CC BY
39
ПОЛЕВОДСТВО И ЛУГОВОДСТВО
с1о1: 10.24411/0044-3913-2021-10204 УДК 631.8 : 631.582 : 633.63 : 633.1
Продуктивность
зерносвекловичного севооборота при краткосрочном и длительном применении удобрений в ЦЧР
N О N СМ
ш
S ^
ф
и
ш ^
2
ш м
О. А. МИНАКОВА, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторий (e-mail: olalmin2@ rambler.ru)
Л. В. АЛЕКСАНДРОВА, научный сотрудник Т. Н. ПОДВИГИНА, младший научный сотрудник
Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара им. А. Л. Мазлумова, пос. ВНИИСС, 86, Рамонский р-н, Воронежская обл., 396030, Российская Федерация
Исследования проводили с целью изучения продуктивности севооборота с сахарной свеклой и его энергетической оценки при краткосрочном и длительном применении удобрений. Работу выполняли в условиях лесостепи ЦЧР в стационарном полевом опыте на выщелоченном черноземе. Проанализированы данные за 1936-1945 (1-я ротация) и2009-2017(9-я ротация) гг. Увеличение длительности применения удобрений способствовало повышению урожайности основной и побочной продукции культур севооборота, продуктивности 1 га пашни, окупаемости 1 кгудобрений и энергетической эффективности их применения, относительно контроля. Продуктивность 1 га севооборотной площади в варианте без удобрений от 1-й к 9-й ротации снижалась на 7,5 % вследствие ухудшения почвенного плодородия, а на фоне действия систем Ы300Р30К3(1 + 2,8 т/га навоза и Ы42Р4К42 отмечено максимальное в опыте её повышение на 12,2 и 7,7 % соответственно. Окупаемость 1 кг ЫРК прибавкой продукции во времени возрастала на 3,94...7,83 зерн. ед. (64,0.140,0 %). Отмечено увеличение разницы в продуктивности удобренных вариантов, относительно контроляс11,(...22,6 % в 1-й ротации до 24,2.43,0 % в 9-й ротации. Увеличение длительности использования удобрений обеспечивало повышение коэффициента их энергетической эффективности в 9-й ротации, по сравнению с 1-й, в 1,4... 2,2 раза при максимальных в опыте величинах этого показателя (6,16.6,98) в вариантах ПюРкКю + 2,8 т/га навоза, + 2,8 т/га
навоза и Наибольшую в опыте про-
дуктивность, окупаемость 1 кг NPK и энергетическую эффективность в 1-й ротации обеспечивала система удобрений N27P27K27+
5,6 т/га навоза, в 9-й - N30P30K30 + 2,8 т/га навоза.
Ключевые слова: севооборот, удобрения, урожайность, продуктивность, экономическая эффективность, рентабельность.
Для цитирования: Минакова О. А., Александрова Л. В., Подвигина Т. Н. Продуктивность зерносвекловичного севооборота при краткосрочном и длительном применении удобрений в ЦЧР//Земледелие. 2021. № 2. С. 18-22. doi: 10.24411/0044-3913-2021-10204.
Севооборот - научно обоснованное чередование сельскохозяйственных культур и паров во времени и на полях или только во времени [1]. В основе формирования севооборотов лежат следующие экологические и социально-экономические критерии: регулирование режима органического вещества почвы и минеральных элементов питания; поддержание водного баланса агроценозов; предотвращение процессов эрозии и дефляции; уменьшение засоренности посевов; регулирование фитосанитарного состояния почвы и др. [2]. Севообороты должны обеспечивать непрерывный рост урожайности сельскохозяйственных культур (не менее, чем на 10...15 %) и систематическое повышение плодородия почвы. Именно в севообороте достигается наибольшая эффективность применяемых систем обработки почвы, удобрений, средств борьбы с вредителями, болезнями и сорными растениями. Введенный севооборот должен быть агротехнически и экономически выгоден для хозяйства. Для этого необходимо давать оценку продуктивности севооборота по следующим основным показателям: выход продукции с единицы площади, стоимость продукции и выход кормопротеиновых или зерновых единиц [3].
Многочисленными исследованиями доказано увеличение продуктивность севооборотов с разными культурами при изменяющейся насыщенности удобрениями в многообразных природно-климатических условиях [4, 5, 6]. Согласно исследований А. Х. Шеуджена с соавторами (2017) [7], суммарная про-
дуктивность 11-польного севооборота возрастала с 45,4 тыс. зерн. ед. в контроле до 58,1.. .75,3 тыс. зерн. ед./га в удобренных вариантах.
Увеличение длительности применения удобрений ведет к повышению почвенного плодородия [8, 9, 10], способствующего увеличению урожайности сельскохозяйственных культур [11], особенно в сочетании с научно-обоснованными севооборотами [12], что в итоге обеспечивает возрастание продуктивности севооборота [13, 14]. Так, в исследованиях В. В. Пронько с соавторами (2017) [15], продуктивность севооборота в вариантах с удобрениями возрастала, относительно контроля, в 1-й ротации на 6,2.13,4 %, а в 6-й ротации - на 10,0.46,7 %.
В эпоху рыночной экономики получения высокой урожайности в результате применения удобрений недостаточно, необходимо выявление возможности более выгодного вложения средств и установление экономически наиболее эффективных технологических приемов использования удобрений. Результирующими критериями оценки земель служат продуктивность и экономическая эффективность их использования [16].
Поэтому изучение продуктивности севооборотов с сахарной свеклой, их энергетическая оценка, расчет окупаемости краткосрочного и длительного применения удобрений в условиях ЦЧР актуально.
Цель работы - установить изменение показателей продуктивности зерносве-кловичного севооборота в лесостепи ЦЧР при кратковременном и длительном применении удобрений.
Задачи исследований: изучить изменение урожайности основной и побочной продукции культур севооборота в 1-й и 9-й ротациях севооборота; установить продуктивность 1 га пашни и окупаемость 1 кг ЫРК удобрений при их краткосрочном и длительном применении; выявить динамику энергетической эффективности внесения удобрений в начале опыта и в последние годы.
Исследования проводили в длительном стационарном полевом опыте, заложенном в 1936 г для изучения влияния удобрений на почвенное плодородие и урожайность культур в севообороте с сахарной свеклой. Были проанализированы данные за 1936-1945 (1-я ротация) и 2009-2017 (9-я ротация) гг. Почва опытного участка - чернозем выщелоченный малогумусный среднемощный тяжелосуглинистый на тяжелом карбонатном суглинке. В 1-й ротации содержание гумуса
1. Урожайность основной и побочной продукции* культур севооборота в 1-й ротации, т/га
Озимая Са- Кле- Са-
Вариант пшеница харная свекла Ячмень вер, зеле- Рожь харная свекла Горох Овес
звено с паром ная масса звено с клевером
Без удобрений 2,44 4,20 23,9 20,0 1,59 2,69 9,3 2,33 5,25 21.3 19.4 1,88 1,89 1,80 2,64
Ы10Р10К10 + 2,8 т/га навоза 2,82 26,0 1,64 10,4 2,42 23,2 2,07 1,93
5,02 24,2 3,26 5,39 21,6 2,14 3,05
Ы20Р20К20 + 2,8 т/га навоза 2,84 26,6 1,86 11,2 2,65 23,1 2,11 2,01
5,20 25,3 3,45 5,42 21,9 2,36 3,24
Ы30Р30К30 + 2,8 т/га навоза 2,88 5,09 26,8 25,6 1,84 3,72 11,8 2,60 5,50 23,9 25,1 2,07 2,40 2,07 3,30
Ы10Р10К10 + 5,6 т/га т/га навоза 2,86 5,35 24,9 26,7 1,71 3,65 11,6 2,88 5,70 22,0 23,5 2,05 2,19 1,65 3,12
Ы27Р27К27 + 5,6 т/га навоза 3,11 5,31 27,2 27,4 2,16 3,80 12,5 2,81 5,81 24,3 24,5 2,08 2,44 2,25 3,11
ЫРК 42 42 42 2,88 5,03 26,9 26,8 1,96 3,31 10,9 2,72 5,76 24,0 24,0 2,15 2,56 2,14 2,96
НСР05 0,19 1,7 0,11 0,6 0,17 1,5 0,14 0,12
0,23 1,7 0,22 0,34 1,5 0,12 0,21
*здесь и в табл. 2: над чертой - урожайность основной продукции, под чертой - урожайность побочной продукции.
в пахотном слое почвы по вариантам опыта составляло 5,33.. .6,00 %, Ы-Ы03 -14,9...20,1 мг/кг Р205 - 89.127 мг/кг, Кр - 113.148 мг/кг в9 ротации - 4,83. 5,61 %, 10,4.21,6, 106.188 и 108. 152 мг/кг соответственно.
Опыт заложен в 3-кратной повторно-сти в 9-польном зернопаропропашном севообороте со следующим чередованием культур: в 1-й ротации - черный пар - озимая пшеница - сахарная свекла - ячмень с подсевом клевера - клевер 1 года использования -рожь - сахарная свекла - горох - овес; в 9-й - черный пар - озимая пшеница -сахарная свекла - ячмень с подсевом клевера - клевер 1 года использования - озимая пшеница - сахарная свекла - горохоовсяная смесь - овес.
Схема опыта предполагала изучение следующих вариантов насыщенности (в расчете на 1 га севооборотной площади) удобрениями: без удобрений (контроль);
10 10 10 * 5,6 т/га навоза;
1986. 262 с.), расчет продуктивности 1 га севооборотной площади - согласно Приказа № 6 от 11 января 2013 г Министерства сельского хозяйства Российской Федерации. (Об утверждении коэффициентов перевода в зерновые единицы сельскохозяйственньхкультур. Приказ № 6 от 11 января 2013 г. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации. 3 с.), энергетическую эффективность - по методике ВАСХНИЛ (Методические рекомендации по энергетической оценке систем и приемов обработки почв. М.:ВАСХНИЛ, 1989.29с.). Окупаемость 1 кг ЫРК рассчитывали с учетом использования ЫРК из полуперепревшего навоза КРС (55 % азота, 65 % Р205 и 85 % К20 в год прямого действия и двух лет последействия (Гуреев И. И., Агибалов А. В. Производство сахарной свёклы без затрат ручного труда. Курск,
2000.124с.). Статистическую обработку данных проводили методом дисперсионного анализа с использованием Microsoft Excel.
В 1-й ротации севооборота увеличение урожайности основной продукции сахарной свеклы при прямом действии удобрений, относительно неудобренного фона, было невысоким: в звене с паром - на 2,1.3,3 т/га (8,8.13,8 %) (табл. 1), в звене с клевером - на 1,8. 3,3 т/га (8,4.14,1 %). В последействии влияние удобрений было выражено более значительно: урожайность зерна ячменя повышалась на 0,12.0,57 т/га (7,6.35,8 %), клевера - на 1,07.3,17 т/ га (11,5.34,0 %), озимой пшеницы - на 0,38.0,67 т/га (15,6.27,5 %), озимой ржи - на 0,27.0,55 т/га (11,6.23,6 %), овса - на 0,13.0,45 т/га (7,2.25,0 %), гороха - на 0,17.0,27 т/га (9,0.15,5 %).
Урожайность побочной продукции культур в 1-й ротации повышалась, относительно контроля, следующим образом: соломы ячменя - на 0,57.1,11 т/га (21,2.41,3 %), ботвы сахарной свеклы в звене с черным паром - на 4,2.7,4 т/га (21,0.37,0 %), в звене с клевером - на 2,2.5,7 т/га (11,3.29,4 %), соломы гороха - на 0,25.0,67 т/га (13,2. 35,4 %), соломы озимой пшеницы - на 0,82.1,11 т/га (19,5.26,4 %), соломы овса - на 0,41.0,66 т/га (15,5.25,0 %) и соломы озимой ржи - на 0,25.0,56 т/га (4,8.10,7 %). Максимальный в опыте выход побочной продукции большинства культур севооборота в этот период обеспечивала система удобрений N27P27K27 + 5,6 т/га навоза, гороха -
N P K
42 42 42
овса - Ы20Р20К20 + 2,8 т/га навоза, сахарной свеклы в клеверном звене - Ы30Р30К30 + 2,8 т/га навоза.
В вариантах с высокой насыщенностью удобрениями (Ы30Р30К30+2,8 т/га
2. Урожайность основной и побочной продукции культур в 9-й ротации
севооборота, т/га
'"10 10,v10 ^ ' " '"10 13,3-1(У
2,8 т/га навоза; N20P20K20 (в 1-й ротации -
N20P26,3K20) + 2,8 т/га на!Юза; N30P30K30 (в
1-й ротации -
30 30 30
- N30P39 9K39) + 2,8 т/га навоза;
---------------■■10' 13,3 40'
N27P27K27 + 5,6 т/га на-
воза; Ы42Р42К42. При достижении повышенного и высокого уровня содержания Р205 в почве опытного участка с 1990 г стали вносить удобрения с равным соотношением ЫРК. Удобрения применяли только под сахарную свёклу с осени под зяблевую вспашку, навоз - в черном пару. Минеральные удобрения вносили, в основном, в виде нитроаммофоски (в 1-й ротации - в виде смесей простых удобрений). Агротехника возделывания культур была общепринятой для зоны. Учеты урожайности основной и побочной продукции культур севооборота проводили весовым методом с учетных делянок по методике ВНИС (Барнштейн Л. А., ГизбуллинН. Г. Методика исследований по сахарной свекле. Киев: ВНИС,
Вариант Озимая пшеница Сахарная свекла Ячмень Клевер, зеленая Сахарная свекла Озимая пшеница Горохо-овсяная смесь, зеленая масса Овес
звено с паром масса звено с клевером
Без удобре- 2,67 26,3 1,66 16,4 2,27 28,3 14,1 1,47
ний 2,10 12,1 1,44 2,11 11,6 1,62
N Р К + 10 10 10 2,8 т/га на- 3,04 37,9 2,10 19,6 2,54 35,1 18,5 1,83
2,34 16,3 1,72 2,01 15,4 1,87
воза
N Р К + 20 20 20 3,44 37,0 2,26 20,4 2,91 34,5 20,1 1,89
2,8 т/га на- 2,96 18,0 2,26 3,03 13,2 1,79
воза
N Р К + 30 30 30 3,73 40,3 2,49 20,0 3,04 39,8 20,7 2,04
2,8 т/га на- 2,57 23,9 2,59 2,89 17,5 2,06
воза
N Р К + 10 10 10 5,6 т/га на- 3,20 39,4 2,01 19,2 2,58 32,4 19,9 1,89
2,82 16,0 1,51 2,04 15,5 1,72
воза
N Р К + 27 27 27 3,38 40,6 2,77 19,1 2,94 39,9 20,7 1,86
5,6 т/га на- 2,63 21,7 2,13 2,99 27,4 2,31
воза
N Р К 42 42 42 3,26 40,0 2,45 20,8 2,94 35,7 19,7 2,15
3,10 21,3 1,91 2,82 26,5 2,67
НСР05 0,22 2,3 0,14 0,1 0,15 2,2 1,2 0,12
0,15 1,1 0,12 0,16 1,4 0,14
СО (D 3 ь
(D
д
(D Ь 5
(D
М
О м
навоза, Ы27Р27К27 + 5,6 т/га навоза и Ы42Р42К42) отмечено повышение урожая культур в 9-й ротации, относительно контроля (табл. 2): корнеплодов сахарной свеклы в паровом звене - на 52,1. 54,4 % (13,7.14,3 т/га), в звене с клевером - на 26,1.41,0 % (7,40.11,6 т/га); озимой пшеницы в паровом звене - на 41,1.54,4 % (0,59.1,06 т/га), в звене с клевером - на 29,5.33,9 % (0,67. 0,77 т/га). Это свидетельствует о том, что основные культуры севооборота (сахарная свекла и озимая пшеница) под действием высоких доз удобрений обеспечивают более значительные прибавки урожайности в звене с паром, чем в звене с клевером. Урожайность яровых зерновых в лучших вариантах возрастала, относительно контроля без удобрений, следующим образом: ячменя - на 47,6.66,9 % (0,79.1,11 т/га), овса - на 38,8.46,2 % (0,57.0,68 т/га), зеленой массы клевера - на 21,9.26,8 % (3,6.4,4 т/га), горохоовсяной смеси - на 39,7.46,8 % (5,6.6,6 т/га).
В 9-й ротации низкие прибавки урожайности в вариантах Ы10Р10К10 + 2,8 т/га навоза и Ы10Р10К10 + 5,6 т/га навоза отмечены на большинстве культур, за исключением горохоовсяной смеси. Сахарная свекла в обоих звеньях и овес слабо реагировали на применение Ы20Р20К20+2,8 т/га навоза, что, возможно, связано с недостатком доступных форм основных элементов питания для такой высокопродуктивной культуры как сахарная свекла, а также для овса - третьей культуры после удобренной сахарной свеклы в клеверном звене. Эта же причина, возможно, приводила к невысоким прибавкам урожайности клевера (также третьей культуры после удобренной сахарной свеклы в звене с паром) и овса в варианте Ы27Р27К27 + 5,6 т/га навоза. Отмечено следующее увеличение урожайности культур, относительно контроля, в вариантах Ы10Р10К10 + 2,8 т/га навоза и Ы10Р10К10 + 5,6 т/га навоза в паровом звене: сахарной свеклы - на 40,7.49,8 %, озимой пшеницы - на 13,9.19,8 %, ячменя - на 21,1.26,5 %; в клеверном звене: сахарной свеклы -на 14,5.24,0 %, озимой пшеницы -на 11,9.13,7 %, клевера - на 17,1.19,5 %, горохоовсяной смеси - на 31,2.41,1 %, овса - на 24,5.28,6 %.
От 1-й к 9-й ротации в вариантах с применением удобрений отмечено следующее повышение урожайности основной продукции культур севообо-¿^ рота: сахарной свеклы в паровом зве-° не - на 39,1.58,2 %, сахарной свеклы сд вклеверномзвене-на 47,3.66,5 %, ^ клевера - на 52,8.90,8 %, ячменя - на о» 17,5.35,3 %, озимой пшеницы - на | 7,8.29,5 %, но снижение урожайности овса на 5,2.17,3 % (за исключением ® варианта Ы10Р10К10 + 5,6 т/га навоза). 5 В 9-й ротации отмечено следующее $ увеличение, относительно контроля,
урожайности побочной продукции культур под действием удобрений: соломы озимой пшеницы в звене с паром - на 11,4.47,6 % (0,24.1,00 т/га), в звене с клевером - на 33,6.44,6 % (0,71. 0,92 т/га), ячменя - на 19,4.79,9 % (0,28.1,15 т/га), овса - на 10,5.64,8 % (0,17.1,05 т/га), ботвы сахарной свеклы в звене с черным паром - на 34,7-97,5 % (4,2-11,8 т/га), в звене с клевером - на 13,8.136,0 % (3,8.15,8 т/га). Максимальный в опыте выход побочной продукции большинства культур севооборота в 9-й ротации обеспечивало действие систем удобрений Ы27Р27К27 + 5,6 т/га навоза и Ы42Р42К42, на выход соломы зерновых также значительное влияние оказало последействие Ы20Р20К20 + 2,8 т/га навоза, а ботвы сахарной свеклы -М30Р30К30 + 2,8 т/га навоза.
Уровень урожайности побочной продукции зерновых культур севооборота в 1-й ротации был выше, чем в 9-й ротации, что связано с совершенствованием сортов путем селекции на повышение эффективности продукционного процесса (увеличение индекса урожая - соотношения основной и побочной продукции). Снижение урожайности побочной продукции во времени в меньшей степени имело место в вариантах с применением удобрений, возможно, вследствие усиления процессов синтеза питательных веществ в листовых пластинках под воздействием дополнительного поступления питательных веществ, особенно азота. У культур, использующих прямое действие удобрений и их последействие на 1 год, отмечали меньшее снижение урожайности в удобренных вариантах, чем у культур, использующих более отдаленное последействие. Так, выход ботвы сахарной свеклы в звене с черным паром во времени снижался на 6,6.40,0 % (в контроле - на 39,5 %), в звене с клевером - на 9,4.39,7 % (в контроле - на 40,2 %), за исключением вариантов с применением Ы27Р27К27 + 5,6 т/га навоза и Ы42Р42К42, где отмечено увеличение на 11,8 и 10,0 % соответственно, соломы ячменя - на 30,4.46,3 %, (за исключением Ы10Р10К10 + 5,6 т/га навоза, где снижение было больше, чем в контроле (46,5 %). Для озимой пшеницы и овса, использующих последействие минеральных удобрений на 4-й и 3-й год соответственно
(озимая пшеница также испытывала и прямое действие навоза), была отмечена аналогичная, хотя и менее выраженная, тенденция. Так, у озимой пшеницы в вариантах Ы10Р10К10 + 2,8 т/га навоза и Ы27Р27К27 + 5,6 т/га навоза, а у овса - в вариантах Ы20Р20К20 + 2,8 т/га навоза и Ы10Р10К10 + 5,6 т/га навоза, отмечено более значительное снижение выхода соломы во времени - 50,5.53,4 % и 44,7.44,9 % соответственно (в контроле - 50,0 и 38,6 % соответственно).
Наибольшее в опыте снижение разницы между урожайностью побочной продукции от 1-й к 9-й ротации среди культур севооборота отмечено в прямом действии удобрений на сахарной свекле и их последействии в 1-й год на ячмене, которому способствовало улучшение азотного питания, связанное с повышением почвенного плодородия в вариантах с удобрениями.
Повышение продуктивности 1 га севооборотной площади в 1-й ротации в вариантах с удобрениями составило 11,0. 22,6 %, относительно контроля (3,62 тыс. зерн. ед./га), более всего - при Ы27Р27К27+ 5,6 т/га навоза (4,44 тыс. зерн. ед./га), менее всего - при Ы10Р10К10+2,8 т/га навоза (4,02 тыс. зерн. ед. /га), разница между ними составила 10,4 %, также высокой она была при внесении М30Р30К30 + 2,8 т/га навоза и Ы42Р42К42 (табл. 3). Система Ы10Р10К10 + 2,8 т/га навоза способ-ствовалаувеличению продуктивности 1 га севооборотной площади, относительно контроля, на 11,0 %, дальнейшее увеличение дозы минеральных удобрений до Ы20Р20К20 + 2,8 т/га навоза повышало её уровень на 3,5 %, М30Р30К30 + 2,8 т/га навоза - на 2,6 %, добавление 2,8 т/ганавоза к дозе Ы10Р10К10+2,8 т/га навоза - на 2,5 %. В наиболее насыщенном ЫРК варианте (Ы27Р27К27 + 5,6 т/га навоза) продуктивность 1 га севооборотной площади возрастала, относительно Ы30Р30К30 + 2,8 т/га навоза, на 4,0 %.
В 9-й ротации отмечено увеличение продуктивности 1 га севооборотной площади, относительно контроля, на 24,2.43,0 %, более всего - при Ы30Р30К30 + 2,8 т/га навоза (до 4,79 тыс. зерн. ед./га), менее всего - в вариантах
Ы10Р10К 10 + 2,8 т/га навоза и Ы10Р10К10 + 5,6 т/га навоза (до 4,17 и 4,16 тыс. зерн. ед./га соответственно).
3. Продуктивность 1 га пашни и оплата 1 кг ЫРК удобрений дополнительной продукцией в зависимости от длительности их применения в севообороте
Вариант 1-я ротация 9-я ротация
продуктивность 1 га севооборотной площади, тыс. зерн. ед. оплата 1 кг ЫРК, зерн. ед. продуктивность 1 га севооборотной площади тыс. зерн. ед. оплата 1 кг ЫРК, зерн. ед.
Без удобрений 3,62 - 3,35 -
Ы10Р10К10 + 2,8 т/га навоза 4,02 6,67 4,17 14,5
Ы20Р20К20 + 2,8 т/га навоза 4,16 5,79 4,22 10,0
Ы30Р30К30 + 2,8 т/га навоза 4,27 5,13 4,79 12,3
Ы10Р10К10 + 5,6 т/га навоза 4,12 5,77 4,16 10,8
Ы^Р^К^ + 5,6 т/га навоза 4,44 6,16 4,69 10,1
ЫРК 42 42 42 4,28 5,21 4,61 10,0
4. Энергетическая эффективность удобрений в зависимости от длительности их применения в севообороте
Вариант 1- я ротация 9 я ротация
Е* 1 КЭЭ** Е* 1 КЭЭ**
М10Р10К10 + 2,8 т/га навоза 83,6 3,92 147,4 6,98
М20Р20К20 + 2,8 т/га навоза 116,3 3,66 181,8 5,79
М30Р30К30 + 2,8 т/га навоза 132,1 3,11 265,8 6,36
М10Р10К10 + 5,6 т/га навоза 109,4 3,42 148,1 4,66
М27Р27К27 + 5,6 т/га навоза 155,3 3,16 281,4 5,73
МРК 42 42 42 120,3 2,75 270,6 6,19
*энергия, накопленная в прибавке урожая, ГДж/га; **коэффициент энергетической эффективности.
В 9-й ротации в контрольном варианте произошло снижение продуктивности 1 га севооборотной площади на
7.5 % вследствие потери почвенного плодородия [18], а наибольшее в опыте увеличение продуктивности отмечено при внесении М30Р30К30 + 2,8 т/га навоза и М42Р42К42 (на 12,22 и 7,7 % соответственно), несколько меньшее - при М10Р10К10 + 2,8 т/га навоза и М27Р27К27 +
5.6 т/га навоза (3,7 и 5,6 %), при внесе-
нии Ы20Р20К20+2,8 т/га навоза и М10Р10К10+ 5,6 т/га навоза отмечена тенденция к увеличению продуктивности (на 1,4 и 1,0 % соответственно).
Максимальную в опыте продуктивность в 1-й ротации обеспечивала система удобрений Ы27Р27К27 + 5,6 т/га навоза (4,44 тыс. зерн. ед./га), в 9-й ротации - М30Р30К30 + 2,8 т/га навоза (4,79 тыс. зерн. ед./га).
Окупаемость 1 кг МРК прибавкой урожая увеличивалась от 1-й к 9-й ротации на 3,94.7,83 зерн. ед. (64,0.140 %), более всего - при М10Р10К10 + 2,8 т/га навоза и М42Р42К42, менее всего - при Ы30Р30К30 + 2,8 т/га навоза. В 1-й ротации окупаемость 1 кг ЫРК изменялась по вариантах с применением удобрений на 0,08.1,54 зерн. ед. (1,6.30,0 %), в 9-й -на 0,05.4,55 зерн. ед. (1,5.45,7 %). Как при краткосрочном, так и при длительном применении удобрений максимальная в опыте окупаемость была отмечена при Ы10Р10К10 + 2,8 т/га навоза (6,67 и 14,5 зерн. ед. соответственно), несколько ниже - при Ы20Р20К20 + 2,8 т/га навоза в 1-й ротации и Ы30Р30К30 + 2,8 т/га навоза в 9-й ротации (5,79 и 12,3 зерн. ед. соответственно), а наименьшей в опыте в 1-й ротации она была при действии М30Р30К30 + 2,8 т/га навоза и М42Р42К42, в 9-й - при Ы27Р27К27 + 5,6 т/га навоза и М42Р42К42 (5,13, 5,271 и 10,1, 9,95 зерн. ед. соответственно).
Разница в энергии, накопленной в прибавке урожая культур севооборота между вариантами с применением удобрений в 1-й ротации, составила 17,6. 79,9 % (табл. 4), в 9-й - 3,99.90,9 %.
Наиболее высокий в опыте коэффициент энергетической эффективности примененияудобрений в севообороте в 1-й ротации отмечен при использовании Ы10Р10К10 + 2,8 т/га навоза и М20Р20К20 + 2,8 т/га навоза, наименьший в опыте -при Ы30Р30К30 + 2,8 т/га навоза и М42Р42К42, в 9-й ротации максимальным в опыте
он был при Ы10Р10К10 + 2,8 т/га навоза и Ы42Р42К42, минимальным в опыте - при М^Р^К^ + 5,6 т/га навоза и М10Р10К10 + 5,6 т/га навоза. Увеличение доз удобрений в 1-й ротации приводило к снижению величины этого показателя, относительно варианта с минимальным в опыте количеством удобрений (М10Р10К10 + 2,8 т/га навоза), на 0,26...1,17ед. (6,6... 29,8 %), в 9-й ротации - на 0,62.2,32 ед. (8,8.33,2 %).
От 1-й к 9-й ротации энергетическая эффективность увеличилась на 36,2. 125,0 %, более всего - при М30Р30К30 + 2,8 т/га навоза и М42Р42К42, менее всего - при М10Р10К10 + 5,6 т/га навоза. Разница в КЭЭ между вариантами в 1-й ротации составила 7,1.42,5 %, в 9-й -9,8...49,8 %.
Таким образом, в ЦЧР применение удобрений способствовало увеличению урожайности культур зернопаропро-пашного севооборота и продуктивности 1 га пашни. В 1-й ротации удобрения повышали урожайность зерновых на 7,2.35,8 %, сахарной свеклы - на 8,4.14,1 %, клевера - на11,5.34,0 %, а в 9-й ротации, вследствие оптимизации почвенного плодородия, - соответственно на 11,9.66,9 %, 14,5.55,4 %, 17,1.46,8 %, относительно контроля.
Максимальная в опыте продуктивность 1 га севооборотной площади в 1-й ротации отмечена при системе удобрений М27Р27К27 + 5,6 т/га навоза, а в 9-й ротации - при М30Р30К30 + 2,8 т/га навоза. Длительное систематическое использование систем удобрений М30Р30К30 + 2,8 т/га навоза и М42Р42К42 обеспечивало от 1-й к 9-й ротации наибольшее в опыте повышение продуктивности 1 га севооборотной площади на12,2 и 7,7 %, тогда как без применения удобрений отмечено её снижение на 7,5 % вследствие ухудшения почвенного плодородия. Окупаемость 1 кг МРК удобрений дополнительной продукцией от 1-й к 9-й ротации увеличивалась на 3,94.7,83 зерн. ед. (64,0.140 %), а энергетическая эффективность - на 36.125 %, что свидетельствует о повышении эффективности удобрений при систематическом их использования.
Литература.
1. Чибис В. В. Плодосмен - элемент биологического земледелия // Вестник Омского
государственного аграрного университета. 2011. № 3 (3). С. 33-36.
2. Особенности адаптивно-ландшафтной системы земледелия Кабардино-Балкарской Республики / А. Л. Иванов, Э. Н. Молчанов,
A. А. Маремуков и др. Нальчик: ООО «Поли-графсервис и Т», 2015. 320 с.
3. Оценка севооборотов // Экология: Справочник. URL : https://ru-ecology.info/ post/100775104220016/ (дата обращения: 07.04.20).
4. Плотников А. М., Кабдунова П С. Баланс элементов питания и продуктивность зерно-парового севооборота при применении минеральных удобрений // Проблемы агрохимии и экологии. 2018. № 1. С. 38-41.
5. Дзюин А. П, Дзюин П П. Исследование плодородия почвы и продуктивности восьми-польного севооборота в многолетнем опыте // Агрохимия. 2018. № 2. С. 22-33.
6. Ермакова Л. И., Новиков М. Н. Оценка эффективности различных систем удобрения в полевом севообороте в Нечерноземной зоне // Агрохимия. 2019. № 10. С. 39-45.
7. Влияние длительного применения минеральных удобрений на плодородие чернозема выщелоченного Западного Предкавказья / А. Х. Шеуджен, Л. М. Онищенко, Т. Н. Бондарева и др. // Агрохимия. 2017. № 5. С. 3-11.
8. Бурдуковский М. Л., Полов В. И., Ковшик И. П. Изменение агрохимических свойств основных пахотных почв юга Дальнего Востока при длительном сельскохозяйственном использовании // Почвоведение. 2016. № 10. С. 1244-1250.
9. Почвы и азотное питание растений альпийских экосистем северо-западного Кавказа при многолетнем повышении доступности биофильных элементов / М. И. Макаров,
B. П. Онипченко, А. В. Тиунов и др. // Почвоведение. 2020. № 8. С. 1016-1024.
10. Modeling and Prediction of organic carbon Dynamics in Arable Soils Based on a 62-Year Field Experiment in the Voronezh Region, European Russia / I. Husniev, V. Romanenkov, O. Minakova, et al. // Agronomy. 2020. 10 (10). P. 1607.
11. Влияние систем удобрения на содержание почвенного органического углерода и урожайность сельскохозяйственных культур: результаты длительных полевых опытов Пео-графической сети России / В. П. Сычев, А. Н. Налиухин, Л. К. Шевцова и др. // Почвоведение. 2020. № 12. С. 1521-1536.
12. Лошаков В. П Эффективность совместного использования севооборота и удобрений // Плодородие. 2016. № 2 (89). С. 37-40.
13. Шаповалова Н. Н., Шустикова Е. П., Воропаева А. А. Влияние длительного внесения минеральных удобрений на продуктивность полевого севооборота в прямом действии и последействии // Достижения науки и техники АПК. 2017. Т 31. № 2. С. 11-14.
14. Королев В. А., Промовик А. И., Борон-тов О. К. Изменение основных показателей плодородия чернозема выщелоченного при f разных способах основной обработки // По- е чвоведение. 2016. № 1. С. 107-114. 2
15. Продуктивность севооборота и ба- ф ланс питательных веществ при длительном ф внесении минеральных удобрений в степ- л ном Поволжье / В. В. Пронько, М. П. Чуб, ф Т. М. Ярошенко и др. // Аграрный научный z журнал. 2017. № 5. С. 33-40. 2
16. Кирюшин В. И. Методология комплекс- м ной оценки сельскохозяйственных земель // 2 Почвоведение. 2020. № 7. С. 871-879. i
N О N CM
ш
s ^
ф
ч
ш ^
2
ш м
17. Минакова О. А., Александрова Л. В., Куницын Д. А. Изменение почвенного плодородия и урожайности сахарной свеклы при длительном применении удобрений в зерно-паровом севообороте лесостепи Центрального Черноземного региона // Агрохимия. 2018. № 1. С. 52-60.
Productivity of cereal-beet crop rotation with short-term and long-term use of fertilizers in the Central Chernozem region
O. A. Minakova, L. V. Alexandrova, T. N. Podvigina
Mazlumov All-Russian Research Institute of Sugar Beet and Sugar, pos. VNIISS, 86, Ramonskii r-n, Voronezhskaya obl., 396030, Russian Federation
Abstract. We studied the productivity of crop rotation with sugar beet and assessed its energy efficiency with short-term and long-term use of fertilizers. The work was carried out in the forest-steppe of the Central Chernozem region in a stationary field experiment on leached chernozem. The data for 1936-1945 (the 1st rotation) and2009-2017(the 9th rotation) were analyzed. The increase in the duration of the fertilizer application contributed to an increase in the yield of the main and sideline product of crops, the productivity of 1 hectare of arable land, the payback of 1 kg of fertilizers and the energy efficiency of their use, relative to the control. The productivity of 1 hectare of the crop rotation area in the variant without fertilizers from the 1st to the 9th rotation decreased by 7.5% due to the deterioration of soil fertility. Against the background of the action of N30P30K30 + 2.8 t/ha manure and N42P42K42 systems, there was its maximum increase by 12.2% and 7.7%, respectively. The payback of 1 kg of NPKwith an increase in production increased by 3.94-7.83 cereal units (64.0-140.0%). An increase in the difference in the productivity of fertilized variants, relative to the control, from 11.0-22.6% in the 1st rotation to 24.2-43.0% in the 9th rotation was noted. With an increase in the duration of the use of fertilizers, the coefficient of their energy efficiency in the 9th rotation, in comparison with the 1st one, increased 1.4-2.2 times with the maximum values of this indicator (6.16-6.98) in the variants of N10P10K10 + 2.8 t/ha manure, N30P30K30+2.8 t/ha manure and N42P42K42. The highest productivity, payback of 1 kg of NPK and energy efficiency in the 1st rotation were provided by the fertilizersystem of N27P27K27+ 5.6 t/ha manure, in the 9th one - N30P30K30 + 2.8 t/ha manure.
Keywords: crop rotation; fertilizers; yield; productivity; economic efficiency; profitability.
Author Details: O. A. Minakova, D. Sc. (Agr.), head of the laboratory(e-mail: olalmin2@rambler. ru); L. V. Alexandrova, research fellow; T. N. Podvigina, junior research fellow.
For citation: Minakova OA, Alexandrova LV, Podvigina TN [Productivity of cereal-beet crop rotation with short-term and long-term use of fertilizers in the Central Chernozem region]. Zemledelie. 2021;(2):18-22. Russian. doi: 10.24411/0044-3913-2021-10204.
Со1: 10.24411/0044-3913-2021-10205 УДК 635.21:631.5
Влияние сбалансированного питания, протравливания и сроков посадки картофеля на урожайность и качество клубней
А. А. ВАСИЛЬЕВ, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: [email protected])
Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук, ул. Главная, 21, пос. Исток, Екатеринбург 620061, Российская Федерация
Исследования проводили с целью изучения влияния сбалансированных норм удобрений, протравливания семенного материала и сроков посадки на величину и качество урожая клубней картофеля. Работу выполняли в лесостепи Челябинской области в 2015-2017гг. Почва - чернозем выщелоченный среднесуглинистый с содержанием гумуса 5,9.6,3 %. Схема опыта включала 36 вариантов - 3 срока посадки (12... 15 мая, 25.29 мая, 5.12 июня), 2 варианта предпосадочной обработки клубней (без обработки и фунгицидом Максим, 0,4 л/т), 3 уровня минерального питания (без удобрений, удобрения в расчете на урожай клубней 25 и 40 т/га), 2 сорта (Розара и Кузовок). Лучшие условия для формирования планируемой урожайности 40 т/ га создавались при посадке 12.15 мая протравленным семенным материалом на фоне Nt72P24K2M. Площадь листьев сорта Розара в этом варианте (40,3 тыс. м2/га) была больше, чем в контроле, в 2,08 раза, Кузовок (48,8 тыс. м2/га) - в 1,99 раза, что обеспечило заданный уровень продуктивности: 38,8 т/га и 43,2 т/га соответственно. Обработка клубней во время посадки фунгицидом Максим (0,4 л/т) снижала развитие возбудителя ризоктониоза, по сравнению с контролем, увеличивало полевую всхожесть (на 1,7.3,8 %), площадь листьев (на 11,3.14,7 %) и, в итоге, урожайность (Кузовок - на 3,3 т/га, Розара - на 4,1 т/га). Оптимальный срок посадки картофеля (12.15 мая) обеспечивал повышение урожайности сорта Розара, по сравнению с посадкой 5.12 июня, на 2,6 т/га, Кузовок - на 5,8 т/га, крахмалистость клубней при этом возрастала соответственно на 1,6 и 2,0 %.
Ключевые слова: картофель (Solanum tuberosum L.), сорт, срок посадки, уровень питания, протравливание, урожайность, крахмал, нитраты.
Для цитирования: Васильев А. А. Влияние сбалансированного питания, протравливания и сроков посадки картофеля на урожайность и качество клубней // Земледелие. 2021. № 2. С. 22-26. doi: 10.24411/0044-3913-2021-10205.
Картофель (Solanum tuberosum L.) -одна из основных продовольственных культур в России и четвертая по значимости культура в мире после пшеницы, риса и кукурузы [1, 2]. Известно, что для формирования высоких урожаев картофеля необходима ассимиляционная поверхность листьев 40.50 тыс. м2/га [3]. Это сформулированное во второй половине ХХ века мнение подтверждают и результаты современных исследований [4, 5, 6]. Так, в лесостепи Челябинской области наибольшие сборы клубней сортов Спиридон (54,2 т/га), Невский (49,3 т/га) и Губернатор (43,1 т/га) отмечены при площади листьев 47,9 тыс. м2/га, 40,9 и 42,3 тыс. м2/га соответственно [7].
Формирование листовой поверхности в значительной степени зависит от приемов агротехники, и в первую очередь от внесения минеральных удобрений. Эффективность усвоения фотосинтетически активной солнечной радиации (ФАР) возрастает при использовании сбалансированных норм удобрений, создающих условия для гармоничного роста и развития растений, повышающих их устойчивость к фитопатогенам, а как следствие обеспечивающих формирование оптимальной площади листьев и формирование планируемого урожая [8, 9, 10].
Значительное влияние на фотосинтетический потенциал и усвоение ФАР оказывают сроки посадки картофеля, что обусловлено неравномерностью прихода ФАР в течение года. Так, в Челябинской области в мае этот показатель обычно составляет 2780 гДж/га, в июне - 3040, июле - 2910, в августе - 2340, в сентябре - 1520 гДж/га
[11]. То есть, чем позднее посадка, тем меньше поступление ФАР за период вегетации картофеля, тем ниже листовой индекс и, как следствие, меньше урожайность клубней.
Ризоктониоз (Rhizoctonia solani) -широко распространенное и ежегодно вредоносное заболевание картофеля, способное при благоприятных условиях поразить большую часть ростков еще до их появления на поверхности
[12]. Протравливание семенного материала подавляет развитие ризоктони-оза, что сопровождается увеличением густоты стеблестоя, площади листо-
