удобрения.

Продуктивность яровой пшеницы, которую возделывали в звене севооборота в 2009 году, составила на контрольных вариантах 18,7-21,7 ц/га. На поверхностной дисковой обработке она оказалась достоверно ниже, чем на других способах обработки (табл. 3).

Фосфорные и калийные удобрения, которые применяли в дозах Р60К120, обеспечили увеличение урожайности пшеницы по отношению к контролю (вариант без удобрений) на 6,4-8,2 ц/га. Более высокая прибавка отмечена на фоне безотвальной чизельной обработки почвы.

За счет азотных удобрений формировалось дополнительно к фосфорнокалийному фону от 10,7 до 18,4 ц/га зерна. Внесение 60 кг/га азота перед посевом яровой пшеницы обеспечило прибавки зерна 10,7-11,1 ц/га. Механические обработки почвы не оказали существенного влияния на действие азотных удобрений.

Проведение азотной подкормки в фазу выхода в трубку растений дозой 30 кг/га азота на фоне N60, внесенным перед посевом, обеспечило увеличение урожайности на 4,5-5,4 ц/га зерна. Более высокая прибавка получена на фоне минимальной обработки почвы.

Дробное внесение азотных удобрений в дозе 120 кг/га также способствовало существенному росту урожайности яровой пшеницы по отношению к варианту с дробным применением N90 по всем обработкам почвы - прибавки зерна составили 1,8-2,2 ц/га.

Таблица 3 Влияние обработки дерново-подзолистой супесчаной почвы на эффективность минеральных удобрений при возделывании яровой пшеницы

Максимальная урожайность зерна яровой пшеницы получена в варианте с дробным применением N120 на фоне минимальной обработки почвы, которая составила 47,3 ц/га и была достоверно выше по сравнению с другими обработками почвы. Различия в урожайности между отвальной вспашкой и безотвальной чизельной обработкой были несущественными, а на фоне поверхностной дисковой обработки она была достоверно ниже, чем на других способах и приемах обработки.

Окупаемость фосфорных и калийных удобрений по вариантам с разными обработками изменялась от 3,6 до 4,6, азотных удобрений - от 14,3 до 18,5 кг зерна. Наблюдалось снижение эффективности азотных удобрений по мере увеличения их доз.

Окупаемость прибавкой зерна полного минерального удобрения (NРК) также зависела от доз азотных удобрений. В среднем окупаемость удобрений в вариантах N60Р60К120 составила 7,2-7,9 кг зерна. С увеличением дозы внесения азота до 90 кг/га наблюдалась тенденция к повышению окупаемости минеральных удобрений до 8,1-8,8 кг зерна, а при дозе азота 120 кг/га - к снижению до 7,9-8,5 кг.

Анализ общей продуктивности звена зернового севооборота овес - зернобобовая смесь - яровая пшеница показал следующее.

В среднем за 3 года исследований в зависимости от способов и приемов обработки почвы продуктивность звена севооборота изменялась на контроле от 25,3 до 27,7 ц/га к.ед. При внесении фосфорных и калийных удобрений (Р60К120) сбор к.ед. увеличился на 5,8-7,1 ц/га и составил в вариантах с разными обработками почвы от 31,1 до 34,2 ц/га к.ед. (табл. 4).

Как на контроле, так и на фоне Р60К120 продуктивность звена севооборота на поверхностной дисковой обработке была достоверно ниже, чем на всех других системах обработки почвы. В то же время различия между вспашкой, чизельной и минимальной обработками были несущественными.

Таблица 4 Влияние обработки почвы на эффективность минеральных удобрений звена севооборота овес - зернобобовая смесь - яровая пшеница

Следует отметить, что окупаемость фосфорных и калийных удобрений несущественно зависела от способов и приемов обработки почвы и изменялась в пределах 3,2-3,9 к.ед.

Применение азотных удобрений в среднем за 3 года в дозе 50 кг/га обеспечило сбор 44,3-47,4 ц/га к.ед. Увеличение дозы азота до 80 кг/га способствовало повышению продуктивности звена севооборота на 6,5-7,1 ц/га к.ед. Прибавки урожайности при внесении N110 составили к варианту с N80 3,1-3,9 ц/га к.ед.

По всем вариантам с разными дозами азотных удобрений продуктивность на фоне поверхностной дисковой обработки была ниже по сравнению с отвальной, безотвальной чизельной и минимальной обработками. Различия между вспашкой, чизелеванием и минимальной обработкой были несущественными.

Окупаемость азотных удобрений кормовыми единицами снижалась по мере увеличения их доз с 25,4-26,4 в вариантах с N50 до 20,3-22,2 к.ед. в вариантах с N110. В то же время окупаемость полного минерального удобрения (NРК) возрастала с увеличением дозы азота с 50 до 110 кг/га.

минеральный удобрение почва севооборот

Выводы

1. Применение Р60К120 на дерново-подзолистой супесчаной почве с повышенным содержанием подвижных соединений фосфора и калия обеспечивает продуктивность звена севооборота овес - зернобобовая смесь - яровая пшеница 31,1-34,2 ц/га к.ед. и окупаемость удобрений 3,2-3,9 к.ед. Отвальная вспашка, безотвальная чизельная и минимальная обработки несущественно различаются по эффективности на них фосфорных и калийных удобрений. Снижение эффективности удобрений наблюдается на поверхностной дисковой обработке почвы.

2. Внесение в среднем за звено севооборота 50 кг/га азота обеспечивает сбор 44,3-47,4 ц/га к.ед. Увеличение доз азота до 80 и 110 кг/га повышает продуктивность по отношению к фосфорно-калийному фону соответственно на 19,2- 20,5 и 22,3-24,4 ц/га к.ед. Эффективность азотных удобрений на поверхностной дисковой обработке ниже по сравнению с отвальной, безотвальной чизельной и минимальной обработками.

3. Окупаемость азотных удобрений кормовыми единицами снижается по мере увеличения их доз с 25,4-26,4 в вариантах с N50 до 20,3-22,2 к.ед. в вариантах с N110, тогда как окупаемость полного минерального удобрения (NРК) возрастает с увеличением дозы азота.

Список литературы

1. Медведев В.В. Оптимизация агрофизических свойств черноземов / В.В. Медведев. - М.: Аг-ропромиздат, 1988. - 160 с.

2. Ильина Л.В. Действие удобрений при разных системах обработки почвы / Л.В. Ильина // Ресурсосберегающие технологии обработки почвы: сб. науч. тр. ВНИИЗиЗПЭ. - Курск, 1989. - С. 63-73.

3. Почвоохранное земледелие на склонах / сост. Л.Я. Мильчевская. - Киев: Урожай, 1988. -128 с.

4. Каштанов, А.Н. Агроэкология почв склонов / А.Н. Каштанов, В.Е. Явтушенко. - М.: Колос, 1997. - 240 с.

5. Организационно-технологические нормативы возделывания сельскохозяйственных культур: сб. отраслевых регламентов / Ин-т аграр. экономики НАН Беларуси; рук. разраб.: В.Г. Гусаков [и др.]. - Минск: Беларус. навука, 2005. - 460 с.

Размещено на Allbest.ru