сотрудник
Россия
п.г.т. Богатые Сабы, Россия
Россия
сотрудник
Россия
УДК 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
ББК 40 Естественнонаучные и технические основы сельского хозяйства
Цель работы – изучить действие и последействие различных видов и норм удобрений на изменение основных показателей плодородия серой лесной почвы, а также продуктивность звена севооборота. Опыты проводили в зернопропашном звене (яровая пшеница – кукуруза – яровая пшеница – горох) девятипольного зернотравянопропашного севооборота. Схема опыта предусматривала изучение следующих вариантов: расчетные дозы минеральных удобрений на формирование 4 т/га зерна яровой пшеницы, 40 т/га зеленой массы кукурузы, 3 т/га зерна гороха, термически обработанный гранулированный куриный помет (ГКП) в дозах 1, 2, 3 т/га, подстилочный навоз в дозе эквивалентной 3 т/га гранулированного помета, гречишный пожнивной сидерат, посеянный после уборки озимой ржи. Под действием 1-2-3 т/га ГКП содержание азота (Nг) в почве увеличилось, по сравнению с контролем, соответственно на 73,1-81,1-112,0 %, фосфора (P2O5) – на 69,3-79,8-91,3 %, калия (K2O) – на 90,3-140-188 %; в первой год последействия Nг было больше на 42,6-50,5-58,4 %, P2O5 – на 28,6-39,3-52,1 %, K2O – на 56,1-84,8-170,7 %; во второй год последействия Nг – на 13,1-21,3-44,0%, P2O5 – на 40,1-51,2-74,4 %, K2O – на 63,3-124,1-133,1 %. При внесении навоза (42 т/га) количество Nг, P2O5, K2O снижалось, по сравнению с 3 т/га ГКП, в год действия соответственно на 43,4, 19,0 и 42,2 %, в первый год последействия – на 16,6, 22,1, 48,1 %. Во второй год последействия величины этих показателей при использовании навоза и 3 т/га ГКП были эквивалентны. В варианте с заделкой гречишного сидерата содержание подвижных форм макроэлементов менялось аналогично навозу. Под влиянием 1, 2 и 3 т/га ГКП продуктивность звена севооборота увеличилась, по сравнению с контролем, соответственно на 78,5, 104,3, 122,6 %. Эффект от действия и трех лет последействия 42 т/га навоза находился ниже уровня 3 т/га ГКП на 12 % (рост продуктивности 110,6 %), гречишного сидерата – на уровне 1 т/ га ГКП (рост продуктивности 80,6 %). В зависимости от вида и норм удобрений рентабельность производства составляла 54…196 %
урожайность, продуктивность, севооборот, удобрения, эффективость, сидераты, помет, навоз
Современная система земледелия должна базироваться на воспроизводстве плодородия почв, энергоресурсосбережении и экологической сбалансированности. Для решения этой задачи необходимо умелое использование местных ресурсов, а также разработка приемов, позволяющих оптимизировать природные и антропогенные факторы.
Один из дестабилизирующих факторов в земледелии – деградация почвы и снижение содержания гумуса. Минерализация и потери гумуса растут в условиях техногенно-химической интенсификации земледелия, составляя в зависимости от типа почвы, зоны, севооборота до 0,5 – 2 т/га в год. Это означает, что убыль гумуса в почвах за 15-20 лет может достигать 1% на равнине и 3,5% на склоновых землях, подверженных водной и ветровой эрозии [1]. Ежегодные потери гумуса в Республике Татарстан составляют 1100…1800 кг/га. Для их восполнения необходимо применять не менее 7 т/га органических удобрений, а для расширенного воспроизводства плодородия почв – более 10 т/га в год. К сожалению, в республике в последние годы вносят не более 1,2…1,5 т/га органических удобрений. В результате в земледелии складывается отрицательный баланс гумуса (-0,3 т/гa) [2].
Поэтому необходимо эффективное использование всех источников органического вещества (навоз, солома, сидераты, птичий помет и др.), которое служит важнейшим фактором ресурсосбережения и воспроизводства плодородия почвы, особенно в условиях высокой стоимости минеральных удобрений.
При этом следует отметить, что птичий помет относится к числу недостаточно изученных органических удобрений. Такая ситуация связана с тем, что раньше птицеводством занимались мелкие хозяйства и его выход был незначительным. После строительства современных промышленных птицефабрик объемы птичьего помета резко выросли и становятся опасными для окружающей среды.
Ряд исследователей отмечают, что птичий помет пригоден для использования в качестве сырья для производства органических удобрений [3]. Он богат питательными веществами, которые находятся в доступной для растений форме. По действию на урожай в год внесения птичий помет близок к минеральным удобрениям. Благодаря высокой концентрации органических компонентов и постепенному высвобождению питательных веществ он оказывает влияние на урожайность выращиваемых культур в последующие 2...3 года [4]. При этом воздействие термически обработанного куриного помета на плодородия почвы и продуктивность севооборотов исследовано недостаточно, а на серых лесных почвах Предкамья Татарстана совсем не изучено.
В воспроизводстве плодородия почвы и повышении урожайности сельскохозяйственных культур большое значение имеют сидераты. О их роли Д.Н. Прянишников писал: «В сочетании с навозом и с другими органическими удобрениями, а также с удобрениями минеральными зеленое удобрение в качестве одного из элементов системы удобрения должно стать весьма мощным средством поднятия урожаев и повышения плодородия почв» [5].
В результате проведенных исследований ученых нашего времени выявлена важная роль зеленых удобрений не только как источника эффективных и недорогих питательных элементов, но и крупного резерва пополнения органического вещества почвы, улучшения ее гумусного состояния [6, 7, 8].
Выращивание сидерата и заделка его в почву, особенно на дальних участках, по нашим данным, обходится в 2 раза дешевле, чем производство, вывозка и внесение эквивалентного количества навоза, и в 6 раз, по сравнению с промышленными туками. По агрономической эффективности сидераты близки к подстилочному навозу [9].
Вопросы использования растений на зеленое удобрение не раз подвергали всестороннему изучению [10, 11]. Но по мере интенсификации земледелия проблема сохранения и повышения плодородия почв становится все острее, что заставляет вновь обращаться к этому доступному источнику органического вещества, подбирать эффективные сидеральные культуры, выявлять их новые качества и механизмы воздействия на почву.
В качестве сидеральных культур высевают как бобовые (люпин, сераделла, донник, горох, вика и др.), так и небобовые (горчица, сурепица, рапс, гречиха) культуры. Однако
большинство из них в хозяйствах используют прежде всего на корм. В связи с этим на долю сидеральных паров Татарстан приходится всего лишь 1,1 % пашни. Поэтому надо умело подобрать видовой состав сидеральных культур. Мы провели ряд исследований по изучению эффективности большой группы сидеральных растений. Среди них, наряду с бобовыми культурами, хороший результат обеспечивала гречиха сортов Батыр и Черемшанкаа, которые обладают высокой энергией начального роста, подавляют сорняки, очищают почву от болезней. Корневая система гречихи выделяет фитонциды, которые уничтожают патогенные микроорганизмы, вызывающие корневые гнили и другие болезни [7, 9]. При этом ее зеленую массу в хозяйствах используют не на корм скоту, а полностью для сидерации. Исследованиями ряда авторов выявлена фитосанитарная роль и других сидератов? способствующих самоочищению (оздоровлению) почвы от вредных патогенов и заметно снижающих засоренность полей злостными сорняками [12, 13, 14].
В целом для эффективного использования различных видов удобрений необходимо изучить их удобрительные свойства, влияние на агрохимические и агрофизические параметры почвы, продуктивность пашни. Как отмечал Д. Н. Прянишников, «чтобы оценить удобрительное значение какого-либо вещества, чтобы уметь регулировать питание растений в полевых условиях, нужно знать не только потребности растений на всех стадиях его развития, но и нужно быть знакомым с целым рядом свойств почвы и процессов физических, химическихи биологических, происходящих в ней» [15].
Цель нашего исследования – изучение действия и последействия различных видов и норм удобрений на основные показатели плодородия серой лесной почвы и продуктивность звена севооборота.
Условия, материалы и методы исследований. Работу проводили в 2016–2019 гг. на опытном поле Сабинского аграрного колледжа, расположенном на территории ООО СХП «Юлбат» Сабинского муниципального района Республики Татарстан (Предкамская зона).
Почва – серая лесная, тяжелосуглинистая. Исходные агрохимические показатели в пахотном слое: содержание гумуса (по Тюрину) – 3,2 %, щелочногидролизуемого азота (по Корнфильду) – 80…90 мг/кг, P2O5 и K2O (по Кирсанову) – 150…200 мг/кг и 100…110 мг/кг, pHcол.(ионометрическим методом) – 4,6 ед.
Исследования проводили в зернопропашном звене девятипольного зернотравянопропашного севооборота со следующим чередованием культур: 1)горох; 2) озимая рожь; 3) яровая пшеница + клевер; 4)клевер 1 г. п.; 5) клевер 2 г.п.; 6) озимая рожь; 7) яровая пшеница; 8) кукуруза; 9) яровая пшеница.
Опыты закладывали в трехкратной повторности с последовательным размещением делянок. Размеры делянок – 10×25 м. Технология возделывания культур в севообороте – общепринятая в Предкамской зоне Республики Татарстан.
Объектами исследования были яровая пшеница Тулайковская 108, кукуруза РОСС 199 и горох Венец. Схема опыта предусматривала следующие варианты:
без удобрений (контроль);
минеральные удобрения в расчете на получение запланированных урожаев;
гранулированный куриный помет (ГКП) – 1,0 т/га;
ГКП – 2,0 т/га;
ГКП – 3,0 т/га;
Подстилочный навоз в норме, эквивалентной по составу 3 т/га ГКП – 42 т/га;
гречишный сидерат – 27 т/га.
Нормы минеральных удобрений под запланированные урожаи определяли расчетно-балансовым методом:
под яровую пшеницу на формирование 4 т/га зерна в 2016 г. – N153P91K102;
под кукурузу на формирование 40 т/га зеленой массы в 2017 г. – N107K105;
под яровую пшеницу на 4 т/га зерна в 2018 г. – N145P86K95;
под горох на 3 т/га зерна в 2019 г. – N31P128K47;
Почвенные образцы для определения влажности и содержания основных питательных элементов отбирали 4 раза за вегетационный период (перед посевом – кущение – трубкование – созревание яровой пшеницы; перед посевом – 5-6 листьев – выметывание – молочная спелость кукурузы) буром Измаильского конвертным методом. Влажность по слоям почвы через 10 см до глубины 1 м измеряли термостатно-весовым методом (ГОСТ 28268-89). Содержание щелочногидролизуемого азота в слое почвы 0…20 см определяли по Корнфильду, подвижных форм фосфора и калия – по Кирсанову (ГОСТ 26207-84). Органические удобрения вносили под основную обработку почвы осенью 1 раз за ротацию, минеральные – под весеннюю культивацию каждый год, непосредственно под культуру.
В 2016 и 2017 гг. метеоусловия оказались не совсем благоприятными для роста и развития растений. В 2016 г. осадков за май выпало 50 % от нормы, при среднесуточной температуре воздуха выше среднемноголетней на 16,3 %, что отрицательно повлияло на кущение
яровой пшеницы. Выпавшие в первой декаде июня осадки (32 мм, 160 % от нормы) и нормальная среднесуточная температура воздуха (14,6°) благоприятствовали прохождению фаз кущения и трубкования. Оптимальный температурный режим и умеренные осадки во второй и третьей декадах июня способствовали хорошему росту и развитию растений. В июле выпало всего 13 мм осадков (норма 59 мм) при среднесуточной температуре воздуха 21,9° (выше среднемноголетней на 2,4°), что привело к ускоренному созреванию пшеницы. Относительно сухая и жаркая погода августа позволила провести качественную уборку.
В начале вегетационного периода 2017 г. (май) среднесуточная температура воздуха была на 2,8° меньше среднемноголетней, количество осадков находилось на уровне 74 % от нормы. Пониженная температура воздуха неблагоприятно повлияла на прорастание семян и появление всходов кукурузы. Прохладная погода сохранилась и в июне (среднемесячная температура ниже нормы на 2°), что задержало рост и развитие растений. Обильные осадки (163 % от нормы), выпавшие в июле, и повышение среднесуточной температуры воздуха во второй и третьей декадах этого месяца до 21…22° поправили положение, и темпы роста кукурузы увеличились. В августе и начале сентября отмечали благоприятные условия, что способствовало хорошему формированию початков и накоплению надземной массы.
Метеоусловия вегетационного периода 2018 г. в целом были благоприятными. При этом весна выдалась холодной и дождливой. В первой декаде мая сохранялась прохладная погода с осадками, температура почвы в слое 10 см составляла всего 8°, что привело к задержке с посевом пшеницы. Во второй декаде мая среднесуточная температура воздуха возросла до 16,3° (на 3,3° выше нормы), осадков не было, что позволило провести качественный сев. Прошедшие в первой декаде июня дожди (125 % от нормы) и близкая к многолетней норме среднесуточная температура воздуха (12,8°) благоприятно повлияли на кущение растений, осадки, выпавшие во второй и третьей декадах этого месяца, также способствовали хорошему росту и развитию пшеницы. В июле и в августе погодные условия были благоприятными для налива и созревания зерна. В первой и второй декадах августа осадков выпало меньше нормы, среднесуточная температура была выше среднемноголетней, что способствовало полноценному дозреванию зерна и проведению качественной уборки.
Анализ и обсуждение результатов исследований. Один из факторов, лимитирующих формирование устойчиво высоких урожаев, – недостаток влаги, накопление которой, сохранение в почве и использование растениями зависит от структурно-агрегатного состава почвы, приемов обработки, удобрений и других факторов. Органические удобрения улучшают структурно-агрегатный состав почвы, разрыхляют ее, что способствует уменьшению не продуктивного испарения влаги. Среднехронологическое (среднее из 4-х определений по фазам роста и развития растений) содержание продуктивной влаги во всех слоях почвы
при внесении органических удобрений было значительно больше, чем в контроле (табл. 1). Так, в метровом слое в вариантах с 1, 2 и 3 т/га ГКП под первой культурой (действие) оказалось выше соответственно на 27,0, 28,0 и 29,5 %, под второй культурой (1-ый год последействия) – на 1,3, 13,8 и 19,9 %, под третьей культурой (2-ой год последействия) – на 22,4, 35,2 и 38,1 %. То есть с увеличением дозы ГКП количество продуктивной влаги в почве также возрастало, что свидетельствует об уменьшении ее потерь.
При использовании подстилочного навоза и гречишного сидерата содержание продуктивной влаги во всех слоях почвы было больше, чем в контроле, на 17,5…38,2 %, но меньше, по сравнению с фонами ГКП соответственно на 10,2…16,4 % и 15,10…18,10 %.
Следует отметить, что во всех слоях почвы с года прямого действия до второго года последействия величина этого показателя возрастала, что, вероятно, объясняется последовательным улучшением структурно-агрегатного состава почвы под влиянием органических удобрений.
В варианте с минеральными удобрениями накопление и сохранение влаги было меньше, чем при внесении органических, но на 9… 12 % больше, по сравнению с контролем. Это можно объяснить увеличением количества пожнивно-корневых остатков, которые улучшают структурно-агрегатный состав почвы при повышении урожаев на фоне оптимизации условий минерального питания.
Среднехронологическое содержание основных элементов минерального питания на фоне действия и последействия удобрений было значительно выше, чем в контроле. Так, показатели гидролизуемого азота (Nг), подвижных форм фосфора (P2O5) и калия (K2O) в первый год внесения 1-2-3 т/га ГКП увеличивались соответственно по дозам ГКП на 73,1-81,1-112,0 %; 69,3-79,8-91,3 %; 99,3-140,0-188,0 %, в первый год последействия – на 42,6-50,5-58,4 %; 28,6-39,3-52,1 %; 56,1-84,8-170,7 %, во второй год последействия – на 13,1-21,3-44,0 %; 40,1-51,2-74,4 %; 63,3-124,1-133,1 % по сравнению с контролем без удобрений. По мере роста дозы ГКП величины этих показателей повышались (табл. 2).
Внесение 42 т/га навоза повышало содержание Nг, P2O5 и K2O, по сравнению с контролем, соответственно на 20,1, 55,0 и 65,5 % (год действия), 32,1, 18,4 и 40,2 % (1-й год последействия), 48,7, 126,7 и 128,9 % (2-й год последействия). При этом в год действия оно было меньше, чем в варианте с 3 т/га ГКП, соответственно на 92,2, 36,3 и 122,5 %, на 1-й год последействия – на 26,3, 33,7 и 130,5 %. На 2-й год последействия количество Nг и P2O5 на фоне навоза превышало величину этого показателя при внесении 3 т/га ГКП на 4,7 и 34,9 %, а содержание K2O было на 4,2 % меньше.
Все виды органических удобрений в год внесения обогащали почву питательными элементами сильнее, чем минеральные. Так, при заделке 1, 2 и 3 т/га ГПК содержание гидролизуемого азота было больше, чем в варианте с внесением минеральных удобрений в расчете на запланированную урожайность, соответственно на 46,3, 53,0 и 79,2 %, подвижного фосфора – на 17,4, 24,3 и 32,7 %, калия – на 12,1, 35,0 и 62,0 %,. Аналогичные закономерности наблюдали при использовании подстилочного навоза и сидерата.
Под влиянием действия и последействия 1-2-3 т/га ГКП продуктивность зернопропашного звена зернотравянопропашного севооборота увеличилась по отношению к контролю на 78,5-104,3-122,6 %, рост величины этого показателя происходил по мере наращивания норм ГКП. Под действием и последействием 42 т/га подстилочного навоза продуктивность звена севооборота увеличилась на 110,6 %, 27 т/га гречишного сидерата – на 80,6 %.
При ежегодном внесении минеральных удобрений продуктивность повышалась, в сравнении с контролем на 103,9 %. Наибольшая суммарная прибавка урожайности, в сравнении с контролем, 11,02 тыс. зерн. ед./га., отмечена в результате действия и последействия 3 т/га ГКП. Суммарная прибавка от действия и трех лет последействия 42 т/га подстилочного навоза (эквивалентного по составу 3 т/га ГКП) составила 9,94 тыс. зерн. ед./га (табл. 3).
По сбору суммарной прибавки урожайности гречишный сидерат и 1 т/га ГПК находились почти на одинаковом уровне с небольшим преимуществом гречишного сидерата на 190 зерн. ед./га.
Результаты расчета экономической эффективности свидетельсвуют, что с учетом прямого действия и последействия органических удобрений себестоимость продукции в вариантах с их применением снижается, по сравнению с ежегодным внесением минеральных удобрений под запланированную урожайность, а рентабельность производства – повышается (табл. 4). Так, себестоимость 100 зерн. ед. на фоне применения минеральных удобрений выше, чем при внесении 1, 2 и 3 т/га ГПК и 27 т/га гречишного сидерата, на 240,53, 203,0, 162,17 и 248,47 руб. При этом рентабельность производства на фоне минеральных удобрений составила 54,39 %. При использовании 1 т/га ГПКона возрастала, по сравнению с ежегодным внесением минеральных удобрений, на 133,75 %, 2 т/га – на 99,44 %, 3 т/га – на 70,33 %, гречишного сидерата – на 142,23 %.
Заделка 42 т/га подстилочного навоза 1 раз за ротацию звена севооборота эффективнее (рентабельность 55,08 %), чем ежегодное внесение расчетных доз минеральных удобрений на формирование запланированной урожайности.
1. Агротехнический метод защиты растений: учебное пособие / В.А. Чулкина, Е.Ю. Торопова, Ю.И. Чулкин и др. / Под редакцией А.Н. Каштанова. М.: ИВЦ «МАРКЕТИНГ», 2000. 336 с.
2. Справочник агрохимика Республики Татарстан / Чекмарев П.А., Лукманов А.А., Давлятшин И.Д. и др. Казань: Таткнигоиздат, 2015. 322 с.
3. Лысенко В.П. Птицефабрики - союзники земледельцев // Земледелие. 2014. №5. С. 20-21.
4. Использование птичьего помета в земледелии / В.И. Фисинин, В.Г. Сычев, В.А. Седых и др. М.: ООО «НИКПЦ Восход А», 2013. 268 с.
5. Прянишников Д.Н. Избранные сочинения. М.: Издательство «Колос», 1965. Т1. 335 с.
6. Кирюшин В.И. Управление плодородием почв в интенсивном земледелии // Земледелие. 1987. № 5. С.2-6.
7. Шакиров Р.С. Земное плодородие: монография. Казань: Татарское книжное издательство, 1989. 120 с.
8. Коршунов А.В., Лысенко Ю.Н., Лысенко Н.Ю. Мелкотоварное картофелеводство: синергетический эффект промежуточных сидеральных культур в севообороте и бессменной посадке, удобрений и сортов // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т 30. № 8. С. 28-33.
9. Шакиров Р.С. Адаптивные системы удобрений в севооборотах лесостепи Поволжья: автореф.дис…д.с.-х. наук. Казань, 2001. 49 с.
10. Айдиев А.Я., Лазарев В.И., Котельникова М.Н. Совершенствование технологий возделывания озимой пшеницы в условиях Курской области // Земледелие. 2017. № 1. С.37-39.
11. Коршунов А.В., Симаков Е.А., Лысенко Ю.Н. и др. Актуальные проблемы и приоритетные направления развития картофелеводства // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т.32. № 3. С. 12-20.
12. Лошаков В.Г., Иванова С.Ф. и др. Болезни зерновых культур в специализированных севооборотах // Известия ТСХА. 1988. вып. 5. С. 85-95.
13. Новиков М.Н. Сидераты в СССР: сегодня и завтра // Земледелие. 1991. № 1. С. 63-64.
14. Органическое удобрение - эффективный фактор оздоровления почвы и индуктор ее супрессивности / М.С. Соколов, Ю.Я. Спиридонов, А.П. Глинушкин и др. // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т.32. № 1. С.4-12.
15. Прянишников Д.Н. Избранные сочинения. М.: Издательство Акад. Наук СССР. 1952. Т.3. 634 с.
