CC BY
18
УДК 631.82:631.86
ЗАВИСИМОСТЬ ПРОДУКТИВНОСТИ КУЛЬТУР ОТ УДОБРЕНИЙ
В.Г. Бусоргин, к.с.-х.н., Л.Д. Варламова, д.с.-х.н., Е.Г. Тюрникова, к.с.-х.н., В.И. Титова, д.с.-х.н.
Нижегородская ГСХА, e-mail: [email protected]
В многолетнем полевом стационарном опыте установлено, что 46-летнее ведение опыта без применения удобрений обеспечивает достаточно высокую (1,90 т/га) продуктивность культур севооборота, известкование повысило ее в среднем на 0,1 т/га, применение N50P51K52 на неизвесткованном фоне - на 0,54 т/га, а на известкованном - на 0,57 т/га. Окупаемость 1 кг NPK варьировала в пределах 4,8-10,1 кг зерн.ед./кг д.в.
Ключевые слова: удобрения, известкование, насыщенность, ротация севооборота, продуктивность, окупаемость.
DEPENDENCE OF CROP PRODUCTIVITY FROM FERTILIZERS V.G. Busorgin, L.D. Varlamova, E.G. Tyurnikova, V.I. Titova
It has been revealed during a long-term stationary field experiment that carrying out an experience for 46 years without applying of fertilizers provides sufficiently high (1,90 t/ha) productivity of crop rotation; liming has raised it on average by 0,1 t/ha, applying of N50P51K52 on soil without previous liming -by 0,54 t/ha and with liming - by 0,57 t/ha. The recoupment of 1 kg of NPK varied within 4,8 - 10,1 kg of grain units/kg a.s.
Keywords: fertilizers, liming, saturation, crop rotation, productivity, recoupment.
Одно из старейших и традиционных направлений научных исследований кафедры агрохимии и агроэкологии - изучение влияния систематического применения удобрений на продуктивность сельскохозяйственных культур, возделываемых в севообороте, и на агрохимическую характеристику почвы. Эту работу осуществляют на базе длительного стационарного полевого опыта, включенного в Реестр Россельхозакадемии (№ 064).
Опыт заложен в 1964 г. по укороченной схеме Ж. Вилля с увеличенным числом контролей под руководством зав. кафедрой агрохимии Горьковского СХИ профессора Ю.П. Сиротина на светло-серой лесной почве на опытном поле учебного хозяйства «Новинки» Богородского района Горьковской (ныне Нижегородской) области. К 2010 г. полностью завершено 9 ротаций севооборота. Основная часть исследований проведена в пятипольном севообороте (40% зерновые, 40% клевер или однолетние бобово-злаковые травосмеси, 20% пропашные культуры), хотя в отдельные периоды наблюдений, преимущественно вследствие выпадения клеверов, в чередование культур вносили коррективы. Начиная с 9-ой ротации, в связи с изменившейся экономической ситуацией, севооборот реконструирован в семипольный: чистый пар, 4 поля зерновых культур и 2 поля бобовых трав. Как и в предыдущие годы исследований, при выпадении клеверов предусмотрена замена их на однолетние бобово-злаковые травосмеси (викоовсяную или горохоовсяную).
Учитывая существенное увеличение кислотности почвы, с 1972 г. на половине площади опытной делянки периодически (1972, 1979, 1984, 1992, 2001 и 2010 гг.) проводили известкование, то есть изучение эффекта от удобрений осуществляется по двум фонам: известкованному и неизвесткованному. Общая площадь делянки равна 125 м2. Уборку зерновых культур проводят комбайном Сампо, кормовых - вручную.
За период исследований насыщенность удобрениями в соответствующих вариантах опыта составила: N - 49,6
кг/га; Р2О5 - 51,1 кг/га; К2О - 52,1 кг/га; навоз - 5,8 т/га пашни. Однако фактически она значительно варьировала по отдельным культурам.
Следует отметить, что, несмотря на продолжительность исследований (45 лет), продуктивность озимых зерновых культур (10 учетов урожая озимой пшеницы и 1 - озимой ржи) в контроле сохраняется на высоком уровне. Низкая (0,94 т/га) урожайность озимой пшеницы отмечена в 1976 г., максимальная (4,30 т/га) - в 1970 г.
Известкование обеспечило увеличение урожайности озимых культур в среднем по опыту на 9%. При этом максимальная отдача наблюдалась в контроле (11%), при внесении половинной дозы минеральных удобрений и навоза (12%) и азота (10%), а минимальный эффект (6%) - при использовании навоза и фосфорных удобрений (табл. 1).
Наиболее значимые прибавки урожайности озимых культур получены при внесении полного минерального удобрения. Эффект от дополнительного применения навоза на фоне №К был невысоким, поскольку только в трех из 9 ротаций севооборота его внесение осуществляли непосредственно под пшеницу, а в остальных ротациях она не испытывала даже последействия (располагалась в севообороте пятой культурой после внесения навоза).
Окупаемость удобрений прибавкой варьировала от 3,59 (азот) до 23,75 (навоз) кг зерна на 1 кг внесенного питательного элемента. Минимальная отдача от азотных удобрений обусловлена тем, что культура в севообороте размещалась по пласту клевера (или бобово-злаковой однолетней травосмеси), что на фоне фактической обеспеченности почвы фосфором и калием в достаточной мере компенсировало дефицит азота. Следует отметить, что известкование несколько снизило окупаемость фосфорных удобрений и навоза, в то время как агрономический эффект от внесения остальных удобрений (и их сочетаний) на обоих фонах различался несущественно.
1. Эффективность удобрений на озимых зерновых культурах (среднее по опыту за 1964-2009 гг.)
Вариант Озимые Средняя продуктивность севооборота
урожайность, т/га насыщенность, кг д.в./га окупаемость, кг/кг д.в. урожайность, т зерн.ед./га насыщенность, кг д.в./га окупаемость, кг зерн.ед./кг д.в.
Неизвесткованный юн
Контроль 2,02 - - 1,90
N 2,25 64 3,59 2,17 49,6 5,44
Р 2,55 65 8,15 2,23 51,1 6,46
№ 2,75 129 5,66 2,49 100,7 5,86
РК 2,69 130 5,15 2,43 103,3 5,13
№К 3,00 194 5,05 2,87 152,9 6,34
№К + навоз* 3,00 194+16 4,67 2,95 194,6 5,40
1/2 (№К + навоз)* 2,62 97+8 5,33 2,58 97,3 6,99
Навоз* 2,40 16 23,75 2,32 41,7 10,07
Известкованный фон
Контроль 2,25 - - 2,03
N 2,48 64 3,59 2,27 49,6 4,84
Р 2,71 65 7,08 2,31 51,1 5,48
№ 3,00 129 5,81 2,61 100,7 5,76
РК 2,91 130 5,08 2,57 103,3 5,23
№К 3,27 194 5,26 2,95 152,9 6,02
№К + навоз* 3,25 194+16 4,76 3,01 194,6 5,04
1/2 (№К + навоз)* 2,94 97+8 6,57 2,75 97,3 7,40
Навоз* 2,55 16 18,75 2,36 41,7 7,91
* в вариантах с навозом указано возможное усвоение элементов культурами с учетом его последействия.
Сопоставимые данные получены и при оценке продуктивности культур в целом по опыту. В то же время следует отметить, что эффективность известкования при данном способе учета (в целом по опыту) была несколько ниже, чем на озимых зерновых, составляя в среднем 4%, при размахе по вариантам от 2% (навоз) до 7% (контроль). Обусловлено это наличием в севообороте картофеля (возделывался в 6 ротациях), который в большинстве случаев не реагировал на известкование или несколько снижал урожайность клубней. Сравнивая окупаемость удобрений прибавкой урожая, отмечаем, что эффект от совместного применения азота и фосфора, фосфора и калия был равноценным, фосфор и навоз использовались лучше озимыми культурами, а оплата удобрений в остальных вариантах (азот, полное минеральное удобрение и его сочетание с навозом в полной и половинной дозах) была выше при учете средней продуктивности культур в опыте.
Для оценки динамики продуктивности культур при внесении удобрений рассмотрим варианты с полным набором питательных элементов, которые представляют минеральную, органическую и органо-минеральную системы удобрения (невыровненные по количеству внесенных питательных веществ, поскольку изначально опыт закладывался как демонстрационный). Характеризуя продуктивность культур по отдельным ротациям севооборота (табл. 2), отмечаем, что определенной закономерности ее изменения включительно по 7 ротацию не наблюдалось [1, 2]. Наиболее высокий выход урожая товарной продукции в расчете на 1 га пашни был получен во 2 и 6 ротации, наиболее значимый спад выявлен в 1980-1984 гг. (4 ротация). Начиная с 7 ротации севооборота, продуктивность культур стабильно снижается.
Аналогичные изменения характерны и для извест-
кованной почвы. При этом в периоды 4 и 6 ротаций положительного действия известкования на неудобренной почве не выявлено, а максимальная отдача от доломитовой муки отмечена для культур 3 и 8 ротаций севооборота (прибавка выхода зерновых единиц составила более 14%).
Полученные данные свидетельствуют, что применение удобрений в течение всего периода наблюдений существенно увеличило урожайность культур в севообороте. Минимальные прибавки отмечены при внесении навоза, причем по ротациям они варьировали от 9% (1 и 2 ротации) до 46% (8 ротация) на известкованном фоне и от 3% (2 ротация) до 42% (3 ротация). Установлено, что эффективность навоза существенно изменялась, причем в большинстве случаев более эффективным (исключение 2 и 7 ротации) было его применение на неизвесткованном фоне.
По сравнению с навозом применение полного минерального удобрения было более эффективным (средняя прибавка урожая зерновых единиц на неизвесткован-ном фоне составила 50%, на фоне известкования -46%). Одной из причин чего, безусловно, послужило значительно большее количество элементов питания, вносимое в №К. Прибавки урожая от применения №К изменялись на неизвесткованном фоне от 23% (2 ротация) до 78% (3 ротация), на известкованном - от 22% (2 ротация) до 67% (6 ротация).
Дополнительное применение навоза на фоне минеральных удобрений сопровождалось дальнейшим ростом урожайности на неизвесткованной почве во 2, 5 и 8 ротациях севооборота, а при внесении доломитовой муки - в 3, 5 и 8 ротациях, в остальные сроки наблюдений действие минеральных удобрений и их совместное применение с навозом было практически равноценным.
2. Оценка изменения продуктивности культур севооборота во времени
Вариант Показатель Единица Ротации севооборота
измерения 1* 2 3 4 5 6 7 8 9
1964- 1969- 1976- 1980- 1985- 1990- 1995- 2000- 2003-
1968 гг. 1975 гг. 1979 гг. 1984 гг. 1989 гг. 1994 гг. 1999 гг. 2002 гг. 2009 гг.
Неизвесткованный фон
Контроль урожайность г з.ед./га 2,02 2,64 2,03 1,60 2,11 2,50 2,02 1,45 1,45
№К урожайность г з.ед./га 2,77 3,26 3,61 2,29 3,53 3,92 3,13 2,20 2,08
внесено №К кг д.в./га 148 111 249 198 162 195 90 170 111
окупаемость кг з.ед./кг д.в. 5,07 5,57 6,35 3,48 8,76 7,28 12,33 4,41 5,65
№К + навоз урожайность т з.ед./га 2,92 3,28 3,55 2,26 4,21 3,97 3,06 2,33 2,04
внесено №К кг д.в./га 171 134 321 255 219 252 133 265 111
окупаемость кг з.ед./кг д.в. 5,26 4,76 4,74 2,58 9,57 5,82 7,82 3,31 5,29
Навоз урожайность т з.ед./га 2,20 2,73 2,88 1,97 3,03 3,22 2,30 1,83 1,63
внесено №К кг д.в./га 23 23 72 57 57 57 43 95 0
окупаемость кг з.ед./кг д.в. 7,83 3,91 11,81 6,45 16,03 12,54 6,51 3,98 -
Известкованный фон
Контроль урожайность т з.ед./га 2,02 2,81 2,32 1,61 2,29 2,43 2,29 1,66 1,60
№К урожайность т з.ед./га 2,77 3,44 3,59 2,31 3,59 4,06 3,57 2,30 2,17
внесено №К кг д.в./га 148 111 249 198 162 195 90 170 111
окупаемость кг з.ед./кг д.в. 5,07 5,66 5,10 3,54 8,02 8,36 14,22 3,76 5,11
№К + навоз урожайность т з.ед./га 2,92 3,42 3,75 2,38 4,00 3,99 3,25 2,61 2,07
внесено №К кг д.в./га 171 134 321 255 219 252 133 265 111
окупаемость кг з.ед./кг д.в. 5,26 4,54 4,45 3,01 7,79 6,18 7,22 3,58 4,22
Навоз урожайность т з.ед./га 2,20 3,06 2,83 1,96 3,03 3,03 2,65 2,23 1,69
внесено №К кг д.в./га 23 23 72 57 57 57 43 95 0
окупаемость кг з.ед./кг д.в. 7,83 10,87 7,08 6,10 12,89 10,45 8,37 5,97 -
*исследования проводили только на неизвесткованном фоне (1964-1968 гг.).
Изменение продуктивности севооборота во времени на удобряемых вариантах связано с рядом причин: различиями в погодных условиях, разными дозами удобрений, набором и количеством возделываемых в севообороте культур. Последнее вызвано, главным образом, выпадением клеверов (первого или второго годов пользования) и заменой их однолетними культурами, а в отдельных случаях - чистыми парами. В то же время, следует учитывать и постепенное изменение агрохимической характеристики почвы [3-5], что также нашло отражение на урожайности.
Таким образом, светло-серая лесная почва в течение длительного времени может поддерживать продуктивность культур севооборота на достаточно
высоком уровне - 1,90 т зерн.ед./га. Начиная с 7ротации севооборота, проявляется тенденция к прогрессирующему снижению урожайности культур.
Применение удобрений в целом по опыту было и остается эффективным, обеспечивая прибавку 1155%, причем фосфорные удобрения практически на протяжении всего наблюдаемого периода имели некоторое преимущество над азотными.
Совместное использование МРК и навоза не имело стабильного превосходства над минеральной системой удобрения. Периодическое известкование почвы доломитовой мукой увеличило урожайность опытных культур на опытных вариантах на 1,7-6,6%, в контроле - на 6,8%.
Литература
1. Варламова Л.Д., Бусоргин В.Г., Титова В.И. и др. Эффективность различных систем удобрения полевых культур по итогам многолетнего стационарного полевого опыта, заложенного проф. Ю.П. Сиротиным в 1964 г. // Агрохимия и экология: история и современность: Материалы межд. научн.-практ. конф. НГСХА. Т. 1. - Н. Новгород: Изд-во ВВАГС, 2008. - С. 19-23.
2. Волосенкова И.А. Влияние длительного применения минеральных удобрений на продуктивность культур и аг-роэкологическое состояние светло-серой лесной почвы: автореф. дисс. к.с.-х.н. - М.: - Немчиновка, 2004. - 21 с.
3. Дабахова Е.В. Эколого-агрохимическая оценка применения различных систем удобрения на светло-серой лесной почве: автореф. дисс. к.с.-х.н. - М., 1998. - 22 с.
4. Титова В.И. Оптимизация питания растений и эколого-агрохимическая оценка применения удобрений на почвах с высоким содержанием фосфора: автореф. дисс. д.с.-х.н. - С.-Пб.: - Пушкин, 1998. - 40 с.
5. Платонычева Ю.Н., Полякова Н.В., Володина Е.Н. Значение удобрений в повышении урожайности зерновых культур и оптимизации плодородия серых лесных почв // Агрохимический вестник, 2009. - № 2. - С. 24-25.
