Диагностика минерального питания, эффективность удобрений и качество урожая кормового щавеля на лугово - черноземной почве в условиях Западной Сибири Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

л?

Л.М. ЛИХОМАНОВА, Н.В. МИХАЛЬСКАЯ, Л.В. ЧЕРНЫШЕВА

Омский государственный аграрный университет

УДК [635,45:633.39]:631.82 (571.1)

ДИАГНОСТИКА МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ УДОБРЕНИЙ И КАЧЕСТВО УРОЖАЯ КОРМОВОГО ЩАВЕЛЯ НА ЛУГОВО - ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЕ В УСЛОВИЯХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ_

НА ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЕ ИЗУЧАЛИ ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО НОВОЙ ДЛЯ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ КУЛЬТУРЫ - ГИБРИДНОГО КОРМОВОГО ЩАВЕЛЯ. ПРИМЕНЕНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПОД ДАННУЮ КУЛЬТУРУ ЭФФЕКТИВНО; МАК СИМАЛЬНАЯ ПРИБАВКА УРОЖАЯ ПОЛУЧЕНА В ВАРИАНТЕ РШКЮ И СОСТА ВИЛА В СРЕДНЕМ 40,2-42,3 ПРОЦЕНТА. УДОБРЕНИЯ ПОВЫСИЛИ И КАЧЕ СТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ - СУХОЕ ВЕЩЕСТВО, СЫРОЙ ПРОТЕИН. СОДЕРЖАНИЕ НИТРАТОВ ПО ВАРИАНТАМ ОПЫТОВ НЕ ПРЕВЫШАЛО ПДК ДЛЯ КОРМОВЫХ КУЛЬТУР.

Среди многочисленных трудностей ведения животноводства на одном из первых мест всегда стояли корма. Особую сложность представляет проблема кормления в животноводстве Сибири, что связано, прежде всего, с природными условиями - короткий вегетационный период, недостаток тепла, засушливость большинства зон ограничивают видовой состав кормовых культур и их продуктивность, приводят к большим перепадам урожайности.

Важная роль в создании прочной и качественной кормовой базы принадлежит сочным кормам. В Западной Сибири основными силосными культурами являются кукуруза и подсолнечник. Однако они не могут в полной мере использовать биоклиматический потенциал всех природных зон региона. К тому же эти растения содержат мало белка, а в белке кукурузы недостаточно для животных незаменимых аминокислот кислот - лизина и триптофана. Поэтому возникла необходимость пополнения кормопроизводства за счет введения новых дешевых и энергонасыщенных видов. Одной из таких перспективных кормовых культур является гибридный кормовой щавель, который получен путем скрещивания щавеля шпинатного со щавелем тянь-шанским. Эта культура является представителем семейства гречишных. Его отличает высокая продуктивность (со второго года жизни образует два укоса зеленой массы - до 60-80 т/га) и экологическая пластичность, это растение с гарантированной зимостойкостью и ранневесенней регенерацией. Гибридный кормовой щавель отличается высокой питательной ценностью - по содержанию сырого протеина он не уступает многолетним бобовым травам и на 5-9 % превышает кукурузу. При этом гибридный кормовой щавель имеет полный набор аминокислот, в том числе незаменимых, содержит достаточное количество микроэлементов, что в целом обеспечивает высокую питательность и поедаемость как зеленой массы, так и заготавливаемых из нее разных видов кормов. Период хозяйственного использования плантаций достигает 15 лет и более.

Учитывая кормовую ценность данной культуры, и то обстоятельство, что научных работ, исследующих влияние минеральных удобрений на урожайность и качество кормового щавеля в условиях Западной Сибири практически нет, на кафедре агрохимии ОмГАУ начаты исследования по данной тематике, которая представляется весьма актуальной.

Целью наших исследований является разработка научно обоснованной системы применения минеральных

з- N,0 Р60;

4- И6Д0

245^245^4!

удобрений новой для Западной Сибири культуры и рекомендаций производству, способствующих получению запланированных урожаев высокого качества.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• Изучить действие оптимальных и расчетных доз удобрений на урожай и качество щавеля кормового.

• Установить взаимосвязь между химическим составом растений, почвы, дозами применения удобрений, величиной и качеством урожая.

• Установить оптимальные уровни и соотношения элементов питания в растениях для диагностирования потребности их в удобрениях.

• Установить нормативные показатели выноса основных элементов питания урожаем.

• Дать оценку биоэнергетической эффективности применения минеральных удобрений под гибридный кормовой щавель на лугово-черноземной почве.

В 1997 году на опытном поле ОмГАУ на лугово-черноземной маломощной среднегумусовой тяжелосуглинистой почве был заложен мелкоделяночный опыт, включающий десять вариантов: 1.0;2. Рв0К6( 5 Г^Р^; 6. М^Р^; /.Г^Р,^; 8.^Р.

Опыт однофакторный заложен в трехкратной повтор-ности, расположение делянок систематическое последовательное в один ярус. Площадь делянки 12 м2 (1.5 на 8 м), расстояние между делянками 0,34 м, способ посева

- широкорядный- 60 см.

Для расчета доз удобрений оптимальный уровень содержания элементов питания в почве был взят по сорго-вым культурам: N-N03 - 4 мг/100 г;Р205 - 8 мг/100 г; К20 - 8,4 мг/100 г. Фактическое содержание элементов питания в почве участка до посева- N-N0, - 2,6 мг/100 г; Р205

- 3,54 мг/100 г; Кр - 5,6 мг/100 г (в 2% СНЗСООН). Схема опыта включала парные комбинации, полное минеральное удобрение и расчетные дозы. Дозы удобрений в седьмом варианте рассчитывали с учетом оптимального и фактического содержания элементов питания в почве; в девятом - балансовым методом; в десятом на планируемый урожай 50 т/га. В качестве удобрений использовали: аммиачную селитру, двойной суперфосфат, хлористый калий. Уборку проводили сплошным методом поделяноч-но. Статистическая обработка экспериментальных данных урожайности зеленой массы, химического состава растений и почвы выполнена методами дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов.

В годы исследований июль был крайне засушлив, растения после первого укоса отрастали медленно и второй укос в поздние сроки в целях предотвращения опас-

ности вымерзания не проводили. Урожайные данные по одному укосу приведены в таблице 1.

Влияние минеральных удобрений на урожайность кормового щавеля

Таблица 1

Вариант 1998 год 1999 год

Урожай, т/га Прибавка Урожай т/га Прибавка

т/га % г/га %

контроль 9,20 31,40

Р60К60 12.90 3,70 40,2 44,70 13,30 42,3

Ы60Р60 8,90 39,00 7,60 24,4

Ы60К60 9,50 0,30 8,3 40,40 9,00 28,7

Ы60Р60К60 9,50 0,30 3,3 37,10 5,70 18,2

Ж20Р60К60 9,10 37,00 5,60 17,8

М60Р165К60 11,00 1,80 19,6 40,50 9,10 28,9

Ы60Р120К60 11,40 2,20 23,9 41,00 9,60 30,6

№45Р245К245 10,70 1,50 16,3 32,90 1,50 4,78

Ж80Р300КШ 12,30 3,10 33,7 41,80 10,40 33,1

НСР05 0,64 2,06

2,04 2,50

Сопоставляя урожайные данные по годам исследований, можно отметить их резкие отличия - в 1999 году урожайность кормового щавеля была выше в среднем в 3,5-3,7 раза по сравнению с урожаем 1998 года. Это объясняется тем, что в первый год после посева у растений кормового щавеля еще слабо сформировалась корневая система, которая не смогла обеспечить вегетативную массу необходимым количеством элементов минерального питания для создания высокого урожая зеленой массы. Июльская засуха усугубила положение. К1999 году (третий год жизни) кормовой щавель хорошо укоренился, что не замедлило сказаться на урожае.

В то же время тенденция в отзывчивости кормового щавеля на удобрения по годам была одинакова. Так, максимальная урожайность зеленой массы получена в парной комбинации Р60К60 - 12,9 т/га в 1998 году и 44,7 т/га -в 1999 г. В данном варианте прибавки составили соответственно 40,2-42,3%. Эти прибавки следует отнести за счет фосфорных удобрений, так как в вариантах без фосфора отмечено снижение урожайности. Следует отметить, что при внесении полного минерального удобрения наилучший эффект был получен при превышении дозы фосфора над азотом в 1,7-2,0 раза. Например, на десятом варианте (М1воР300К120) при соотношении N1 Р203; кг0= 1:1,7:0,7 - получен второй по величине урожай в опыте. Аналогично в варианте М60Р,20К60 (1:2:1) были получены прибавки урожая 10-20% к одинарной дозе (Ы60Р60К60). При соотношении азота, фосфора и калия как 1:1:1 - урожай снижается. Это отмечено в варианте

В годы исследований азотные удобрения в разных дозах и сочетаниях снижали урожайность кормового ща-

веля. Так, в парных комбинациях с азотом (М60Р60; М60К60) урожайность была ниже, чем при внесении Р60К60. Азот в составе полного минерального удобрения также последовательно снижал урожайность. Тенденция эта прослеживается по годам исследования.

Наиболее вероятным объяснением следует считать негативные условия вегетационного периода, в частности, резкая засуха июля. Общеизвестно, что в условиях засухи растения, удобренные азотом, страдают от нее сильнее, что сказывается на урожае. В то же время это может быть специфическая реакция данного растения на уровень азота в почве, так как оптимальное содержание его для данной культуры пока не установлено.

Влияние калия на урожай кормового щавеля в опыте выявить не удалось, так как оно определялось сопутствующим элементом - выше урожай был в сочетании Р60К6С и ниже - в сочетании !Ч60К60

В целом следует отметить отзывчивость кормового щавеля на минеральные удобрения.

Вносимые удобрения оказывают влияние не только на величину урожая, но и на его качество. Качество сельскохозяйственной продукции - это комплексный показатель, включающий содержание различных органических соединений (белки жиры углеводы т.д.), характеризующих питательную ценность продукции, сбалансированность ее по содержанию макро- и микроэлементов. Химический анализ кормов включает в себя определение большого количества показателей, из которых нами было определено содержание в полученном урожае влаги, сухого вещества, сырого протеина, содержание нитратов и основных элементов питания (таблицы 2,3).

Таблица 2

накопление сухого вещества кормовым щавелем. 1999 год, первый укос

Вариант Урожай зеленой массы, т/га Сухое вещество, % Урожай сухого вещества, т/га Прибавка

Влага, % т/га %

31,4 88,4 11,6 3,64

44,7 85,1 14,9 6,66 3,02 82,9

^пР«, 39,0 88,1 п<э 4,64 1,00 27,5

40,4 84,8 15,2 6,14 2,50 68,7

37,1 86,0 14,0 5,19 1,55 45,6

37,0 86,5 13,5 4,99 1,35 37,1

^ОРКЙК«) 40.5 84,4 15,6 6,32 2,68 73,6

41 0 85,5 ИД 5,82 2,18 59,9

^245^245^245 М|80Рэ0С)К|20 32,9 41,8 87,4 84,7 12,6 4,12 6,39 0,48 2,75 13,2 75,5

и 1,4 % по сравнению с фоном РК. Низким (12,6%) был процент сухого веществ и при внесении высокой дозы азота (245 кг/га). Еще более показательным было влияние минеральных удобрений при расчете выхода сухого вещества с гектара. Так, если абсолютный прирост сухого вещества на варианте Рв0Кв0 по отношению к контролю составил 2В%, то урожайность сухого вещества на этом варианте превысила контроль на 62,9 %. Максимальный урожай сухого веществ получен в вариантах с фосфором, но и остальные варианты существенно повышали этот показатель по сравнению с контролем.

Один из важнейших показателей химического состава корма - сырой протеин. Это комплекс, который включает белки, аминокислоты, аммиачные и азотнокислые соли. Данные химического анализа щавеля кормового показали, что содержание сырого протеина в растениях варьирует от 16,9 до 21,3% и имеет близкие показатели по годам исследований, Наибольшее влияние на этот показатель оказывают азотные удобрения (таблица 3).

Таблица 3

Влияние минеральных удобрений на качество щавеля кормового

Содержание сухого вещества в зеленой массе кормового щавеля по годам варьировалось от 11,6 до 15,6%, т.е. абсолютные значения были близкими, в то время как урожай сухого вещества в 1999 году превышал его показания в 1998 году в среднем в 3,7 раза. Таким образом, ход накопления сухого вещества проиллюстрируем данными 1999 года (таблица 2). Минимальное количество сухого вещества (11,6%) отмечено на контрольном варианте, под влиянием фосфорных удобрений произошло увеличение этого показателя. Так, комбинация Р60К80 повысила содержание сухого вещества на 3,3% по отношению к контролю. Высокие дозы фосфора (165 и 300 кг/га) способствовали накоплению сухого вещества в растениях порядка 15,6 и 15,3%.

Азотные удобрения, напротив, снижали процент сухого вещества в растениях. В азотно-фосфорной комбинации (^0Р60) процент сухого вещества ниже, чем в варианте Р60К60 на 3%, а внесение 60 и 120 кг/га азота на фоне Рб0К60 снижало этот показатель последовательно на 0,9

Вариант Сырой протеин N0} мг/кг

1998 год 1999 год 1998 год 1999 год

% т/га % т/га

контроль 16,9 1,6 16,9 5,31 412 265

РмКбо 18,8 2,4 18,9 8,45 545 295

20,6 1,8 21,5 8,38 545 383

N60^0 18,8 1,8 22,5 9,09 545 354

N60? бо^бо 19,4 1,8 20,5 7,44 615 354

^2оР«)КбО 18,8 1,7 25,0 9,25 478 295

ЫбоР^Кбо 18,1 2,0 21,9 8,87 545 354

НбоРшКбо 19,4 2,2 16,9 6,93 478 280

^45Р245К245 213 2,3 19,4 6,38 545 354

Н,80РзооК120 21,3 2,6 20,0 8,36 478 324

Так, при внесении азота в сочетании с фосфором (Ы60Р60) значение сырого протеина по годам превышало вариант Р60К60 на 1,8-2,6 %. Азот в составе полного минерального удобрения в дозе 60 и 120 кг/га превышало фоновый вариант соответственно на 0,6% в 1998 и на 1,66,1% в 1999 году. В 1998 году высокие значения сырого протеина получены в расчетных вариантах с высокими дозами азота, в то время как в 1999 году максимум его отмечен в варианте с 120 кг/га азота. Выход сырого протеина с гектара в 1999 году был выше, чем в 1998 году в пять раз, что обусловлено более высоким урожаем зеленой массы.

Важнейшим показателем доброкачественности корма является содержание в нем нитратного азота. Нитраты могут восстанавливаться в нитриты как эндогенным путем в желудочно-кишечном тракте животных, так и экзогенным - во время хранения силоса. Нежелательное воздействие нитритов проявляется, прежде всего, в блокировании процесса переноса кис/юрода кровью. Внесенные минеральные удобрения повышали содержание нитратов в растениях щавеля кормового в среднем на 22-25%. Однако, если в 1998 году в отдельных вариантах и отмечалось превышение ПДК содержания нитратов на 9-20% (при ПДК для силосных культур равном 500 мг/кг

Биоэнергетическая оценка применения минер;

N03), то в 1999 году этот показатель был значительно ниже; среднее содержание нитратов составляю 355 мг/кг или 67% от ПДК.

Проблема увеличения урожайности культур в сельском хозяйстве, в частности, кормового щавеля, связана с интенсификацией производства и сопровождается увеличением затрат невозобновляемой энергии, в том числе и за счет возрастающего применения удобрений. Поэтому важно разрабатывать и использовать энергопротивозатратные технологии производства, при которых меньше расходуется энергии на производство растениеводческой продукции.

Основным понятием энергоанализа является энергетическая эффективность аграрного производства, количественной стороной которой служит отношение энергии, аккумулированной за счет энергии фотосинтеза к суммарным затратам при возделывании культур.

Количество энергии вычисляется в джоулях (Дж = 0,2388 кал), мегаджоулях (мДж)= Дж-10' и учитывается в общем урожае с учетом побочной продукции. Обобщающим показателем при биоэнергетической оценке применения удобрений является биоэнергетический КПД и содержание энергии (таблица 4).

Таблица 4

ных удобрений под щавель кормовой, 1999 год

1 У

Вариант Прибавка ц/га Окупаемость удобрений прибавкой, ц Содержание энергии УГо мДж/га Затраты энергии Ао, мДж Прибавка энергии, мДж/га Биоэнергети ческий КПД, з.ед.

РбоК« 133 1.11 55860 4864,6 50995,4 11,5

1^60Р!65К«0 91 0,29 38220 13566 24654 2,82

^(>Р|2оКбО 96 0,40 40520 11878,4 28441,6 3,39

^8оРзооК|2С1 104 0,17 43860 29955,5 13904,5 1,46

Наибольший КПД получен в варианте Р„ К , где на . 60 60 единицу затрат получено 4,5 единицы энергии, содержащейся в прибавке, полученной от внесения удобрений. Применение полного минерального удобрения оказалось менее эффективным в энергетическом плане, так как получено меньше энергии на единицу затрат, при этом снижается также окупаемость внесенных удобрений прибавкой урожая.

Выводы

1. Введение в культуру новых дешевых и энергонасыщенных видов кормов является актуальным в плане создания прочной и качественной кормовой базы Западной Сибири. Одной из таких культур является гибридный кормовой щавель.

2. Применение минеральных удобрений под кормовой щавель эффективно. Максимальная прибавка урожая получена в варианте Р80К60 и составила по годам исследований 40,2-42,3 процента.

3. Все изучаемые дозы и сочетания минеральных удобрений оказали положительное влияние на качество кормового щавеля. Наибольшее влияние на накопление сухого вещества в 1999 году оказали фосфорные удобрения, особенно в повышенных дозах. Так, при внесении ^Р1б5Кбо0 кормовом щавеле содержалось 15,6% сухого вещества, что превышает контрольный вариант на 4,0% (т.е. на треть).

4. Наибольшее влияние на содержание сырого протеина оказали азотные удобрения. В 1999 году с гектара было получено 5,31-9,25 т сырого протеина.

5. Содержание такого важнейшего показателя доброкачественности корма, как нитратного азота, в растениях кормового щавеля по годам исследований находилось в пределах ПДК и составляло в среднем в 1998 году- 518, а в 1999 - 326 мг/кг N03 В то время как ПДК для силосных культур составляет 500 мг/кг N03

6. Наиболее эффективной в энергетическом плане является фосфорно-калийная комбинация (РЮКИ), в этом варианте получен максимум энергии в опыте и максимальная окупаемость удобрений прибавкой урожая (1,11 Ц).

ЛИТЕРАТУРА

1. Ермохин Ю.И., Неклюдов А.Ф. Экономическая и биоэнергетическая оценка применения удобрений: Методические рекомендации/ ОмСХИ. - Омск, 1994 г.

2. Степанов А.Ф. Многолетние нетрадиционные кормовые культуры в Западной Сибири: Монография/ ОмГАУ- Омск, 1996.

3. Усова М.В. Питательная ценность гибридного кормового щавеля// Вестник ОмГАУ. - Омск, 1999 г - №2 -с.25-27

4. Утеуш Ю.А. Новые перспективные кормовые культуры: Киев. Наук, думка, 1991.

ЛИХОМАНОВА Л.М. - доцент, к. с-х. н.

МИХАЛЬСКАЯ Н.В. - апирант.

ЧЕРНЫШЕВА Л.В. - студентка 5 курса.

Н.П. ШЕРСТОВ

ОмГАУ

УДК 631.82:635.656

УСТАНОВЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ ГОРОХА В УДОБРЕНИЯХ И РАСЧЕТ ДОЗ УДОБРЕНИЙ

РЕЗУЛЬТАТЫ ПОЛЕВЫХ ОПЫТОВ, ВЫПОЛНЕННЫХ В ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЕ НА ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ, ПОЗВОЛИЛИ УСТАНОВИТЬ ПОТРЕБНОСТЬ РАСТЕНИЙ ГОРОХА В ЭЛЕМЕНТАХ ПИТАНИЯ ПО ХИМИЧЕСКОМУ АНАЛИЗУ ПОЧВ И РАСТЕНИЙ С ПОСЛЕДУЮЩИМ РАСЧЕТОМ ДОЗ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПЛАНИРУЕМЫЕ УРОЖАЙНОСТЬ И ПРИБАВКУ УРОЖАЯ ЗЕРНА ПО ЭЛЕМЕНТАМ ПИТАНИЯ ПОЧВЫ И РАСТЕНИЙ. культура больших возможностей - это продо- позволили сделать вывод о том, правильно ли примени-

Горох

вольственная, кормовая, агротехническая культура и к тому же высокобелковая. Растительный белок зернобобовых обладает уникальным набором аминокислот. Неоценима питательная ценность гороха в питании человека и животных. Это значит, что горох должен найти достойное место в сибирском земледелии. Чтобы каждый килограмм элемента питания окупался высокой прибавкой урожая, следует определить потребность растений гороха в удобрениях и на этой основе рассчитывать необходимое количество их для получения максимальных прибавок урожая.

Условия питания гороха, установленные почвенной диагностикой, уточняются методом растительной диагностики. Нами была установлена согласованность этих методов с отзывчивостью гороха на минеральные удобрения (табл. 1).

Потребность растений в удобрениях и дозах применения элементов питания можно получить при совпадении результатов, полученных с использованием всех методов исследования (табл. 2). Растения гороха были хорошо обеспечены азотом и калием почвы, и внесение азотных и калийных удобрений не повлияло на урожайность. Однако они испытывали потребность в фосфорном питании, и внесение суперфосфата было очень эффективным. Сопоставление химического состава молодых растений, отобранных в фазу 5-6 узлов, с "критическими уровнями питания" и оптимальным соотношением,

ли удобрения под горох. Расчет доз удобрений по химическому анализу почв

Рассмотрим методы расчета доз удобрений под горох. Потребность растений в элементах питания определяется не запасами их в почве, а соотношением между ними. Внесение того или иного тука ведет к исправлению соотношения мехеду элементами. Устанавливая дозы фосфорных удобрений в Западной Сибири, учитывают не только уровень содержания усвояемого фосфора в почве, но и уровни азотного и водного режимов. Кулаковсхая Т.Н. [3], Магницкий К.П. [4] высказали мнение, что нарушение требуемых соотношений в элементах питания приводит к снижению эффективности туков. Расчет доз удобрений по химическому анализу почвы выполняется на основе "нормального питательного состава" почвы и оптимальных соотношений между элементами. Нами установлен ""нормальный питательный состав" черноземной почвы для гороха, который выражается количественным и качественным составом: в килограмме почвы пахотного слоя - нитратного азота - 20, Р20, и КгО по Чирикову и Труогу -160 мг. Соотношение между N-N03: Р205: К,0 = 1:8:8 (1). "Нормальный состав" почвы согласуется с расчетным для урожая зерна гороха в 25-30 ц/га.

В формировании урожая участвует не все количество элементов питания почвы, определенное химическим анализом, а только определенная часть их, принимающая непосредственное участие в создании урожая и на- |