Содержание к диссертации
Введение
Обзор литературы 9
Народнохозяйственное значение озимой ржи и ее требования к условиям произрастания 9
Роль удобрений в повышении продуктивности озимой ржи и изменении качественных показателей ее зерна 14
Характеристика методов прогноза урожайности озимой ржи 37
Условия и методика проведения исследований 43
Место и методика проведения исследований 43
Почвы территории стационарного опыта и их агрохимическая характеристика 46
Метеорологические условия в годы проведения исследований 50
Результаты эксперимента 59
Оптимизация азотного питания на основе осенней почвенной диагностики в целях прогнозирования урожайности озимой ржи 59
Эффективность непосредственного внесения удобрений под озимую рожь и изменение некоторых качественных показателей ее зерна при систематическом применении удобрений в севообороте 74
Изменение химического состава озимой ржи и выноса элементов питания в опыте с озимой рожью в зависимости от доз удобрений 85
Баланс элементов питания в опыте с озимой рожью в зависимо сти от доз вносимых удобрений 90
Экономическая и энергетическая оценка применения удобрений под озимую рожь 93
Выводы 100
Предложения производству 105
Список литературы 106
Приложения 128
- Роль удобрений в повышении продуктивности озимой ржи и изменении качественных показателей ее зерна
- Почвы территории стационарного опыта и их агрохимическая характеристика
- Эффективность непосредственного внесения удобрений под озимую рожь и изменение некоторых качественных показателей ее зерна при систематическом применении удобрений в севообороте
- Изменение химического состава озимой ржи и выноса элементов питания в опыте с озимой рожью в зависимости от доз удобрений
Введение к работе
Актуальность
Увеличение производства зерна - важная и актуальная проблема в сельском хозяйстве. Решение ее должно быть направлено на увеличение производства высокоурожайных зерновых, кормовых культур, высококачественного зерна сильной и твердой пшеницы, высокобелковых зернобобовых и дефицитных культур.
Составной частью этой задачи является повышение урожайности и увеличение производства зерна озимой-ржи - второй важной продовольственной культуры после пшеницы.
Производство зерна в Центральном Черноземье остается все еще нестабильным, урожайность зерновых невысокой, в зоне не в полной мере используются имеющиеся почвенно-климатические и экономические условия, возможности интенсивных технологий.
Увеличение производства продукции растениеводства возможно только путем постоянного повышения урожайности, главным образом на основе селекции и интенсификации технологий возделывания полевых культур. Производственный и научный опыт показывает, что посев лучших, приспособленных к почвенно-климатическим условиям сортов различных культур дает прибавку урожая по сравнению с посевами несортовыми семенами 15-20, а в некоторых случаях - 20-30 % и более.
В системе агротехнических мероприятий, направленных на повышение урожайности сельскохозяйственных культур и плодородия почвы, использование удобрений занимает одно из важнейших мест. Научно обоснованное применение органических и минеральных удобрений, отвечающее местным, зональным особенностям, значительно увеличивает урожай всех культур и улучшает их качество.
Для того, чтобы система удобрения была действительно обоснованной и давала наибольший эффект, она должна отражать местные условия, отвечать
современным достижениям многих сельскохозяйственных наук, экономики и организации сельскохозяйственного производства.
Проблемой повышения урожайности и качества зерна озимой ржи занимались в семидесятые-восмидесятые годы прошлого столетия Тиунов А.И. (1972 г.), Зиганшин А.А., Шарифуллин Л.Р. (1974, 1981 гг.). В настоящее время решением этой проблемы в дерново-подзолистой зоне занимаются Лапа В.В. (1995, 2000 гг.), Цыбулька Н.Н. (1994, 1996 гг.), Ненайденко Г.Н. (1994 г.), Ивойлов А.В. (1992-1994 гг.), на почвах черноземного типа - Копцева Р.Д. (1986 -2003 гг.), Мерзлая Г.Е. (1997, 1998 гг.), Привалов А.Я. (1990 г.)
Несмотря на значительное число публикаций по изучению этой проблемы, рекомендации относятся к разным почвенно-климатическим зонам, условиям и технологиям выращивания озимой ржи и многие исследования проводились в краткосрочных полевых опытах. В них недостаточно освещены вопросы повышения урожайности и улучшения качества зерна озимой ржи в ЦЧЗ.
В условиях Воронежской области накоплено также недостаточное количество экспериментальных данных о влиянии удобрений на продуктивность озимой ржи при систематическом применении их в севообороте.
Цель исследований: разработать и предложить сельскохозяйственному производству оптимальные дозы удобрения озимой ржи при длительном применении их в севообороте, обеспечивающие ее наибольшую продуктивность, высокое качество зерна при сохранении и воспроизводстве почвенного плодородия.
Задачи:
установить роль осенней почвенной диагностики для оптимизации питания озимой ржи в весенне-летний период, а также выяснить возможность использования полученных данных для прогнозирования урожайности озимой ржи;
проследить характер распределения аммонийного и нитратного азота по профилю почвы;
установить эффективность доз минеральных удобрений на урожай и некоторые показатели качества зерна озимой ржи при систематическом внесении их в севообороте;
сравнить действие однократного и дробного внесения азотных удобрений на урожайность озимой ржи;
выявить влияние разных доз минеральных удобрений на химический состав озимой ржи Таловская 15, вынос элементов питания, коэффициенты использования из удобрений азота, фосфора и калия, баланс питательных веществ в почве;
дать экономическую и энергетическую оценку действия удобрений на продуктивность озимой ржи при систематическом внесении их в севообороте. Научная новизна. Впервые в условиях лесостепи ЦЧЗ на черноземе выщелоченном изучена сравнительная^эффективность доз удобрений под озимую рожь при систематическом их применении в севообороте и установлена возможность использования результатов осенней почвенной диагностики для прогнозирования урожайности озимой ржи.
Исследования проводились в стационарном опыте, что позволило дать,, наиболее объективную оценку влияния доз минеральных удобрений на продуктивность озимой ржи, на запас минерального азота в почве, на характер миграции нитратов по профилю почвы.
Определена корреляционная связь урожайности озимой ржи с запасами минерального азота в почве в осенний период, а также выявлена корреляционная зависимость урожайности озимой ржи от гидротермического коэффициента за вегетационный период.
Выведено уравнение регрессии, позволяющее прогнозировать урожайность озимой ржи.
Защищаемые положения
- систематическое применение органических и минеральных удобрений в севообороте на выщелоченном черноземе повышает содержание
доступных для растений питательных веществ, что позволяет получать наиболее высокие урожаи озимой ржи при внесении меньших норм полного минерального удобрения - 30-60 кг/га каждого элемента питания; - осенняя почвенная диагностика является надежным методом корректировки доз внесения азота в ранневесеннюю подкормку, позволяющим более экономно использовать дорогостоящие азотные удобрения. Практическая значимость работы
Проведенная сравнительная оценка разных доз удобрений позволила рекомендовать сельскохозяйственному производству использовать для получения высоких урожаев озимой ржи на выщелоченном черноземе лесостепи ЦЧЗ дозы минеральных удобрений по 30-60 кг каждого элемента питания, которые обеспечивают высокую агрономическую, энергетическую и экономическую эффективность и не нарушают экологической обстановки.
Уточнены для чернозема выщелоченного весенние запасы минерального азота в метровом слое почвы для получения высоких и устойчивых урожаев озимой ржи.
Основные выводы и предложения диссертации могут быть использованы для диагностики азотного питания озимой ржи, установления доз весенней азотной подкормки и прогнозирования урожайности озимой ржи. Апробация работы и публикации
Материалы диссертации докладывались и обсуждались на научных и учебно-методических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ВГАУ (1996 - 2004 гг.). По теме диссертации опубликовано 6 работ, одна находится в печати. Структура и объем работы
Диссертация изложена на 171 странице машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов и предложений производству, списка литературы и приложений.
Экспериментальный материал представлен в 58 таблицах и 7 рисунках, 43 таблицы помещены в приложениях. Список литературы включает 214 отечественных и зарубежных авторов.
Личный вклад автора
Диссертационные исследования проводились в соответствии с програм-
Щ мой НИР кафедры агрохимии Воронежского государственного аграрного уни-
верситета им. К.Д. Глинки на 2000-2005гг. № 01.200.1003985 «Агроэкологиче-ский мониторинг при длительном применении агрохимических средств в севооборотах ЦЧЗ».
В работе использовались материалы, полученные автором в период работы в студенческом кружке, а также когда автор являлась соискателем кафедры. Сбор полевого материала выполнен в соответствии с программой, сделаны теоретическое обобщение и выводы.
Автор выражает глубокую благодарность коллективу кафедры агрохи
мии за помощь в проведении исследований, а также особую благодарность
кандидату сельскохозяйственных наук, доценту кафедры агрохимии Р.Д. Коп-
цевой за помощь, оказанную при проведении исследований и работе над дис-
^ сертацией.
Роль удобрений в повышении продуктивности озимой ржи и изменении качественных показателей ее зерна
Многочисленные исследования, проведенные с озимой рожью в различных почвенно-климатических условиях, показали, что одним из эффективных приемов повышения урожаев этой культуры являются удобрения [Тиунов А.И., 1972; Зиганшин А.А., Шарифуллин Л.Р., 1974; Андрюхов В.В., Кумицкая В.А., 1988; Копцева Р.Д., Гулая Н.И., Магомедова К.С., 1988; Завалин А.А., 1989; Ивойлов А.В., Борискин Н.Т., Бессонова М.Н., 1992;]. Прянишников Д.Н. - основоположник отечественной агрохимии - науки о взаимодействии удобрений, почвы и растений, круговороте веществ в земледелии и рациональном применении удобрений, - отмечал, что страны Западной Европы за 25 лет за счет применения удобрений повысили урожайность с 1,6 до 3 т. [Никляев B.C., Косинский B.C., Ткачев В.В., Сучилина А.А., 2000]. Влияние удобрений на урожай неодинаково и зависит от плодородия и свойств почвы, обеспеченности влагой и теплом, от места в севообороте и других факторов. Большое значение для получения высоких урожаев озимой ржи имеют органические удобрения, в частности, навоз [А.А. Зиганшин, Л.Р. Шарифул- лин, 1974; Г.Н. Ненайденко, 1988; Ф.М. Пруцков, И.Н. Осипов, 1990; В.Г. Ми-неев, Е.Х. Ремпе, 1990]. По данным многочисленных опытов, проведенных в Московской области, при внесении навоза по і 2 т на 1 га урожай озимой ржи повысился в среднем за 25 лет на 6,9 ц/га, достигнув за этот срок 25,2 ц. [Тиунов А.Н., 1969] Озимая рожь положительно реагирует на внесение органических удобрений повсеместно. Навоз дает наибольшие прибавки урожая ржи (7-Ю ц/га) в Нечерноземной зоне на дерново-подзолистых почвах при внесении 20 т/га. (Зи-ганшин А.А., Шарифуллин Л.Р., 1974]. Удобрение навозом эффективно не только на подзолистых и относительно бедных песчаных почвах, но и на черноземных.
Наибольшую прибавку зерна ржи на выщелоченном супесчаном черноземе обеспечил перепревший навоз в дозе 30 т/га. при этом, по мнению Исла-мова М.Н. (1986), навоз, в отличии от минеральных удобрений, не способствовал снижению урожайности культур в засушливые годы. На обыкновенном черноземе, по данным ВИУА, урожайность озимой ржи без удобрений составила 24,4 т/га, а при внесении 20 т/га навоза - 27,4 ц/га. Вместе с тем, навоз не только повышает урожайность озимых культур, но и способствует их борьбе с засухой, поскольку расход воды на образование 1 ц зерна на хорошо удобренном поле в 2 раза меньше, чем на неудобренном. [Пруцков И.П., 1990]. Эффективность действия навоза снижается по мере повышения плодородия почв и снижения обеспеченности осадками [Тиунов А.Н., 1969]. Однако, Вавлир А.А. (1999) отмечает, что большие дозы навоза (60 т/га) не дают желаемого результата и не приводят к дальнейшему увеличению урожайности. В районах недостаточного увлажнения высокие дозы навоза могут резко снизить зимостойкость ржи и увеличить ее полегание. Исследования показали, что навоз позволяет в короткий срок значительно повысить запасы доступного растениям фосфора. При этом повышенный уровень содержания фосфатов в почве сохраняются длительное время [Багрин-цева В.Н., Крестьянинова Н.Н., Ходжаева Н.А., 2000]. Многие исследователи отмечают отзывчивость озимой ржи на последействие органических удобрений. Так, в опыте института почвоведения и агрохимии ЛЛН РБ на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве последействия органических удобрений, внесенных под предшествующую культуру в дозе 40 т/га, в среднем за три года обеспечивало прибавку урожая зерна 4,1 ц/га. [Лапа В.В., Босак В.Н., Ставер СВ., 2000]. Эффективное действие на урожай озимой ржи оказывает и совместное применение органических и минеральных удобрений [Тиунов А.И., 1972; Осипов И.П., Пруцков Ф.М., 1990]. В опытах ВГАУ максимальная продуктивность севооборота (5,98 т/га з.е.) достигается при ежегодном внесении удобрений 195 кг д.в. на 1 га минеральных удобрений на фоне 6,7 т навоза [Мязин Н.Г., 1997]. Исследованиями доказана высокая эффективность добавления к навозу фосфорных удобрений [Тиунов А.Н., 1969; Зиганшин А.А., Шарифуллин Л.Р., 1974]. Так, на Центральной опытной станции ВИУА (Московская область) урожай ржи без удобрений составил 10,4 ц с 1 га, при внесении навоза- 17,8 ц, навоза и фосфоритной муки - 19,8 ц при внесении навоза, компостированного с фосфоритной мукой-27,6 ц. [Тиунов А.Н., 1969]. Внесение органических удобрений является важным мероприятием повышения как урожаев интенсивных посевов ржи, так и продуктивности почв в целом. По влиянию на урожайность озимой ржи органические удобрения во многих случаях превосходят минеральные [Шарифуллин Л.Р., Кольцов А.Х., Марьин Г.С., 1989] По данным Середы Н.А. и Лукьянова С.А. (1998) (Башкирский НИИ земледелия и селекции полевых культур) расширенное воспроизводство гумуса на черноземе обыкновенном достигалось внесением органических удобрений. На- воз в дозе 6 т/га севооборотной площади повысил содержание гумуса в почве на 0,40-0,77%. Однако, оптимальной, на их взгляд, по воспроизводству почвенного плодородия и продуктивности севооборота следует считать органо-минеральную систему удобрения. Другие исследователи также указывают на преимущество органо-минеральной системы. Применение в течение 13 лет в среднем на 1 га 100 и 171 кг д.в. минеральных удобрений совместно с 10 т навоза (всего 210 и 281 кг. д.в.) на темно-серой лесной почве Владимирского Ополья увеличило содержание гумуса в почве на 0,1-0,3%, подвижного фосфора- на 2,0 - 3,3 мг/100 г почвы, содержание подвижного калия при его отрицательном балансе (26-49% к выносу) осталось на исходном уровне.
Почвы территории стационарного опыта и их агрохимическая характеристика
Основным свойством почвы является плодородие — способность удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла для нормальной деятельности и создания урожая. Почва с ее плодородием - один из наиболее существенных факторов жизни растений [Роде А.А., Смирнов В.Н., 1972]. Разнообразие климатических условий, растительности, горных пород, рельефа, различный возраст отдельных территорий обусловливают и разнообразие почв в природе [Кауричев И.С., 1989]. Важнейшим химическим свойством почвы, резко отличающим ее от горных пород, считается накопление в верхней части почвенного профиля, и особенно в горизонте А, значительного количества (до 3-5-10%) гумуса, являющегося продуктом векового существования и отмирания растений, почвенных животных, микроорганизмов [КовдаВ.А., 1973]. Территория опытной станции ВГАУ, где проводились исследования, расположена в северо-западной части мощных черноземов Воронежско -Эртильского почвенного района Средне - Русской провинции [Адерихин П.Г., 1963]. По характеру почвенного покрова и агроклиматических особенностей объект исследования входит в центральную микрозону
Воронежской области с преимущественным расположением здесь черноземов выщелоченных и типичных [Системы земледелия Воронежской области, 1982]. Воронежско - Эртильский почвенный район занимает обширные ровные пространства Окско-Донской низменности. Рельеф района плоскоравнинный, пониженный, слабо расчлененный. Микрорельеф представлен котловинкахМИ, западинами, блюдцами. Материнские породы - ледниковые покровные глины и суглинки, местами супеси и пески [Адерихин П.Г., 1963]. На исследуемой территории в структуре почвенного покрова преобладающий фон представлен черноземом выщелоченным среднемощным малогу-мусным тяжелосуглинистым - около 80% [Евтушенко Т.Ю., 2000]. Выщелоченные черноземы обладают определенными признаками и свойствами, по которым они отличаются от других подтипов черноземного типа и благодаря которым занимают самостоятельное место в природе и в классификации почв. Для них характерны, прежде всего, темная окраска в горизонте А, относительно растянутый вертикальный профиль, хорошо выраженная комковато-зернистая структура в горизонте А, наличие элювиального красно-бурого горизонта В2 и отсутствие вскипания от соляной кислоты в почвенной толще. Вскипание у них наблюдается в горизонте С. Морфологические особенности чернозема выщелоченного представлены в описании разреза, заложенного на территории опытного участка, при проведении почвенного обследования. А пах. 0-26см - свежий, темно-серый, тяжелосуглинистый, структура комковато-пылеватая, плотный, переход заметный по структуре; А п/п 26-46см - свежий, темно-серый, тяжелосуглинистый, структура комковато-зернистая, переход постепенный; АВ 46-65см - свежий, темно-серый с буроватым оттенком, тяжело суглинистый, структура комковато-зернистая, уплот нен, переход заметный по структуре и цвету; В 65-85см - свежий, серовато-бурый, неравномерно окрашен, тя- желосуглинистый, структура комковатая, плотный, переход постепенный по цвету и структуре; ВС 85-106см- свежий, бурый с гумусовыми подтеками, тяжелосуглинистый, структура комковато-призмовидная, переход ясный по цвету; С 106-120см- желто-бурый лессовидный карбонатный средний суглинок, вскипание от НС1. На раннем этапе сельскохозяйственного освоения почв опытной станции, по данным К.Д. Глинки (1921), черноземы типичные и выщелоченные содержали в слое 0-15 см 7,23-8,79% гумуса. По гранулометрическому составу они относились к тяжелосуглинистым и легкосуглинистым разностям. Более, чем через тридцать лет Цыгановым М.С. (1954) было отмечено снижение содержания гумуса в почвах опытной станции, но оно было еще достаточно высоким — 7,12-7,74%. По его данным черноземы выщелоченные в этот период характеризуются достаточно высокой емкостью катионного обмена 48,72-43,57 мг-экв на 100 г почвы и очень высокой величиной гидролитической кислотности - 9,59-12,06 мг-экв на 100 г почвы и поэтому низкой степенью насыщенности основаниями - 73,6-82,6%. Последующие исследования показали существенные изменения химических и физико-химических свойств черноземов выщелоченных. В слое 0-20см отмечено дальнейшее снижение содержания гумуса до 3,74-4,80%, ЕКО -26,48-34,16 мг-экв на 1г почвы, гидролитической кислотности - 3,18-5,51 мг-экв на 100 г почвы и увеличение степени насыщенности почв основаниями до 85,5-86,1% [Цуриков А.Т., 1983]. По данным Мязина Н.Г., Парахневич Т.М. (1998) почвы стационарного опыта отдела химизации опытной станции имеют следующие агрохимические показатели: содержание гумуса - в пределах 4,18 - 4,20%, ЕКО - 32,02 - 32,94 мг-экв, гидролитическая кислотность - 4,13 - 4,26 мг-экв на 100 г почвы, а степень насыщенности почв основаниями - 86,7 - 87,5%. Озимая рожь относительно нетребовательна к плодородию почв. Она может расти на малоплодородных почвах, мирится с повышенной кислотностью (рН4,6 - 5,0) и некоторой засоленностью почвы. Однако, более высокие урожаи озимая рожь дает на плодородных почвах, более легкого гранулометрического состава. Малопригодны для ржи вязкие, глинистые, а также сильно заболоченные и засоленные почвы. [Зиганшин А.А., Шарифуллин Л.Р., 1974; Шарифуллин Л.Р., Кольцов А.Х., Марьин Г.С., 1989; Коренев Г.В., Подгорный П.И., Щербак С.Н., 1990] Для возделывания озимой ржи по интенсивной технологии к почвенному плодородию предъявляются следующие требования: содержание гумуса должно быть не менее 4,5 - 6%, рН солевой вытяжки в пределах 5,6 - 6%, содержание усвояемых форм фосфора и калия, соответственно 80-100 и 80-120 мг/кг почвы.
Эффективность непосредственного внесения удобрений под озимую рожь и изменение некоторых качественных показателей ее зерна при систематическом применении удобрений в севообороте
В комплексе мер, направленных на повышение и стабилизацию урожайности сельскохозяйственных культур, важное место занимает рациональ- но использование удобрений. [Шапошникова И.М., Гармашев Л.И., Лабынцев А.В., Медведева В.И., 1997] Озимая рожь хорошо отзывается на улучшение условий питания. Данные многочисленных исследований по эффективности применения удобрений под озимую рожь свидетельствуют о том, что урожай этой культуры на черноземах и других типах почв резко возрастает и достигает значительной величины [Новоселов СИ., Завалин А.А., Гордеева Т.Х., Круглов Ю.В., 1997; Демин В.А., Варфа Ахмед, 2000]. Одновременно установлено, что главным фактором эффективного потребления озимой рожью питательных веществ из почвы и удобрений, усвоения солнечной энергии, увеличения массы является наличие достаточного количества влаги в почве. Эффективность удобрений особенно возрастает при достаточном количестве влаги, что отмечают в своих исследованиях многие авторы [Берестов И.И., Ринькис Г.Я., Рамане Х.К., 1984]. Наши расчеты действительно возможной урожайности, проведенные на основе влагообеспеченности, показали, что в условиях опытной станции ВГАУ им. К.Д. Глинки можно получать до 4 т зерна озимой ржи с гектара.
В условиях дефицита удобрений и высокой их стоимости остро стоит вопрос оптимизации доз удобрений с учетом планируемой урожайности. Научно обоснованное применение удобрений на планируемую урожайность считается одним из слагаемых в программировании урожайности [Шатилов И.С., 1970; Листопад Г.Е., Климов А.А., Иванов А.Ф., Михайлов Н.Н., Книпер В.П., 1976; Каюмов М.К., 1982; Болдырев Н.К., 1983; Ефимов В.Н., Донских И.Н., Синицын Г.И., 1984; Жуков Ю.П., 1996]. Так, применение рассчитанных с помощью балансовых коэффициентов доз удобрений в среднем за 8 лет в севообороте на хорошо окультуренной дерново-подзолистой почве позволило ежегодно получать 37-47 ц/га зерна озимой ржи сорта Чулпан с содержанием сырого белка 10-12% при окупаемости 1 кг питательных элементов, внесенных удобрений 4,5-6,9 кг зерна. Уро- жайность ржи, достигнутая в среднем за 8 лет, превысила плановый уровень на 2,7 ц/га. [Жуков Ю.П., Кириллова Г.Б., 2000]. Применение расчетных доз удобрений во все годы было эффективно в условиях неустойчивого увлажнения Украины на черноземе реградированном, и позволило в среднем за I ротацию севооборота повысить урожайность озимой ржи на 10,8-13,0 ц/га. [Жуков Ю.П., Кириллова Г.Б., 2000]. В исследованиях на темно-серой лесной почве Владимирского Ополья в среднем за 5 лет второй ротации были получены достаточно стабильные урожаи большинства культур, составившие 91-95% от планируемого уровня.
Наибольший интервал колебаний по годам отмечался при проектировании высокой урожайности [Демин В.Л., Варфа Ахмед, 2000]. В 20-летних (1952-1971 гг.) опытах Московской сельскохозяйственной Академии им. К.А. Тимирязева получены близкие к запланированным урожаи озимой ржи, выращиваемой на зеленый корм - 262 ц. [Каюмов М.К., 1975]. При использовании метода дифференцированного нормативного баланса для расчета норм удобрений под озимые и яровые культуры на темно-серой лесной почве Центрального района России были получены урожаи озимой ржи, также близкие к планируемой. Урожайность озимой ржи за 10 лет отличалась большей сходимостью с планируемой величиной, чем урожайность озимой пшеницы. Сходимость среднемноголетних урожаев по отношению к планируемым составила последовательно по вариантам опыта: по озимой пшеницы - 96, 91, 89, 89%, по озимой ржи - 100, 103, 95 и 82% (I вариант контроль без удобрений; 2-ой -N15P25K21 минеральные удобрения; 3-й - навозно-минеральная система (N22P39K8+ 10 т навоза; 4-я - минеральные удобрения + навоз N53P64K14)). Озимые культуры (особенно рожь) до 3-го варианта имели отклонение фактических урожаев от планируемых почти в 2 раза меньше, чем яровые [Демин В.А., Свиридов Д.А., 2000]. В опытах Ю.П. Жукова, Ю.Г. Дубова, Г.Б. Кириллова и др. (1998) рассчитанные с помощью балансовых коэффициентов дозы удобрений в среднем за 3 года обеспечили получение урожайности озимой ржи 35,1 - 38,1 ц/га, что превысило плановый уровень урожайности на 0,3 — 8,6%. Однако, на основании проведенных исследований, Кормилицын В.Ф. (1999) считает, что оба метода расчета доз удобрений, наиболее часто рекомендуемых для программирования урожайности, имеют свои недостатки. Так, в условиях орошаемого земледелия каштановой зоны Поволжья метод элементарного баланса резко завышает дозу фосфора и совершенно игнорирует необходимость (даже под калиелюбивые культуры) внесение калия; расчет на планируемую прибавку, наоборот, завышает расход калия, как и азота, но сокращает дозу фосфора [Кормилицын В.Ф., 1999]. В связи с этим для объективной оценки расчетных методов необходим обязательный учет результатов зональных исследований по эффективности применяемых различных видов, доз и соотношений удобрений. В целях сохранения почвенного плодородия дозы вносимых удобрений должны возмещать вынос, а для повышения плодородия - быть больше выноса элементов питания урожаем [Шишов Л.Л., Кораблева Л.И., Ефремов В.В., Губанкова И.А., 1987]. Поэтому за оптимальную дозу, возмещающую вынос, принята N120P30K60, а для повышения плодородия почвы дозы фосфора и калия можно увеличить до Р60К90 [Завалин А.А., 1989]. Для лесостепи Воронежской области на черноземах выщелоченных рекомендована оптимальная доза удобрений под озимую рожь N60-90P60K60, установленная по результатам полевых опытов в системе агрохимической службы, а также в ряде научных учреждений Центрального Черноземья [Системы земледелия Воронежской области, 1982; Научные основы эффективного применения удобрений в ЦЧЗ, 1988].
Изменение химического состава озимой ржи и выноса элементов питания в опыте с озимой рожью в зависимости от доз удобрений
Условия минерального питания, оказывая влияние на химический состав растений и регулируя обменные процессы, являются важнейшими факторами формирования урожая [Носко Б.С., Меркулова Е.Л., Бабич Е.В., 2000]. В целях сохранения почвенного плодородия дозы вносимых удобрений должны возмещать вынос, а для повышения плодородия - быть больше выноса элементов питания урожаем [Шишов Л.Л., Кораблев Л.И., Ефремов В.В., Гу-банковаИ.А., 1987]. Для определения потребности в минеральных удобрениях на планируемый урожай и расчетов баланса элементов питания в агрохимической практике используется нормативный (или удельный) и хозяйственный вынос. Оптимальное соотношение питательных элементов в почве в значительной степени влияет на поступление их в растение, направленность процессов синтеза органических соединений, а, следовательно, на рост и формирование урожая [Носко Б.С., Меркулова Е.Л., Бабич Е.В., 2000]. Сопоставление количества внесенных в почву элементов питания с их выносом урожаем показало, что даже при дозе 60 кг д.в./га севооборотной площади хозяйственный баланс азота оставался отрицательным [Синявский В.А., 1989]. Бездефицитный баланс в зернопаровом севообороте на серой лесной почве с продуктивностью 1 га севооборотной площади порядка 24-26 ц зерна получен при внесении на гектар 30 кг фосфора, 53-60 кг азота и 60 кг калия. Навозно-минеральная система удобрения обеспечила положительный баланс азота, фосфора и калия - соответственно 52, 113 и 55%. [Синявский В.А., 1989] Химический состав основной и побочной продукции отражает условия питания растений, и в значительной степени зависит от биологических и сортовых особенностей культуры, а также структуры урожая. Как показали проведенные исследования, удобрения оказывали значительное влияние на накопление азота, фосфора и калия в зерне (Приложение . Д. 1) и соломе ози мой ржи (Приложения Д.2). Данные таблицы 10 свидетельствуют об увеличении содержания азота как в основной, так и в побочной продукции при внесении азота в дозе 60-90 кг на гектар.
При содержании азота в зерне на контрольных вариантах 1,91-1,92% его количество при внесении удобрений возрастает до 2,01-2,24%. Максимум в накоплении азота отмечен при применении N90P60K60 - 2,24%. Большее содержание азота в зерне наблюдалось на удобренных вариантах в 1998 и 2000 годах, достаточно увлажненных (Приложение Д.1). Содержание азота в соломе колеблется по годам исследований от 0,47% на фоновом варианте до 0,64-0,68% при внесении удобрений (Приложение Д.2). Максимальное содержание азота в побочной продукции в среднем за 5 лет также отмечено при внесении N90P90K90 (таблица 10). Существенных различий по вариантам опыта в содержании Р205 в зерне не отмечено. Вместе с тем в побочной продукции уровень накопления его возрастает с 0,27 на абсолютном контроле до 0,42-0,45% при внесении удобрений в дозах 60-90 кг/га каждого элемента питания. При внесении N30P30K30 содержание Р205 в соломе минимальное - 0,28%, что обусловлено, на наш взгляд, явлением ростового разбавления. Наибольшее содержание калия сосредоточено в побочной продукции и значительно возрастает при внесении калийных удобрений в дозе 60 кг на гектар д.в. С повышением уровня минерального питания увеличивается расход питательных веществ на формирование урожая (таблица 11). Общее потребление азота возросло при внесении удобрений на 3,7 - 30,9 кг по сравнению с фоновым контролем, фосфора - на 1,8 - 26,6 кг, а калия - на 0,8 - 25,4 кг. Максимальное потребление NPK продукцией отмечено при внесении N90P90K90. Общий вынос питательных веществ зависит от ряда факторов: величины урожая, его химического состава, количества побочной продукции. Так, вынос зерном азота увеличивался в среднем в 1,1 — 1,4 раза по сравнению с фоновым контролем, фосфора- в 1,1 - 1,6 раз и калия в 1,1 - 1,3 раза. С зерном озимой ржи в среднем по вариантам опыта выносилось 57,9% азота, 48,8% фосфора и 13,9% калия от их общего выноса. В среднем за годы исследований общий вынос элементов питания растениями озимой ржи составил: азота - 93,6 кг, фосфора - 54,1 кг и калия - 99,5 кг с гектара. Доля выноса элементов питания с побочной продукцией озимой ржи в нашем опыте значительна. Так на контроле вынос питательных веществ соломой составил 43,2% азота, 43,3% фосфора и 86,9% калия от общего выноса. На удобренных вариантах этот показатель увеличивался до 47,3% азота, 57,8% фосфора и 86,9% - калия.
