CC BY
40
D0l:10.24411/0235-2451-2018-10214 УДК 631.55.631.8
урожайность культур севооборота
при длительном применении удобрений
В.Б. КОРЕНЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: ngsos-vniia@ yandex.ru)
Л.А. ВОРОБЬЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
Новозыбковская сельскохозяйственная опытная станция - филиал Федерального научного центра кормопроизводства и агроэкологии имени В.Р. Вильямса, Опытная станция, Новозыбковскийр-н, Брянская обл., 243020, Российская Федерация
Резюме. В 1997-2012 гг. изучали эффективность различных систем удобрения с целью увеличения урожайности сельскохозяйственных культур в условиях дерново-подзолистых песчаных почв Брянской области. Почва опытного участка дерново-подзолистая песчаная, плотность загрязнения 137Cs - 560700 кБк/м2, гумус 1,27-1,98 %; рН ш - 4,3-4,6; Нг - 2,23,1 мг.экв/100 г почвы; подвижный фосфор и обменный калий соответственно 186-432и 27-111 мг/кг почвы. Пространственное варьирование урожайности сельскохозяйственных культур в условиях эксперимента свидетельствуют как о прямом действии удобрений на урожайность, так и о последействии. Наибольший сбор люпина на зеленую массу (18,5 т/га) отмечен в варианте с применением повышенныхдоз минеральных удобрений (Р90Кдо) -в 1,5 раза больше, чем в контроле. Самую высокую прибавку урожайности зерна озимой ржи (до 1,72 т/га) отмечали в варианте с повышенными дозами минеральных удобрений (N^fgJK^) в сочетании с органическими удобрениями. Самый большой сбор клубней картофеля (15,8 т/га) установлен в варианте с повышенными дозами минеральных удобрений (N^^K,:,) в сочетании с двойной дозой органических удобрений. Наибольшее увеличение урожайности овса (до 1,63 т/га) зафиксировали в варианте с N90K!00. Совместное использование всех изучаемых видов удобрений0 увеличивало урожайность зерна озимой ржи в 2 раза. Применение органических и минеральных удобрений под картофель повышало сбор клубней на 113 %. Благодаря последействию органических удобрений в сочетании с минеральными урожайность зерна овса повышалась в 2,2 раза. Ключевые слова: урожайность, органические и минеральные удобрения, люпин, озимая рожь, картофель, овес, песчаная почва. Для цитирования: Коренев В.Б., Воробьева Л.А. Урожайность культур севооборота при длительном применении удобрений // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 2. С. 55-57. D0I:10.24411/0235-2451-2018-10214.
В условиях сокращения объемов применения органических удобрений и других средств химизации в последние годы отмечается деградация плодородия почв Нечерноземной зоны РФ, сопровождаемая снижением содержания гумуса в почвах сельскохозяйственных угодий на 0,2-0,3 % (6-9 т/га) [1, 2, 3]. В то же время для эффективного ведения земледелия необходим его бездефицитный баланс, который поддерживается внесением 8-10 т/га органических удобрений [4, 5].
Для интенсивного земледелия и формирования высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур необходимо повышать плодородие почв легкого гранулометрического состава. Для достижения этой цели предусматривается комплекс агроприемов, среди них главный -рациональное использование удобрений и мелиорантов. Применение удобрений должно быть комплексным. Только органические или только минеральные удобрения не смогут обеспечить наибольшую продуктивность почв. Наибольшую эффективность обеспечивает их совместное внесение с зелеными удобрениями на фоне известкования [6, 7, 8].
Цель исследования - оценка влияния длительного применения минеральных и органических удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур.
Условия, материалы и методы. Эксперименты проводили в 1997-2012 гг. в длительном стационарном полевом опыте, заложенном в 1954-1955 гг. на полях Но-возыбковской сельскохозяйственной опытной станции ВНИИ люпина, в севообороте со следующим чередованием культур во времени и пространстве: 1 - люпин на удобрения, 2 - озимая рожь, 3 - картофель, 4 - овес, 5 - сераделла (занятой пар), 6 - озимая рожь, 7 - люпин на зерно, 8 - ячмень. Опыты проводили в шестой и седьмой ротациях севооборота. Площадь делянки 276,48 м2, учетной - 156 м2. Повторность опыта трехкратная.
Агрохимическая характеристика опытного участка в начале шестой ротации (среднее по опыту): гумус (по Тюрину) - 1,27-1,98 %; рНКС| - 4,3-4,6; Нг (по Каппену-Гильковицу) - 2,2-3,1 мг.экв/100 г почвы; подвижные фосфор и калий (по Кирсанову) - соответственно 186-432 и 27-111 мг/кг почвы. Плотность загрязнения почвы опытного участка 137Сб во время проведения исследований - 560-700 кБк/м2.
Под каждую культуру севооборота принята своя система удобрений с учетом уровня плодородия дерново-подзолистых песчаных почв, требований к элементам питания культур севооборота и остаточного последействия вносимых удобрений [9, 10] (табл. 1).
При проведении исследований под изучаемые сельскохозяйственные культуры (люпин на зеленую массу, озимая рожь, картофель, овес) вносили следующие удобрения: аммиачная селитра ^ - 34,4 %), суперфосфат простой (Р - 22 % ), калий хлористый (К - 53 % ), навоз КРС со следующим содержанием элементов питания (среднее за 1997-2012 гг.): N - 0,32 %, Р2О5 - 0,18 %, 1К,О -0,27 %,137Сб - 1310 Бк/кг.
Метеоусловия в годы проведения исследований существенно различались по увлажнению и теплообеспеченно-сти. Так, 1999, 2002, 2007, 2010 и 2011 гг. были засушливыми
Таблица 1. Схема внесения удобрений по культурам
Люпин
Озимая рожь
Картофель
Овес
Р90К90
Р К
60 60
РК
60 60
РК
60 60
Контроль
РК
60 60
РК
60 60
РК
90 90
Навоз 20 т N120P90K120 + вся масса люпина Навоз 20 т ^^^^ + вся масса люпина Навоз 20 т ^^^^ + вся масса люпина ^^^^ + вся масса люпина Вся масса люпина Навоз 20 т ^^^^ + пожнивно-корневые остатки люпина Навоз 20 т ^^^^ + пожнивно-корневые остатки люпина Навоз 20 т N120P90K120 + пожнивно-корневые остатки люпина
Навоз 40 т + N120K120 Навоз 40 т + N90K90 Навоз 40 т + N60K60
N90K90
Навоз 40 т + N90K90 Навоз 80 т + N90K90 Навоз 80 т + N120K120
N90K90 + СаСО3 5 т
N60K60 + СаСО3 5 т
N60 + СаСО3 5 т N60K60 + СаСО3 5 т СаСО3 5 т
N60K60 + СаСО3 5 т N60K60 + СаСО3 5 т
N90K90 + СаСО3 5 т
и отличались низкими запасами продуктивной влаги в почве, неравномерным распределением весенне-летних осадков и более высокой температурой воздуха в первой половине вегетации растений. Напротив, 2000, 2006, 2009 и 2012 гг. характеризовались достаточным количеством осадков и температурой воздуха близкой к среднемноголетним значениям. Исходя из этого, урожайность изучаемых культур значительно колебалась по годам исследований.
Статистическая обработка данных проведена методом дисперсионного анализа с использованием ПК.
Результаты и обсуждение. В исследуемом звене севооборота первая культура - люпин на зеленую массу, которую в дальнейшем, в зависимости от варианта опыта, запахивали полностью или только пожнивно-корневые остатки. За годы исследования в контроле без применения минеральных удобрений урожайность ее зеленой массы составила 11,7 т/га (табл. 2).
Таблица 2. Урожайность люпина при длительном применении удобрений и их окупаемость (среднее за 1997-2012 гг.)
Система Урожай- Прибавка, т/га Окупаемость мине-
удобре- ность, ральных удобрений
ния т/га прибавкой урожая, кг
Р К 90 90 18,5 6,8 37,8
Р60К60 Р К 60 60 Р60К60 Контроль 16,9 5,2 43,3
15,9 4,2 35,0
14,7 3,0 25,0
11,7 - -
Р60К60 15,8 4,1 34,2
Р К 60 60 Р90К90 НСР05 15,9 4,2 35,0
17,1 5,4 30,0
0,2
Применение возрастающих доз фосфорно-калийных удобрений от Р60К60 до Р90К90 приводило к росту урожайности на 26-58 %, по сравнению с контролем. Прибавки по вариантам от доз Р60К60 составляли от 26 до 44 % и зависели от количества удобрений, внесенных за предыдущие годы. При этом окупаемость 1 кг питательных веществ зеленой массой люпина варьировала от 25,0 до 43,3 кг, в зависимости от системы удобрения соответствующего варианта звена севооборота, повышение доз до Р90К90 вело к снижению окупаемости.
Возделывание озимой ржи после запашки всей массы люпина на удобрение позволяет получать урожаи в пределах 0,87 т/га (табл. 3), при этом в опытах, проводимых на почвах в аналогичных природно-климатических условиях, но без применения зеленого удобрения, величина этого показателя составляла около 0,61 т/га [11].
Органо-минеральная система удобрения озимой ржи (навоз + ^0Р60К90) с различными вариантами за-
Таблица 3. Урожайность озимой ржи при длительном применении удобрений и их окупаемость (среднее за 1997-2012 гг.)
Система удобрения
Урожайность, т/га
Навоз 20 т Навоз 20 т Навоз 20 т
^оРЛо Контроль
Навоз 20 т Навоз 20 т Навоз 20 т НСРП1;
Зеленая
+ N Р К
+ К
90„60 90
+ N Р К
60 60 60
Окупаемость минеральных удобрений прибавкой урожая, кг
Пожнивно
+ N Р К
90 60 90
+ N Р К
+ ^0Р0>
120 90 120
масса люпина
1,72 2,58
1,54 2,79
1,41 3,00
1,34 1,96 0,87 -корневые остатки
1,49 2,58
1,54 2,79
1,67 2,42 0,19
пашки зеленой массы люпина и пожнивно-корневых остатков соответственно действовала на урожайность одинаково (прибавки 0,67 т/га).
Минеральная система удобрения ^90Р60К90) повышала сбор зерна, по сравнению с контролем, на 54 %, но эффективность её была ниже, чем органо-минеральной, на 0,20 т/га.
Самый высокий рост урожайности озимой ржи отмечен в варианте с повышенными дозами минеральных удобрений (^20Р90К120) в сочетании с органическими и запашкой зеленой массы люпина, прибавка к контролю составила 98 %.
Однако наибольшая окупаемость минеральных удобрений отмечена в варианте с внесением ^0Р60К60 в сочетании с органическими удобрениями и запашкой зеленой массы люпина, которая благодаря применению органических удобрений выросла на 53 % .
По результатам многолетних исследований можно отметить, что запашка всей зеленой массы люпина не влияла на урожайность зерна озимой ржи, как в сочетании с повышенными дозами минеральных удобрений (^20Р90К120), так и со средними дозами ^90Р60К90). Поэтому целесообразнее использовать ее на корм, а пожнивно-корневые остатки - на удобрение.
Возделывание картофеля в условиях низко плодородных песчаных почв без использования минеральных и органических удобрений обеспечивало сбор клубней на уровне 7,1 т/га (табл. 4). Применение минеральной системы ^90Р60К90) увеличивало урожайность культуры в 1,5 раза. От дополнительного внесения 40 и 80 т навоза сбор клубней повышался, по сравнению с контролем, соответственно в 2,0 и 2,1 раза, с минеральной системой удобрения - в 1,3 и 1,4 раза.
Таблица 4. Урожайность картофеля при длительном применении удобрений и их окупаемость (среднее за 1997-2012 гг.)
Система удобрения Урожайность, т/га Окупаемость минеральных удобрений прибавкой урожая, кг
Контроль Нав°з 40 т + ^20Р90К120 Наво3 40 т + ^0Р60К90 Навоз 40 т + ^Р60К60 ^0Р60К90 Навоз 40 т + ^0К90 Навоз 80 т + ^0К90 Наво3 80 т ^20Р90К120 НСР05,т/га 7,1 15,4 25,2
14,3 30,0
12,8 31,7
10,8 13,5 15,4 26,7
15,1 33,3
15,8 26,4
0,14
Совместное внесение органических (40 т/га) и минеральных удобрений в минимальной дозе (^0Р60К60) увеличивало урожайность картофеля, относительно контроля, в 1,8 раза; по сравнению с вариантом с применением одних минеральных удобрений - в 1,2 раза. Повышение доз минеральных удобрений до ^20Р90К120 на фоне 40 т навоза обеспечивало ее увеличение в 2,1 раза, а на фоне 80 т - в 2,2 раза.
Наибольшая окупаемость 1 кг д.в. минеральных удобрений прибавкой урожая отмечена в варианте с внесением ^0Р60К90 в сочетании с органическими удобрениями (80 т) - 33,3 кг, при этом в сравнении только с минеральной системой удобрения она выросла на 216 %.
Принято считать, что овес - культура малотребовательная к почвенному плодородию, по сравнению с другими зерновыми, поэтому дозы вносимых минеральных удобрений под него, как правило, невысокие.
Таблица 5. Урожайность овса при длительном применении удобрений и их окупаемость (среднее за 1997-2012 гг.)
Система удобрения*
Урожайность, т/га
Контроль 0,78
Д.М. 5 т/га + N90^ 1,63
Д.М. 5 т/га + N^0 1,51
Д.М. 5 т/га + 1,35
Д.М. 5 т/га + N^0 1,19
Д.М. 5 т/га + ^0К60 1,42
Д.М. 5 т/га + N^0 1,48
Д.М. 5 т/га + ^0К90 1,61
НСР05,т/га 0,13
05' '
Окупаемость минеральных удобрений прибавкой урожая, кг
4,72 6,08 9,50 3,42 5,33 5,83 4,61
овса было таким же, как и пожнивно-корневых остатков этой культуры.
Наибольшая окупаемость 1 кг д.в. минеральных удобрений прибавкой урожая зафиксирована в варианте с использованием - 9,5 кг, с увеличением дозы она снижалась.
Выводы. Таким образом, на основании длительных исследований (16 лет) на дерново-подзолистых песчаных почвах установлено, что для получения высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур применение удобрений должно быть комплексным. Раздельное и совместное внесение органических, минеральных и зеленых удобрений увеличивало урожайность зерна озимой ржи, при этом наибольший рост установлен при совместном их применении - 109 %. Использование органических и минеральных удобрений повышало сбор клубней картофеля на 123 %. Положительное последействие органических удобрений на урожайность овса выражалось в ее увеличении на 109 %.
Наибольшая окупаемость 1 кг д.в. минерального удобрения прибавкой урожая зеленой массы люпина отмечена в варианте Р60К60 - 43,3 кг. Самую высокую величину этого показателя при возделывании озимой ржи отмечали в варианте ^0Р60К60 на фоне 20 т/га навоза - 3,0 кг, картофеля - ^0Р60К90 в сочетании с органическими удобрениями (80 т) - 33,3 кг, овса - в варианте с использованием - 9,5 кг.
* Д.М. - доломитовая мука.
Сбор зерна овса в контроле (в среднем за 16 лет) составил 0,78 т/га. Внесение минеральных удобрений в повышенных дозах N90Kg0 на фоне последействия органических удобрений в дозах 40 и 80 т/га привело к увеличению его урожайности на 109 и 106 % соответственно (табл. 5).
Азотное удобрение в дозе 60 кг/га и последействие органических, увеличивало урожайность культуры на 73 %, что на 21 % больше, чем в варианте с минеральными удобрениями (N60K60) без использования органических под предшественник.
Необходимо отметить, что последействие запаханной зеленой массы люпина, на урожайность зерна
Литература.
1. Сычев В.Г., Музыкантов П.Д. Задачи агрохимслужбы по улучшению контроля за плодородием почвы и разработке агротехнических методов его сохранения. // Бюлл. ВИУА. 2001. № 114. С. 18-22.
2. Влияние длительного применения средств химизации на продуктивность плодосменного севооборота и плодородие дерново-подзолистой почвы в условиях радиоактивного загрязнения / Н.М. Белоус, В.Г. Сычев, В.Ф. Шаповалов и др. // Плодородие. 2013. № 3 (72). С. 1-3.
3. Марцуль О.Н., Босак В.Н. Влияние различных видов органических удобрений на накопление гумуса в почве. XIV Международная научно-практическая конференция «Современные технологии сельскохозяйственного производства». Материалы конференции. Ч.1 - Гродно, 2012. - Издательско-полиграфический отдел УО «ГГАУ». с 69-70.
4. Авдонин Н.С. Почва, удобрение и качество растениеводческой продукции. М.: Колос, 1979. 303 с.
5. Влияние длительного применения органических и минеральных удобрений и сидерата на урожайность и качество зерна озимой ржи /Л.П. Харкевич, И.Н. Белоус, В.Б. Коренев и др. // Вестник Брянской ГСХА. 2015. № 6. С. 27-31.
6. Белоус И.Н., Смольский Е.В., Яговенко Г.Л. Биоэнергетическая оценка выращивания люпина в севооборотах различного назначения //Зерновое хозяйство России. 2011. № 5 (17). С. 63-68.
7. Ториков В.Е. Люпин в земледелии России. Брянск: Придесенье, 1996. 370 с.
8. Продуктивность зернопропашного севооборота в зависимости от систем удобрений / А.А. Дудук, П.Л. Тарасенко, Н.И. Таранда и др.// Современные технологии сельскохозяйственного производства: материалы XIV Международной научно-практической конференции. Гродно: Издательско-полиграфический отдел УО «ГГАУ», 2012. Ч. 1. с. 37-38.
9. Методические указания ВИУА по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями. Ч. I. Анализ почв. М.: ВИУА, 1975. 164 с.
10. Методические указания ВИУА по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями. Ч. II. Анализ растений. М.: ВИУА, 1975. 128 с.
11. Малявко Г.П., Белоус Н.М., Шаповалов В.Ф. Агрохимическое обоснование технологий возделывания озимой ржи на юго-западе России: монография. Брянск: Из. БГСХА, 2010. 247 с.
PRODUCTIVITY OF CULTURES IN A CROP ROTATION AT PROLONGED USE OF FERTILIZERS
V.B. Korenev, L.A. Vorobeva
Novozybkov Agricultural Experimental Station - the branch of the V.R. Williams Federal Scientific Center of Fodder Production and Agroecology, Opytnaya stantsiya, Novozybkovskii r-n, Bryanskaya obl., 243020, Russian Federation
Abstract. During the period from 1997 to 2012, we studied the efficiency of various fertilization systems in order to increase the productivity of crops under conditions of sod-podzol sandy soils in Bryansk region. The soil of the test plot is sod-podzol sandy; the pollution density by Cs-137 is 560-700 kBq/sq.m, the humus content is 1.27-1.98 %; pH(KCl) is 4.3-4.6; hydrolytic soil acidity is 2.2-3.1 me/100 of soil; the content of mobile phosphorus and exchange potassium is 186-432 and 27-111 mg/kg of soil, respectively. Under experimental conditions, we obtained the evaluation of a spatial variation of crop productivity, which indicated both the direct action of fertilizers on the yield and the aftereffect. The greatest yield of lupine for green mass (18.5 t/ha) was obtained in the variant with the application of increased doses of mineral fertilizers (P90K90), it was 1.5 times higher than in the control. The maximum increase in the productivity of grain of winter rye (up to 1.72 t/ ha) was obtained in the variant with the application of the increased doses of mineral fertilizers (N120P90K120) in combination with organic fertilizers. The maximum harvest of potato tubers (15.8 t/ha) was received in the variant with the application of the raised doses of mineral fertilizers (N120P90K120) in combination with the double dose of organic fertilizers. The greatest increase in productivity of oat (up to 1.63 t/ ha) was obtained in the variant with N90K90. The combined use of all studied types of fertilizers increased the productivity of grain of winter rye two times. The use of organic and mineral fertilizers for potato increased the yield of tubers by 113%. We noted the aftereffect of organic fertilizers in combination with mineral fertilizers on the productivity of oat, the yield of grain increased 2.2 times. Keywords: productivity, organic and mineral fertilizers, lupine, winter rye, potato, oat, sandy soil.
Author Details: V.B. Korenev, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow (e-mail: [email protected]); L.A. Vorobeva, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow.
For citation: Korenev V.B., Vorobeva L.A. Productivity of Cultures in a Crop Rotation at Prolonged Use of Fertilizers. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2018. Vol. 32. No. 2. Pp. 55-57 (in Russ.). D0I:10.24411/0235-2451-2018-10214.
