Введение к работе
Актуальность темы. Азот наиболее часто лимитирует урожайность небобовых культур на старопахотных почвах, в том числе черноземах. Такие почвы характеризуются сравнительно низким содержанием лабильного органического вещества - итог длительного (десятки лет) использования их при экстенсивных технологиях возделывания культур в севооборотах с большой долей чистого пара. Основным средством повышения урожайности культур и плодородия таких почв являются минеральные и органические удобрения. Однако в сложившихся в стране условиях применение удобрений сильно ограничивается экономическими причинами, в своей основе порождаемыми относительно низкой ценой сельскохозяйственной продукции. В частности, для получения стабильной прибыли от применения минеральных азотных удобрений необходимо обеспечивать окупаемость их прибавкой урожая зерна на уровне 7-10 кг/кг азота, что для богарного земледелия лесостепной зоны является достаточно сложной задачей. Другим, также традиционным источником улучшения азотного питания культур является биологический азот - фиксируемый из атмосферы почвенными микроорганизмами. Наиболее значительные резервы имеются в использовании азота, фиксируемого клубеньковыми микроорганизмами в посевах бобовых культур. Еще Д.Н.Прянишников [1953] отмечал, что для земледельцев этот азот, по сути, является даровым. Однако это справедливо лишь в отношении «работы» азотфиксирующих микроорганизмов. Само же возделывание бобовых культур требует определенных затрат, связанных с посевом, уходом, заделкой биомассы в почву и др. Поэтому выбор наиболее целесообразного источника улучшения азотного питания культур в тех или иных условиях требует проведения сравнительных исследований эффективности этих источников как с агрохимических, так и экономических позиций.
Цель исследований - дать комплексную оценку влияния биологического (симбиотического) и технического (минерального удобрения) азота на урожайность яровой пшеницы на черноземе выщелоченном в условиях лесостепи Новосибирского Приобья.
Задачи исследований:
Определить размеры азотфиксации бобовыми культурами (клевер красный, одно- и двухлетний донник, викоовсяная смесь);
Сравнить коэффициенты использования пшеницей азота из биомассы бобовых культур и аммиачной селитры;
Оценить влияние биологического и технического азота на урожайность яровой пшеницы;
Исследовать основные факторы, определяющие урожайность яровой пшеницы в севообороте после чистого и сидерального (викоовсяного) пара;
Дать сравнительную экономическую оценку влияния биологического и технического азота на урожайность яровой пшеницы.
Научная новизна. Впервые в лесостепи Приобъя проведено комплексное исследование эффективности использования технического и биологического азота, включающее: 1) оценку фиксации азота бобовыми культурами, 2) опре-
деление коэффициентов использования азота из биомассы культур и аммиачной селитры, 3) определение прибавок урожая пшеницы от этих источников азота, 4) сравнительную оценку экономического эффекта от применения технического и биологического азота под яровую пшеницу.
Установлено положительное влияние ежегодной инокуляции семян бобовых ризоторфином даже при повторном (на следующий год) посеве на одном и том же поле. Исследованы основные факторы формирования урожая яровой пшеницы в зернопаровом севообороте при замене чистого пара сидеральным. Показано, что для формирования высокого урожая яровой пшеницы важно обеспечить оптимальные условия (обеспеченность азотом, низкая засоренность) произрастания в начальный период вегетации. Предложен новый подход, позволяющий дать сравнительную экономическую оценку эффективности использования культурой биологического и технического азота.
Защищаемые положения:
Эффективным приемом увеличения азотфиксирующей способности бобовых культур в лесостепи Приобья является обработка семян штаммами активных микроорганизмов. Значительный положительный эффект от ежегодной инокуляции семян однолетнего донника азотфиксирующими микроорганизмами прослеживается даже при повторном (на следующий год) посеве этой культуры на одном и том же поле.
В условиях лесостепи Приобья на черноземе выщелоченном замена в 3-польном зернопаровом севообороте чистого пара сидеральным не приводит к существенному ухудшению влагообеспеченности яровой пшеницы.
3 .Ухудшение условий произрастания яровой пшеницы (дефицит азота, высокая засоренность) в начальный период развития приводит к снижению или ограничению роста ее урожайности даже в том случае, если в дальнейшем эти условия становятся благоприятными.
Научная и практическая значимость работы. Результаты исследований дополняют и конкретизируют имеющиеся сведения об эффективности биологического и технического азота в зернопаровых севооборотах на черноземах Западной Сибири. Предложенный подход к оценке экономической эффективности использования азота из этих двух источников позволяет определять целесообразность замены технического азота азотом биологическим в зависимости от уровня цен на минеральные азотные удобрения. Результаты исследований могут быть использованы непосредственно в хозяйствах и научно-исследовательских учреждениях при разработке рекомендаций по повышению эффективности применения азотных удобрений, а также в учебном процессе в ВУЗах и организациях, занятых повышением квалификации специалистов АПК.
Вклад автора. Автор принимал участие в разработке программы исследований, им осуществлялись закладка и проведение экспериментов, интерпретация полученных данных, подготовка и публикация основных положений диссертации.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на ученых советах ГНУ СибНИИЗиХ Россельхозакадемии, международном семинаре по прецизионным методам ведения сельского хозяйства (г. Новосибирск, НГАУ, 2007 г.), международной научно-практической конференции молодых ученых (г. Новосибирск, СО Россельхозакадемии, 2008 и 2010 гг.), заседании президиума СО Россельхозакадемии (2009 г.), всероссийской научной конференции «Проблемы экологии агроэкосистем: пути и методы их решения» (г. Новосибирск, НГАУ, 2009 г.), международном молодежном инновационном форуме ИНТЕРА (г. Новосибирск, 2010 г.), Ковалевских молодежных чтениях (Новосибирск, ИПА СО РАН, 2010 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе две в изданиях, включенных в список ВАК РФ (журналы «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки» и «Вестник КрасГАУ»). По результатам исследований получен патент № 2009131430/15(043964) "Способ оценки усвояемого растениями минерализовавшегося почвенного азота в полевых условиях".
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 128 страницах компьютерного текста, содержит 23 таблицы, 5 рисунков и состоит из введения, 6 глав, выводов и приложений. Список литературы включает 210 источников.
