Содержание к диссертации
Введение
1 .Состояние изученности вопроса 7
1.1 Влияние основной обработки почвы на динамику подвижного азота 9
1.2 Содержание подвижного азота при разных приемах основной обработки почвы в зависимости от применения удобрений 13
1.3 Урожайность полевых культур при разных приемах основной обработки почвы 16
1.4 Экономическая и энергетическая оценки приемов основной обработки почвы 24
2.Условия, объекты и методы исследований 29
2.1 Почвенно-климатические особенности Прибайкалья 29
2.2 Погодные условия в годы проведения исследований 33
2.3 Объекты и методика проведения экспериментов 35
3. Результаты исследований 38
3.1 Влияние основной обработки почвы на содержание подвижных форм азота под посевами кукурузы и ячменя в лесостепной зоне Прибайкалья
3.1.1 Нитратный азот 3 8
3.1.2 Аммонийный азот 45
3.1.3 Минеральный азот 51
3.1.4 Легкогидролизуемый азот 53
3.2 Последействие основной обработки почвы на содержание подвижного азота 61
3.3 Влияние удобрений на динамику подвижных форм азота под посевами кукурузы и ячменя при разных приемах обработки почвы 66
3.3.1 Нитратный азот 66
3.3.2 Аммонийный азот 71
3.3.3 Легкогидролизуемый азот 75
3.3.4 Последействие минеральных удобрений на содержание нитратного, аммонийного и легкогидролизуемого азота в почве 79
3.4 Урожайность полевых культур 81
3.4.1 Влияние приемов обработки почвы 81
3.4.2 Действие удобрений при разных приемах основной обработки почвы на урожайность культур 85
3.5 Продуктивность севооборота в зависимости от приемов основной обработки почвы и степени удобренности 86
3.6 Энергетическая и экономическая оценка приемов обработки почвы и применения удобрений 88
3.6.1 Энергетическая оценка 88
3.6.2 Экономическая эффективность 91
3.7 Производственная проверка результатов исследований 95
Выводы 96
Предложения производству 98
Список литературы 99
Приложения
- Содержание подвижного азота при разных приемах основной обработки почвы в зависимости от применения удобрений
- Экономическая и энергетическая оценки приемов основной обработки почвы
- Погодные условия в годы проведения исследований
- Последействие основной обработки почвы на содержание подвижного азота
Введение к работе
Актуальность темы. Научно обоснованная система земледелия требует оптимального сочетания различных факторов, влияющих на урожайность сельскохозяйственных культур и плодородие почвы. Среди них особенно важны способы обработки почвы и система удобрений, которые в основном определяют сохранение почвенного плодородия. Безусловно, в современных условиях большое значение имеет поиск экономичных, энергосберегающих способов обработки почвы и внесения удобрений, обеспечивающих экологическую чистоту агроценоза и оптимальный круговорот питательных веществ в земледелии (Горбылева и др., 2002).
Азот является основным лимитирующим элементом для растений практически во всех зонах, где возделывают сельскохозяйственные культуры (Энд-рюс, 1959; Кук; 1975; Кореньков, 1976; Nichols, 1983; Greenwood, 1988). Из-за дефицита азота генетический потенциал полевых культур, как правило, полностью не реализуется, независимо от почвенно-климатических условий (Наза-рюк, 2002).
Известно, что накопление подвижного азота в почвах Западной Сибири зависит от приемов основной обработки почвы (Каштанов, 1965; Вилесов, 1972; Гамзиков, 1981; Холмов, 1984; Власенко, 1995; Каличкин, Ким, 1996; Сапрыкин, 2004 и др.). Установлено, что минимальные и плоскорезные осенние обработки ведут к значительному снижению запасов подвижного азота. В Восточной Сибири вопросы азотного режима в почвах в зависимости от ее обработки и степени удобренности изучены недостаточно. В связи с этим изучение подвижного азота в почве и его роль в оптимизации азотного питания при разных способах обработки и внесения удобрений представляется крайне актуальным.
Цель исследований - выявить в условиях Прибайкалья особенности азотного режима серой лесной почвы в зависимости от способов основной обработки и применения удобрений, обосновать параметры использования ресур-
сосберегающих приемов обработки почвы в четырехпольном плодосменном севообороте.
Задачи исследований:
Изучить влияние основной обработки и удобрений на содержание нитратного, аммонийного и легкогидролизуемого азота в серой лесной тяжелосуглинистой почве;
Установить последействие основной обработки почвы и удобрений на содержание подвижного азота;
Определить урожайность полевых культур и продуктивность севооборота в зависимости от основной обработки и степени удобренности почвы;
Дать энергетическую и экономическую оценку эффективности различных приемов основной обработки почвы в плодосменном севообороте.
Научная новизна. Впервые в условиях Прибайкалья изучена динамика подвижных форм азота (нитратного, аммонийного, минерального и легкогидролизуемого) на серой лесной тяжелосуглинистой почве при разной степени ее удобренности и способах основной обработки в плодосменном четырехпольном севообороте. Установлено, что содержание разных форм подвижного азота мало зависит от приемов ее основной обработки. Минимизация не приводит к его снижению.
Защищаемые положения:
Особенности азотного режима серой лесной тяжелосуглинистой почвы в зависимости от ее основной обработки и минеральных удобрений.
Продуктивность плодосменного севооборота при разных способах обработки почвы и системах удобрений.
Практическая значимость работы. Полученные данные позволяют обосновать для сельхозтоваропроизводителей систему применения удобрений в зависимости от минимизации обработки почвы и рекомендовать для лесостепной зоны региона плодосменный севооборот, включающий ресурсосберегающую технологию основной обработки почвы. Результаты исследований прошли
производственную проверку в 2005-2006 гг. в опытно-производственном хозяйстве «Элита» Эхирит-Булагатского региона Иркутского научно-исследовательского института сельского хозяйства и внедрены на площади 800 га.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на ученых советах Иркутского НИИСХ, на международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения основателя кафедры агрохимии Ир-ГСХА профессора А.Н. Угарова и 70-летию кафедры (8-9 июня 2005 г.), на международной научно-практической конференции молодых ученых (г. Омск, 11-12 июля 2006г.), на II Международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию кафедры почвоведения Иркутского государственного университета (г. Иркутск, 2-7 сентября 2006г.), на научно-практической конференции, посвященной 50-летию Иркутского НИИСХ (г. Иркутск, 25 декабря 2006г.). Изложены в научных отчетах по госбюджетной тематике НИР института за 2001-2005 годы и в периодической печати.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК (журнал «Агрохимия»), шесть публикаций в материалах международных конференций.
Содержание подвижного азота при разных приемах основной обработки почвы в зависимости от применения удобрений
При почвозащитной обработке почвы возникают неблагоприятные факторы для роста растений, которые необходимо учитывать и смягчать путем рационального применения удобрений (Черепанов, 1987). Установлено, что наличие на поверхности послеуборочных остатков снижает температуру почвы. По данным сельскохозяйственной опытной станции штата Джорджия (США), весной при отвальной обработке температура почвы была на 2,8-5,0 С выше, чем при различных видах почвозащитной обработки (Solutions, 1985).
Пониженная температура почвы при почвозащитной обработке существенно замедляет процессы минерализации органического вещества и снижает обеспеченность растений азотом, что особенно заметно в весенний период. Для улучшения азотного питания растений необходима весенняя подкормка азотными удобрениями (Noill Farmer, 1985).
Другим важным фактором, нередко вызывающим необходимость применения повышенных доз удобрений, является улучшение водного режима. При почвозащитной обработке влажность почвы обычно выше, что особенно ценно в условиях недостаточной влагообеспеченности. Однако избыток влаги, нередко наблюдаемый весной, отрицательно влияет на прорастание семян и рост корней.
По данным Университета штата Мичиган (США), одна из причин этого -недостаток кислорода и накопление в корнях токсичных продуктов (этанола, ацетальдегида и др.) вследствие ослабления окислительного фосфорилирования (Asady, Smucker, Adams, 1985). Одновременно в почве ослабевает активность аэробных и усиливается активность анаэробных микроорганизмов. В опытах Университета штата Висконии (США) при отвальной обработке пылевато-суглинистой почвы в слое 0-7,5 см численность денитрифицирующих микроорганизмов была ниже в 7,3 раза, в слое 7,5-15 см - в 1,8 раза в сравнении с прямым посевом (Schulte, 1985). Сходные данные получены и при других способах минимальной обработки.
При избытке влаги ухудшается азотное питание растений вследствие уменьшения поступления азота из-за медленной минерализации органического вещества (Cannell, 1985; Dowdell, Crees, Cannel, 1983) и увеличиваются газообразные потери азота в результате усиления денитрификации (Lind, 1985; Schulte, 1985). В связи с этим при минимальной обработке, особенно при прямом посеве, норму азота рекомендуют увеличивать на 25-30 кг/га и более (Solutions, 1985).
Исследования, проведенные на тяжелосуглинистом черноземе Поволжья, показали, что при внесении удобрений от их последействия количество нитратного азота повышалось, но на вариантах с минимальной обработкой почвы его было меньше по сравнению с ежегодной вспашкой (Азизов, 2005).
По данным А.Н. Краевского и др. (1981) в Ворошиловградской области анализ динамики элементов питания показал, что минеральные удобрения повышали содержание нитратного азота в пахотном слое почвы в 2-2.5 раза в сравнении с неудобренным фоном. Это наблюдалось в равной мере во всех вариантах опыта (вспашка на 20-22см, плоскорезная обработка на глубину 20-22 см, плоскорезная обработка на глубину 18-20 см с одновременным щелевани-ем).
В опытах, проведенных Херсонской сельскохозяйственной опытной станцией на черноземах по изучению накопления азота в почве в зависимости от обработки и степени удобренности отмечено, что содержание нитратного азота в пахотном слое на неудобренном варианте выше по вспашке, чем по плоскорезному рыхлению. Внесение азотных удобрений под обработку повышало наличие нитратного азота и в том, и в другом варианте. Однако в верхнем слое его было больше при плоскорезном рыхлении (Макаров, Муха и др., 1995).
По данным В.Е. Явтушенко (1988), при плоскорезных обработках отмечается некоторое повышение эффективности минеральных удобрений на всех типах почв, кроме дерново-подзолистой.
B.C. Зерфус (1976) указывает, что снижение содержания нитратного азота при минимальной обработке почвы не приводит к существенному изменению потребности в дополнительном внесении азотных удобрений в шестипольном зернопропашном севообороте в сравнении со вспашкой.
О ведущей роли азотных удобрений в повышении урожаев в Сибири знали давно, однако, лишь в монографии «Применение удобрений в Сибири», на писанной И.И. Синягиным и Н.Я. Кузнецовым (1974), был сделан вывод, что «...азот, а не фосфор является основой применения удобрений в Сибири». Вскрыта ведущая роль азота (в комплексе с другими средствами химизации) при переходе от вспашки к мелким плоскорезным и «нулевым» обработкам (Кирюшин, Власенко, Холмов и др.).
Большой вклад в разработку проблемы азота в земледелии Сибири внесли исследования Г.П. Гамзикова (1981) и его учеников (Кочегаровой, 1976; Кост-рик, Емельянова, 1985 и др.). В Иркутской области этим вопросом занимались А.Н. Угаров (1965), В.Т. Мальцев (1966, 2001), В.А. Останин (1983), Л.В. По-мазкина (1985), А.Г. Белых (1988) и другие. Они сделали вывод, что применение минеральных удобрений на серых лесных и других типах почв оказывает положительное влияние на увеличение содержания нитратного и аммонийного азота.
Таким образом, специальных работ, посвященных изучению динамики накопления подвижного азота, в зависимости от приемов основной обработки почвы и степени удобренности не имеется. Вместе с тем, знание состояния питательного режима в севообороте в зависимости от обработки и удобренности почвы крайне необходимы. Так как оно позволяет регулировать уровень использования минеральных удобрений, снижать экономические и энергетические затраты, дает возможность экологизации почвообработки.
Экономическая и энергетическая оценки приемов основной обработки почвы
Изучение различных обработок почвы и их сочетания в севооборотах связано прежде всего с сокращением энергетических затрат и повышением рентабельности растениеводства. На обработку почвы приходится 30-40% энергетических и 25-30% трудовых затрат по возделыванию сельскохозяйственных культур (Коринец, 1991).
По данным большинства зарубежных источников, применение минимальных способов обработки почвы способствует значительному (на 40-75%) сокращению затрат труда и средств, снижению более чем в два раза расхода жидкого топлива (Спирин, Кореньков; 1984). А по данным В.И. Марымова, А.И. Сухова (1989), В.А. Ушкаренко, Т.П. Ушкаренко, В.К. Петрова (1989), И.П. Макарова (1984), И.А. Чуданова (1984) внедрение энергосберегающих обработок обеспечивает экономию на 1 га 8-10 л дизельного топлива и повышение урожайности зерновых культур на 1,5-2,0 ц/га.
Исследования, проведенные в различных регионах (Барнез, 1959; Witt-muss, 1959; Ищенко, Лагута, 1987; Милащенко, 1977; Милащенко, Слесарев, Ионин, 1974; Гарипов,1979; Попугаев, 1979; Чебочаков, Ачитаев, 1980, Колмаков, Нестеренко, 1981 и др.), показывают, что с повышением минимизации обработок, затраты снижаются. Так, К.И. Карпович и А.И. Якунин (2006) отметили, что в условиях лесостепи Поволжья по вспашке самые высокие производственные затраты и себестоимость 1ц продукции. При поверхностной обработке производственные затраты снизились на 5.9 руб/га (по ценам 2006 года). Проведенные расчеты агроэнергетической эффективности систем обработки почвы показали, что глубокие обработки, - как отвальная, так и безотвальная - сопряжены с большими энергозатратами. Выяснилось, что в большинстве вариантов накопление энергии в урожае компенсирует затраты техногенной энергии. Однако максимальная отдача затрат с учетом энергии, накопленной в биомассе, была в варианте поверхностной обработки культиватором КПШ-5 и бороной БИГ-2А на 8-10 см. Здесь коэффициент энергетической эффективности был самым высоким.
В Центральном районе Нечерноземной зоны наиболее высокий экономический эффект достигался при минимизации основной обработки путем чередования через год вспашки на 28-30 см и дисковой обработки на 8-10 см (Пу-понин, Хохлов, 1984).
По данным Г.Т. Дюдяева (2001) при использовании разных систем обработки почвы наибольший экономический эффект дает систематическое применение в севообороте дискования. Оно обеспечивает, в сравнении со вспашкой и мелким плоскорезным рыхлением, снижение себестоимости зерна соответственно на 21.2% и 4.4% и повышает рентабельность производства зерна соответственно на 112% и 40%. Производительность труда при использовании дискования увеличивается на 40% в сравнении со вспашкой и на 11% - по отношению к мелкому рыхлению.
В южной лесостепной зоне по данным В.М. Зерфуса (1977), минимальная обработка за годы исследований обеспечила получение наибольшего количества валовой продукции в сравнении с плоскорезной и отвальной обработками. В среднем за 1973-1975 гг. при минимальной обработке с 1 га получено 186.23, плоскорезной - 182.85, отвальной - 166.31 рубля. Себестоимость 1 ц зерна и затраты труда на его производство были также самыми низкими при минимальной обработке и составили соответственно: 3.79 руб и 0.63 ч.-час при минимальной технологии; 4.1 и 0,66 при плоскорезной, 4.61 и 0,76 при отвальной (по ценам 1977 года). Рентабельность производства зерна при минимальной технологии на 51.9% выше в сравнении со вспашкой.
По данным А Н. Власенко (1995), в северной лесостепи по совокупности экономических показателей (в ценах конца 1994 г.) возделывание зерновых культур по интенсивным технологиям экономически выгоднее по комбинированно - безотвальной обработке, где в сравнении со вспашкой чистый доход с 1 га выше на 8% и составил 166 тыс. рублей. При обеспечении гербицидами с широким спектром действия экономически приемлемы минимальная и «нулевая» обработки, обеспечившие чистый доход с 1 га соответственно 154 и 157 тыс. рублей.
В южной лесостепи лучшие экономические результаты получены по безотвальной разноглубинной обработке, при которой в сравнении со вспашкой чистый доход с 1 га выше на 12.8% и составил 69 тыс. рублей. При обеспечении гербицидами с широким спектром действия экономически приемлемы минимальная и «нулевая» обработки, при которых чистый доход с 1га составил соответственно 61 и 55 тыс. рублей.
Затраты энергии в Мдж на проведение основной минимальной обработки в 2.0 раза ниже в сравнении с безотвальной глубокой и в 2.3 раза ниже в сравнении со вспашкой. По мнению А.Н. Власенко и B.C. Сапрыкина (1992), с экономической и экологической точек зрения более перспективны мелкая (10-12 см) и «нулевая» обработки, однако они требуют повышенного уровня химизации (удобрений и средств защиты растений). Следовательно, необходимо найти золотую середину, позволяющую сократить применение удобрений и пестицидов и заменить вспашку энерго влагосберегающей почвозащитной обработкой, которая должна строиться на принципах комбинированной системы с включением отвальной, «нулевой» и разноглубинных безотвальных обработок. С.С. Сдобников (1994) утверждает, что: «Основным принципиальным положением обработки почвы является правильное чередование по годам безотвальной, отвальной и поверхностной обработки почвы».
В Красноярском крае по данным В.В. Лисунова (2001) в расчете на 1 га площади шестипольного зернопропашного севооборота прибыль в размере 2.6 -3.7 руб/га (в ценах 1991 г.) по сравнению с контролем обеспечили лишь те варианты, где под возделываемые культуры применялась глубокая (на 27 см) вспашка постоянно или в чередовании со вспашкой на обычную глубину (22 см).
При использовании химических средств утрачивается бесспорное преимущество глубоких отвальных обработок, и с ними по показателям прибыли на 1 га севооборотной площади успешно конкурирует система, где бесплужные обработки в виде безотвального рыхления и особенно лущение под вторую пшеницу по пару и пшеницу по кукурузе чередуются с отвальной вспашкой на обычную глубину (22см) под остальные культуры севооборота.
Исходя из средних урожайных данных, прибыль на фоне этих систем обработки почвы находится в пределах 0.3 - 1.0 руб/га, а с учетом существенных различий в урожае - 2.6 - 4.3 руб/га севооборотной площади.
Погодные условия в годы проведения исследований
Метеорологические условия в годы проведения опыта представлены в приложении 1. Вегетационный период 2002 года резко отличался от средне-многолетних показателей. Количество осадков за вегетационный период 2002-2005 гг. Урожайность зерновых культур определяется осадками, выпавшими за период май плюс 1-ю и 2-ю декады июня (Мальцев, 2001). В 2002 году за этот период выпало 33,2 мм, что меньше средней многолетней (65,1 мм) почти в 2 раза. Среднесуточная температура воздуха была выше среднемноголетней на 2,1 С. Наиболее жаркими были май и июль, когда средняя температура превышала норму на 2,3 и 3,3С соответственно. Безморозный период был больше и составил 119 дней, против средней многолетней 98 дней. Сумма эффективных температур воздуха выше 5С - 2255С при среднемноголетней 1894С. В целом вегетационный период 2002 года по сумме осадков и эффективных температур, характеру их распределения следует отнести к засушливому. 2003 год характеризовался засушливой первой половиной вегетационного периода (май-июль), когда выпало 127,4 мм осадков при среднемноголетнем показателе 203,6 мм, причем 50% (63,3 мм) приходится на третью декаду июля, а точнее на ее последнюю пятидневку. Август был избыточно увлажнен (155,7 при норме 95,1 мм, что составило 163,7%). Сентябрь умеренно увлажнен (52,8 мм при норме 46,9 мм). За весь летний период май-сентябрь в 2003 году выпала близко к среднемноголетней сумме осадков (335,9 мм) (рис.1). Сумма эффек-тивных температур выше 5С за май-сентябрь несколько выше нормы — 2001 С. 2003 год, исходя из первой половины лета, необходимо отнести к засушливому и неблагоприятному для роста зерновых культур. 2004 год относится к избыточно увлажненному. За вегетационный период выпало 500,4 мм осадков, что выше многолетнего количества в 1,5 раза, причем в мае превышение нормы составило 2,4 раза, июне - 2,1, июле-августе - 1,2 раза, сентябре - 1,5 нормы (рис. 1). Безморозный период длился с 10 мая по 25 сентября (139 дней), при среднемноголетнем показателе 98 дней. Сумма эффективных температур воздуха выше 5С - 2094С при норме 1894С, среднесуточная температура за май-сентябрь находилась на уровне среднемноголетней, и лишь июнь и сентябрь были несколько теплее. В целом 2004 год был благоприятный для роста и развития полевых культур.
Вегетационный период 2005 года по количеству осадков и температурному режиму отличался от среднемноголетних показателей. Так осадков выше / нормы выпало в мае на 38% (42,1 мм), июне на 12% (70,1 мм), июле, августе, сентябре - несколько меньше нормы. В целом за май-сентябрь сумма осадков составила 318,1 мм (92,0% нормы) (рис. 1). Безморозный период составил 131 день, что выше среднемноголетнего на 33 дня, сумма эффективных температур воздуха выше 5С превысила норму на 92С. В целом 2005 год по количеству осадков, температурному режиму необходимо отнести к среднемноголетним показателям региона.
Достаточное увлажнение почвы в весенне-летний период и хорошая теп-лообеспеченность растений в течение всего вегетационного периода способствовали формированию сравнительно хорошего урожая сельскохозяйственных культур.
Стационарный полевой опыт был заложен на опытном поле Иркутского НИИСХ в 2001 году. Почва участка серая лесная, тяжелосуглинистая с выраженной зернисто-комковатой структурой. Содержание гумуса 4,9%, общего азота 0,25-0,30%, легкогидролизуемого 68,0, аммонийного 8,2, нитратного 7,0 мг/кг; Р205 и К20 (по Кирсанову) соответственно 10,0-12,0 и 8,0-10,0 мг/100 г почвы, рНС0Л-4,2-4,5, гидролитическая кислотность 6,5-8,9, сумма поглощенных оснований 26,0-27,4 мг-экв./100г почвы, степень насыщенности основаниями 71,8-77,1%.
Схема плодосменного севооборота: кукуруза (на силос), ячмень + клевер, клевер (на сидерат), пшеница. В севообороте изучались три системы основной обработки почвы, на которые накладывалось три варианта минеральных удобрений. I Система (контроль) - ежегодная вспашка под все культуры севооборота; II Система - безотвальная обработка под кукурузу и ячмень, вспашка клевера под пшеницу; Ill Система - поверхностная обработка под кукурузу и ячмень, вспашка клевера под пшеницу. Вспашку проводили плугом ПН-4-35 на глубину 20-22 см, безотвальную обработку плугом ПН-4-35 со снятыми отвалами на глубину 20-22 см, а поверхностную обработку - агрегатом АКП-4 на глубину 10-12 см. Удобрения применяли по следующей схеме: 1.Контроль (без удобрений); 2.N60(90); З.Р45 К60(90); 4.N60(90) Р45 К60(90). Азот калий под зерновые культуры вносили в дозе 60, под кукурузу - 90 кг д.в./га. Минеральные удобрения применяли под кукурузу и ячмень, на клевере и пшенице изучали их последействие.
Площадь поля севооборота составляла 0,5 га, варианта с обработкой поч-вы - 510 м , повторность опыта трехкратная. Площадь удобряемой делянки равнялась 105 м , общее количество делянок-144, из них 36 по обработкам и 72 с внесением удобрений. В опыте высевали кукурузу сорт Гибридная F 1РООСС-197, ячмень - Неван, клевер - Тулунский, пшеницу - Тулунская -12 . Все полевые исследования выполнялись с учетом требований методики полевого опыта (Доспехов, 1985).
Удобрения вносили перед посевом вручную с последующей заделкой культиватором. Агротехника подготовки почвы перед посевом, уход за посевами были выполнены в соответствии с рекомендациями по системе ведения агропромышленного производства Иркутской области (Система ведения..., 1991). Отбор почвенных проб проводился по общепринятой методике.
Под всеми культурами севооборота в течение вегетационного периода (по фазам развития) в пахотном слое (0-20 см) определяли: содержание аммонийного азота с реактивом Несслера, нитратного — колориметрическим методом с дисульфофеноловой кислотой на фотометре, минерального - как сумма N-NO3 + N-NH4, легкогидролизуемого - модифицированным методом Тюрина-Кононовой (Аринушкина, 1962; Петербургский, 1968; Агрохимические методы исследования почв, 1975). Лабораторные анализы выполняли в двухкратной повторности. Учет урожая зерновых проводили сплошным способом комбай ном «Sampo-500» с последующим пересчетом урожая на стандартную влажность и 100% чистоту. Урожайность зеленой массы кукурузы и клевера учитывали после скашивания вручную. Математическая обработка экспериментальных данных проведена методом дисперсионного анализа на ПК с использованием пакета прикладных программ СНЕДЕКОР. Энергетическую и экономическую эффективность рассчитывали по принятым методикам (Гулякин, 1977; Савицкая, 1999; Абрамов, Селюкова, 2000).
Последействие основной обработки почвы на содержание подвижного азота
Под посевами клевера изучалось последействие первого года обработок почвы на динамику подвижного азота. Существенного различия в содержании нитратного азота в течение вегетации по последействию обработок не отмечено. Минимальное количество N-NO3 отмечалось в мае - 5,4-6,4 мг/кг, затем шло его увеличение вплоть до замерзания почвы, достигало 12 мг/кг, то есть увеличилось в 1,6 раза (9,1-11,3 мг/кг) (табл. 11, прилож 10).
В период 2002-2005 гг. наименьшее количество N-NH4 приходилось на май (9,1-11,3 мг/кг), достигая максимума в июле (14,2-16,3 мг/кг), затем его количество несколько снижалось и в октябре вновь возросло до 13,7-15,8 мг/кг (табл. 11, рис. 14). Необходимо отметить, что аммонийного азота содержалось в 1,5-2,0 раза больше, чем нитратного. Существенных различий по обработкам не установлено (табл. 11, прилож. 11).
В абсолютных величинах различия в содержании как минерального, так и легкогидролизуемого азота между обработками не столь существенны (табл. 11, прилож. 12, 13). По количеству подвижного азота, оставляемого в почве, клевер превосходил кукурузу и ячмень в 1,8 -2,6 раза (табл. 12). Мы полагаем, что это связано, прежде всего, с разложением клевера как сидерата. Установлено, что под посевами клевера большой удельный вес в легко-гидролизуемом азоте занимают органические компоненты (78-91%) и невысокий - минеральная фракция (9-22%). Пшеницу в севообороте размещали после клевера, который запахивали в первой декаде августа. Под посевами пшеницы рассматривается накопление усвояемых форм азота в зависимости от последействия второго года обработок и удобрений.
В среднем за 4 года максимальное количество нитратного азота приходилось на июнь (16,6-18,5 мг/кг) и затем снижалось к моменту уборки пшеницы до 4,2-5,2 мг/кг, после обработки зяби процесс нитрификации усиливался, и к моменту замерзания почвы, количество азота составляло 4,7-5,7 мг/кг (табл. 14, прилож. 14). Высокое содержание нитратного азота в мае-июне связано с разложением клевера как сидерата.
Динамика аммонийного азота более плавная и его количество было выше по сравнению с нитратным. Наибольшие показатели приходились на первую половину лета (13-16 мг/кг), в августе они снизились до 8-11 мг/кг, к моменту замерзания почвы вновь увеличились до 12-13,6 мг/кг (табл. 14, прилож. 15)
Динамика минерального азота была аналогична с динамикой нитратного (табл. 14, прилож. 16). Количество легкогидролизуемого азота со второй половины июня до уборки повышалось, затем постепенно шло на убыль (табл. 14, прилож. 17). Высокое содержание легкогидролизуемого азота объясняется разложением клевера. Влияния последействия обработок на содержание подвижного азота под посевами пшеницы не отмечено (табл. 14, прилож. 14—17). Более существенное влияние на содержание N-NO3 под посевами кукурузы при всех приемах обработки почвы оказывали азотные удобрения и NPK. Количество нитратного азота под посевами кукурузы по годам и в среднем за 4 года в течение вегетации было выше, чем на неудобренном варианте и РК почти в 2 и более раза (табл. 15, рис. 8, прилож. 2). Применение фосфорно-калийных удобрений не повлияло на содержание N-NO3. Его количество находилось на уровне неудобренного варианта.
Внесение азотных удобрений оказывало положительное влияние на наличие подвижного азота под кукурузой в течение всего вегетационного периода по всем обработкам почвы. Существенных различий в действии удобрений в зависимости от приемов обработки не установлено (табл. 15, прилож. 2).
Аналогичное действие на содержание N-NO3 в почве под посевами ячменя по годам и среднем за 2002-2005 гг. оказало внесение азотных туков как одних, так и на фоне РК (табл. 16, рис. 9, прилож. 3). Так, количество N-NO3 в первую половину лета было выше в 2-2,5 раза по сравнению с неудобренным и фосфорно-калийным фоном, не зависело от приемов основной обработки почвы и находилось в пределах НСРоэ (табл. 16). К моменту уборки ячменя и замерзанию почвы имеющиеся различия в содержании N-NO3 на удобренных и неудобренных вариантах сглаживались, что связано с поглощением его ячменем и клевером.
Таким образом, применение азотных удобрений оказывает положительное влияние на накопление N-NO3 как под посевами кукурузы, так и под посевами ячменя независимо от способа обработки почвы. Внесение фосфорно-калийных удобрений на серой лесной почве не способствовало увеличению N-N03.
