CC BY
13
УДК 631.8 +631.445.24
ДИНАМИКА ПЛОДОРОДИЯ И ПРОДУКТИВНОСТИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ КОМИ
Н.Т. ЧЕБОТАРЕВ, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
А.А. ЮДИН, кандидат экономических наук, старший научный сотрудник
НИИ сельского хозяйства Республики Коми, ул. Ручейная, 27, Сыктывкар, Республика Коми, 167003, Россия
E-mail: [email protected]
Резюме. В полевом стационарном опыте в период с 1978 по 2013 гг. изучена эффективность применения органических и минеральных удобрений, а также их сочетаний на плодородие и продуктивность дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы в условиях Республики Коми. Под влиянием длительного внесения удобрений повышалось содержание гумуса (на 0,3-0,5%), подвижных форм фосфора и калия (на 12-137 и 5-38 мг/кг почвы), снижалась обменная (на 0,3-0,4 ед. рН) и гидролитическая кислотность (на 0,5-1,5 мг-экв/100 г почвы). При использовании только минеральных удобрений наблюдали уменьшение содержания гумуса (на 0,2-0,3%) и повышение кислотности почвы (на 0,7-0,9 ед. рН), что отрицательно сказалось на продуктивности кормового севооборота, которая снизилась на 1,5-3 т/га сухого вещества. Наибольшая урожайность культур отмечена при комплексном использовании торфонавозного компоста 80 т/га и полной дозы NPK: однолетние травы - 4,8; многолетнике травы - 6,1; картофель - 6,6 т/га сухого вещества. В других вариантах опыта величина этого показателя составила 3,0-4,5; 4,1-5,8 и 4,8-6,5 т/га сухого вещества (контроль - 2,5; 3,3 и 4,6 т/га сухого вещества) соответственно. Совместное применение удобрений повышало качество получаемой продукции. При использовании только минеральных удобрений отмечен отрицательный баланс гумуса в почве - - 0,64-0,71 т/га. В случае внесения органических удобрений он составил 0,12-0,50 т/га. При комплексном применении удобрений баланс также был положительным - 0,04-1,21 т/га. В вариантах с использованием трех доз NPK (N13P11K39, N20P16K58, N40P32K116) отмечена наименьшая себестоимость продукции сельскохозяйственных культур - 5,6-6,1 руб./т и наибольшая окупаемость затрат -3,32-4,86 руб./руб. (в других вариантах - 2,26-2,9 руб.).
Ключевые слова: почва, гумус, органические, минеральные удобрения, себестоимость, окупаемость. Для цитирования: Чеботарев Н.Т., Юдин А.А. Динамика плодородия и продуктивности дерново-подзолистой почвы под действием длительного применения удобрений в условиях Республики Коми // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т.29. №2. С. 11-13.
Повышение продуктивности агроценозов Севера невозможно без совершенствования технологий расширенного воспроизводства плодородия почв и возделывания сельскохозяйственных культур, адаптированных к региональным почвенно-климатическим условиям [1,2]. Ресурсы органических удобрений в связи со сложной ситуацией в животноводстве крайне истощены. Поэтому для решения такой задачи необходимо расширить посевы клеверо-тимофеечной травосмеси, как наиболее доступного и низкозатратного способа улучшения плодородия почв и роста продуктивности культур кормовых севооборотов [3].
Цель наших исследований - изучение влияния комплексного применения удобрений на агрохимические свойства и продуктивность дерново-подзолистой почвы в условиях Республики Коми.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в полевом стационарном опыте с 1978 по 2013 гг. в шестипольном кормовом севообороте на дерново-подзолистой среднеокультуренной почве.
Перед закладкой опыта почва (0-20 см) характеризовалась следующими агрохимическими показателями: гумус (по ГОСТ 26107-84) - 2,1-2,6%, гидролитическая кислотность (по ГОСТ 26212-91) - 3,1-4,4, сумма поглощенных оснований (по ГОСТ 27821-88) - 10,316,8 мг-экв /100 г почвы, pHKC| (по ГОСТ 26483-85) -4,8-5,6; содержание подвижного фосфора и обменного калия (по ГОСТ 26207-91) - 184-246 и 146-190 мг/кг
Таблица 1. Изменение агрохимических свойств почвы в пахотном слое (0-20 см) под действием удобрений в кормовом севообороте
Гидролитиче- Сумма Подвижный Обменный
Вариант Гумус, % рН KCl ская кислотность (Нг) поглощенных оснований (S) фосфор (P2O5) калий (K2O)
мг-экв./100 г почвы мг/кг почвы
1978 г. 2013 г. 1978 г. I 2013 г. 1978 г. 12013 г. 11978 г. 12013 г. 1978 г. 2013 г. 1978 г. 2013 г.
Контроль(без
удобрений) 2,1 2,1 5,5 4,8 3,1 4,1 10,3 9,2 223 166 146 77
1/3 NPK 2,3 2,1 5,6 4,5 3,7 3,9 13,6 14,6 193 184 148 124
1/2 NPK 2,5 2,2 5,6 4,6 3,4 3,8 16,8 13,7 187 155 152 125
1 NPK 2,5 2,2 5,4 4,7 3,4 4,0 14,8 12,2 201 166 156 158
ТНК 40 т/га
(фон 1) 2,5 2,8 5,2 5,6 3,7 3,2 15,3 13,1 211 220 148 153
Фон 1+1/3 NPK 2,4 2,7 5,3 5,5 3,7 2,9 13,9 14,6 211 281 162 184
Фон 1+1/2 NPK 2,4 2,8 5,2 5,5 3,4 2,8 14,6 15,2 246 317 178 192
Фон 1+1 NPK 2,1 2,5 4,8 5,3 4,2 3,0 13,3 14,7 184 277 181 212
ТНК 80 т/га
(фон 2) 2,4 2,8 5,3 5,6 3,8 2,3 15,5 16,8 201 307 170 204
Фон 2+1/3 NPK 2,0 2,4 5,1 5,4 3,9 2,1 11,7 13,6 180 336 173 211
Фон 2+1/2 NPK 2,6 3,0 5,2 5,6 4,4 2,3 13,0 15,4 240 338 185 227
Фон 2+1 NPK 2,3 2,8 5,3 5,7 3,6 1,8 13,2 15,7 227 364 190 228
НСР05 0,23 0,36 0,48 0,98 31,7 18,7
НСР05 0,14 0,22 0,24 0,41 25,8 16,4
НСР05Т:КК 0,17 0,25 0,33 0,58 27,6 17,5
Таблица 2. Баланс гумуса в почве кормового севооборота
в среднем за 2000-2013 гг.)
Вариант Содержание гумуса, % Запасы гумуса, т/га Поступление растительных остатков, т/га Синтез гумуса из растительных остатков, т/га Приход гумуса с органическими удобрениями, т/ га Приход гумуса всего, т/га Минерализация гумуса, т/га Баланс гумуса, т/га
Контроль(без
удобрений) 2,1 54,6 2,6 0,31 — 0,31 0,31 0
1/3 ЫРК 2,2 57,2 3,3 0,4 — 0,4 1,04 -0,64
1/2 ЫРК 2,3 59,8 3,5 0,42 — 0,42 1,09 -0,69
1 ЫРК 2,2 57,2 3,6 0,43 — 0,43 1,14 -0,71
ТНК 40 т/га (фон 1) 2,8 72,8 3,1 0,37 0,91 1,28 1,16 +0,12
Фон 1+1/3 ЫРК 2,7 70,2 3,4 0,41 0,91 1,32 1,28 +0,04
Фон 1+1/2 ЫРК 2,6 67,6 3,6 0,43 0,91 1,34 1,23 +0,11
Фон 1+ 1 ЫРК 2,4 62,4 4,0 0,48 0,91 1,39 1,13 +0,26
ТНК 80 т/га (фон 2) 2,8 72,8 3,3 0,4 1,82 2,22 1,42 +0,5
Фон 2+1/3 ЫРК 2,4 62,4 3,5 0,42 1,82 2,24 1,33 +0,91
Фон 2+1/2ЫРК 2,9 75,4 3,8 0,46 1,82 2,28 1,16 +1,12
Фон 2+ЫРК 2,8 72,8 4,2 0,5 1,82 2,32 1,11 +1,21
почвы соответственно; степень насыщенности основаниями (расчетным методом) - 70-80%.
Чередование культур в севообороте: картофель + однолетние и многолетние травы - многолетние травы 1 года пользования - многолетние травы 2 года пользования - однолетние травы - картофель (овощи).
Возделываемые сорта - картофель Невский и Изо-ра, овес Горизонт и Нарым, тимофеевка луговая Северодвинская 18, овсяница Цилемская, вика Льговская 22, клевер луговой Трио.
Органические удобрения вносили в форме торфонавоз-ного компоста (ТНК) под картофель в дозах 40 (фон 1) и 80 (фон 2) т/га, минеральные удобрения - ежегодно. Полную дозу минеральных удобрений (1 NPK) рассчитывали по выносу питательных элементов растениями при планируемой урожайности картофеля 15 т/га (N60P30K180), однолетних трав - 20 т/га (N40P32K116), многолетних - 15 т/га (N40P32K108), кроме того, схема опыта предусматривала варианты с применением 1/3 и 1/2 ее части. Контроль - без удобрений.
Повторность опыта - четырехкратная, площадь делянки - 100 м2. Учет урожайности - сплошной, поделя-ночный [4, 5]. Расчет баланса гумуса проводили по А.М. Лыкову [6] и методике НИИСХ Северо-Востока [7].
Результаты и обсуждение. Значительное увеличение содержания гумуса в почве, по сравнению с исходным (1978 г.), отмечено при совместном внесении органических и минеральных удобрений (на 0,3-0,5%), а также только органических удобрений (на 0,3-0,4%). В контроле величина этого показателя оставалась на одном уровне (2,1%), то есть интенсивность процессов минерализации и накопления (путем гумификации корнепожнивных остатков, особенно бобово-злаковых травосмесей) гумуса, была равной, что определяет сохранение плодородия почвы в течение длительного периода времени [6].
Отмечено значительное подкисление почвенной среды в контроле (на 0,7 ед. pH) и вариантах с использованием различных доз NPK (на 0,7-1,1 ед. рН). Если в первом случае это происходило из-за выноса и вымывания кальция и магния из почвенно-поглощающего комплекса (ППК), то во втором, дополнительно, из-за внесения физиологически кислых минеральных удобрений. Аналогичные изменения отмечены по гидролитической кислотности (на 1,0 и 0,20,6 мг-экв/100 г почвы соответственно) и сумме поглощенных оснований (на 1,1 и 1,0-2,9 мг-экв/100 г почвы). Кроме того, в этих же вариантах установлено уменьшение содержания подвижного фосфора (на 57 и 9-35 мг/кг почвы) и обменного калия (на 69 и 24-27 мг/кг почвы), вынос которых урожаями культур превышал размеры внесения с минеральными удобрениями [8, 9].
Органические удобрения способствовали снижению кислотности почвы (рНКС| - на 0,3-0,4 ед., Нг - на 0,5-1,5 мг-экв./100 г), увеличению суммы поглощенных оснований (на 0,7-2,5 мг-экв./100 г), а также содержания подвижного фосфора (на 70-106 мг/кг) и обменного калия (на 5-34 мг/кг).
Установлено, что запасы гумуса в почве в зависимости от варианта изменялись от 54,6 до 75,4 т/га (табл. 2). Объемы поступления растительных остатков определялись урожайностью культур и составляли от 2,6 до 4,2 т/га. Из корнепожнивных остатков синтезировалось от 0,31 до 0,50 т/га органического вещества, причем наибольшее его количество отмечено в вариантах с комплексным применением удобрений. Самое высокое поступление гумуса наблюдали при использовании ТНК (40 т/га ТНК - 0,91 т/га и 80 т/га ТНК - 1,82 т/га). Общий приход органического вещества в почву был равен 0,31-2,32 т/ га, а наибольшая его величина выявлена при внесении органических и минеральных удобрений (1,32-2,32 т/га).
Учитывая достаточно высокую ежегодную минерализацию гумуса, особенно при возделывании картофеля, проведенные расчеты показали, что в вариантах с тремя дозами NPK его баланс был отрицательным (-0,64-0,71 т/га). При внесении ТНК положительным и составил 0,12-0,50 т/га. Наибольшее ежегодное накопление органического вещества в почве отмечали при комплексном использовании органических и минеральных удобрений (0,04-1,21 т/га), особенно в высоких дозах (ТНК 80 т/га + NPK - 1,21 т/га).
Наибольшая продуктивность культур кормового севооборота отмечена при использовании высокой дозы ТНК (80 т/га) и полной дозы NPK: однолетние травы 4,8 т/га многолетние травы - 6,1 т/га, картофель -6,6 т/га сухого вещества, что превышало величину этого показателя в контроле на 92,85 и 43% соответственно. В других вариантах опыта продуктивность однолетних трав составляла 3,0-4,5 т/га сухого вещества; многолетних трав - 4,1-5,8; картофеля - 4,8-6,5 т/га сухого вещества (контроль - 2,5; 3,3; 4,6 т/га соответственно).
Комплексное применений удобрений способствовало повышению качества получаемой продукции: в однолетних травах содержание сырого протеина увеличивалось до 15,015,6%; в многолетних травах - до 14,0-14,5 % (контроль -11,4 и 10,2%). Количество крахмала в клубнях картофеля повышалось до 16,0-16,8%, а уровень нитратов оставался в пределах ПДК - 130-180 мг/кг сырой массы, (контроль -13,4% и 94 мг/кг сырой массы) соответственно.
Выводы. На основании проведенных исследований на дерново-подзолистой легкосуглинистой
среднеокультуренной почве установлена высокая эффективность совместного использования органических и минеральныхудобренийдляулучшения условий питания растений шестипольного кормового севооборота.
При этом повышалось плодородие почвы (содержание гумуса - на 0,3-0,5%, подвижного фосфора и калия - на 12-137 и 5-38 мг/кг почвы соответственно) и продуктивность культур (на 1,3-3,1 т/га сухого вещества).
Литература.
1. Заболоцкая Т.Г. и др. Северный подзол и удобрения. Ленинград: издательство «Наука», 1985. 179 с.
2. Войтович Н.В., Лобода Б.П. Оптимизация минерального питания в агроценозах Центрального Нечерноземья. М.: НИИСХ ЦРНЗ, 2005. 193 с.
3. Чекмарев П.А., Лукин С.В. Мониторинг плодородия пахотных почв центрально-черноземных областей России //Агрохимия. 2013. № 4. С. 11-22.
4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985. 351 с.
5. Diaz L.T., Golneke C.G. Co-composting refise and sludge // Bio Cycle. 2014. № 1.V.25. P.21-25.
6. Лыков А.М. Воспроизводство плодородия в Нечернозменой зоне. М.: 1975. 131 с.
7. Методика разработки адаптивно-ландшафтных систем земеледелия, Киров / под редакцией акад. В.А. Сысуева. НИИСХ Северо-Востока, 2000. 60 с.
8. Чеботарев Н.Т. [и др.] Влияние длительного применения удобрений на агрохимические показатели и баланс органического вещества в дерново-подзолистой почве Республики Коми // Аграрный вестник Урала. Екатеринбург. 2011. № 2. С.11-12.
9. Ягодин Б.А. и др. Агрохимия. М.: Колос, 1989. 654 с.
DYNAMICS OF FERTILITY AND PRODUCTIVITY OF SOD-PODZOL SOIL UNDER THE INFLUENCE OF LONG USE OF FERTILIZERS UNDER CONDITIONS OF KOMI REPUBLIC
N.T. Chebotaryov, A.A. Yudin
Research Institute of Agriculture of Komi Republic, Rucheynaya Str., 27, Syktyvkar, Komi Republic, 167003, Russia Summary. The efficiency of organic and mineral fertilizer application as well as their combinations for fertility and productivity of sod-podzol light loamy soil under conditions of Komi Republic was studied in field stationary test during the period from 1978 to 2013. Under the influence of long term fertilizer application the content of humus (by 0.3...0.5 %) and mobile forms of phosphorus and potassium (by 12...137 and 5.38 mg/kg of soil) increased, exchange (by 0.3.0.4 units) and hydrolytic acidity (by 0.5.1.5 mg-eq/100 g of soil) decreased. With application of mineral fertilizers only the decrease in the content of humus (by 0.2.0.3 %) and the increase in soil acidity (by 0.7. 0.9 units) was observed, that had an adverse effect on the productivity of cultures in fodder crop rotation, which value reduced on 1.5. 3 t/ha of dry matter. The highest crops productivity was achieved while complex using of peat-manure compost in the dose of 80 t/ha and NPK in the full dose: annual herbs - 4.8; perennial herbs - 6.1 and potato - 6.6 t/ha of dry matter. In other variants of the experiment this indicator was 3.0.4.5; 4.1.5.8 and 4.8.6.5 t/ha (the control was 2.5; 3.3 and 4.6 t/ha) accordingly. Combined application of fertilizers increased quality of the production. With the application of mineral fertilizers only the negative balance of humus content in the soil was noted, -0.64.-0.71 t/ha. In the case of organic fertilizers it was 0.12.0.50 t/ha. With complex application of fertilizers the balance was positive also, 0.04.1.21 t/ha. In the variants with three doses of NPK (N13P11K39, N20P16K58, N40P32K116) the lowest cost of crop products, 5.6.6.1 rub/t, and the highest economic return, 3.32.4.86 rub/rub wasdefined (in othervariants itwas 2.26.2.9 rub). Keywords: soil, humus, organic, mineral fertilizers, cost, economic return.
Author Details: N.T. Chebotaryov, Dr. Sc. (Agr.), Leading Researcher (e-mail:[email protected]), A.A. Yudin, Cand. Sc. (Econom.), Senior Researcher
For citation: Chebotaryov N.N., Yudin A.A. Dynamics of fertility and productivity of sod-podzol soil under the influence of long use of fertilizers under conditions of Komi Republic. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2015. T.29. №2. pp. 11-13 (In Russ)
ИНФОРМАЦИЯ
Для проработки вопросов развития мелиорации в рамках комиссии Правительства Российской Федерации по вопросам социально-экономического развития Калининградской области состоялась встреча директора Департамента мелиорации Минсельхоза России Даниила Путятина с главой региона Николаем Цукановым.
Губернатор подчеркнул особую роль мелиорации для области, решающей задачи комплексного назначения, - это и защита польдерных земель от затопления и подтопления, и обеспечение стабильности и роста объемов сельскохозяйственного производства.
Как отметил Николай Цуканов, регион располагает уникальным мелиоративным комплексом, более 90% сельхозугодий (более 596 тыс. га) осушаются закрытым дренажем и открытой сетью каналов. Для обеспечения проектного уровня мелиоративных систем и сооружений, призванных осуществлять отвод избыточных вод с осушаемых земель, в Калининградской области по федеральной целевой программе «Сохранение и восстановление плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения и агроландшафтов как национального достояния России на 2006-2010 годы и на период до 2013 года» (ФЦП «Плодородие») направлено средств консолидированного бюджета региона и внебюджетных источников суммарно в объеме более 8,8 млрд руб., что практически на 1 млрд больше запланированного показателя. За счет средств федерального бюджета в указанный период осуществлялось строительство и реконструкция 13 дамб, насосных станций, межхозяйственных каналов, из них по трем проведены проектно-изыскательские работы.
В свою очередь, Даниил Путятин констатировал глубокое понимание региональной администрацией реальной значимости отрасли как фактора социально-экономического развития вверенной территории и подчеркнул деятельную заинтересованность в привлечении дополнительных бюджетных и частных инвестиций на цели модернизации комплекса. По его словам за последние 9 лет совместными усилиями удалось предотвратить выбытие из сельхозоборота более 110 тыс. га угодий, вовлечь в оборот - более 60 тыс. га (128% плана), ввести в эксплуатацию около 14 тыс. га мелиорируемых земель.
Руководитель департамента согласился с тем, что, несмотря на позитивные изменения, для дальнейшего решения поставленных задач требуются дополнительные вложения. Потребность в реконструкции осушительных систем государственной собственности Российской Федерации составляет 75%. Для этого федеральной целевой программой «Развитие мелиорации земель сельскохозяйственного назначения России на 2014-2020 годы» (ФЦП «Мелиорация»), в сравнении с предыдущей ФЦП «Плодородие», на треть увеличены капитальные вложения в модернизацию гидромелиоративных объектов на территории Калининградской области. Так, за счет средств федерального бюджета (более 1,5 млрд руб.) предусмотрена реконструкция 41 объекта. Дополнительные государственные инвестиции направляются и по программе «Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в 2012-2020 годах», согласно которой предусмотрена реконструкция еще 7 гидромелиоративных объектов с объемом финансирования за счет средств федерального бюджета 685,5 млн руб.
По материалам Пресс-службы Минсельхоза Российской Федерации.
