Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 9
1.1. Значение минеральных удобрений в производстве сельскохозяйственной продукции 9
1.2. Влияние удобрений на свойства почвы 16
Глава 2. Цель и методика исследования 36
2.1. Краткая характеристика природных условий 36
2.2. Методы проведения исследований 39
2.3. Характеристика почв, используемых в исследованиях 42
Глава 3. Влияние удобрений на свойства почвы 44
3.1. Физико-химические показатели почвы 44
3.2. Динамика питательных свойств почвы 51
Глава 4. Влияние удобрений на продуктивность отдельных культур севооборота 59
4.1. Урожайность зерновых культур 59
4.1.1. Озимая пшеница 60
4.1.2. Ячмень 70
4.2. Урожайность пропашных культур (картофель) 79
4.3. Урожайность однолетних и многолетних трав 88
4.3.1. Клевер 88
4.3.2. Вико-овсяная травосмесь 98
4.4. Временная динамика продуктивности севооборота
по ротациям 107
Глава 5. Агроэкологическая оценка использования удобрений 112
5.1.Содержание в почве тяжелых металлов 112
5.2. Биологическая активность почвы 117
Глава 6. Эффективность применения удобрений 121
6.1. Агрономическая эффективность 121
6.2. Биоэнергетическая эффективность 124
6.3. Оценка эффективности применения удобрений по балансу элементов питания 126
Выводы 130
Предложения производству 133
Список использованной литературы 134
Приложения 152
- Влияние удобрений на свойства почвы
- Динамика питательных свойств почвы
- Озимая пшеница
- Вико-овсяная травосмесь
Введение к работе
Актуальность исследований
Общеизвестно, что удобрение сельскохозяйственных культур — прием, который позволяет не только обеспечить растения питательными элементами, но и сохранить потенциальное плодородие почвы на перспективу. Согласно многочисленным исследованиям, они обеспечивают от 40 до 70-80% прибавки урожая культурных растений. Однако в ряде случаев необдуманное применение минеральных удобрений, при несовершенстве технологий возделывания культур и несоблюдении систем земледелия, привело к целому комплексу негативных экологических последствий.
В результате этого в дискуссиях о путях дальнейшего развития сельского хозяйства все чаще звучат призывы к отказу от применения минеральных удобрений и пропагандируются различные направления альтернативного земледелия (тождественны или близки к нему понятия «экологическое», «биологическое», «природное» и т.д. земледелие). Продуктивность данных систем основывается на естественном плодородии почвы, а также на средствах борьбы с вредителями и болезнями культур природного происхождения. При этом основной задачей таких систем земледелия является не столько увеличение продуктивности земледелия, сколько смягчение антропогенного воздействия на окружающую среду. Именно поэтому они наиболее распространены в странах (США, Швеция, Дания и др.), имеющих очень высокий уровень интенсификации сельского хозяйства и проблемы перепроизводства продукции. Кроме этого, альтернативное земледелие возможно лишь на почвах с высоким естественным или искусственно созданным предварительным интенсивным удобрением запасом элементов питания, с научно обоснованным плодосменом и высокой культурой земледелия.
В настоящее время, однако, объективных предпосылок для перевода сельскохозяйственного производства России на альтернативные основы ве-
дения хозяйства, слишком мало. В этой связи можно констатировать - альтернативы минеральным удобрениям нет. Необходимо лишь искать пути их рационального, безопасного, технологичного использования, т.е. оптимизировать систему применения удобрений. Это возможно на основе краткосрочных и длительных исследований, причем научная и практическая ценность последних, безусловно, выше. Поэтому в современных условиях актуальным является обращение к результатам стационарных многолетних опытов, объективно отражающих воздействие удобрений на урожай культурных растений и качество их продукции, на состояние окружающей среды, а также дающих возможность оценить агроэкономическую эффективность их использования.
Цель и задачи исследований
Основной целью исследований являлось установление влияния длительного применения минеральных удобрений на продуктивность 5-польного полевого севооборота, а также агрохимические и агроэкологические свойства светло-серой лесной легкосуглинистой почвы.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
изучить многолетнюю динамику физико-химических и питательных свойств почвы;
выявить влияние отдельных видов минеральных удобрений и их сочетаний на продуктивность севооборота;
оценить действие удобрений на культурах разного агрономического назначения: зерновых, пропашных (картофель), однолетних и многолетних бобовых травах;
проанализировать временную динамику продуктивности севооборота по ротациям;
дать агроэкологическую оценку длительного применения минеральных удобрений по содержанию тяжелых металлов в почве и показателям ее биологической активности;
рассчитать агрономическую и биоэнергетическую эффективность (окупаемость) удобрений и оценить агроэкологическую целесообразность их использования по балансу элементов питания в агроэко-системе.
Научная новизна
Впервые в условиях Волго-Вятского региона на базе 40-летнего стационарного опыта выявлены основные тенденции и динамика эколого-агрохимических свойств светло-серых лесных легкосуглинистых почв.
Установлена зависимость между урожайностью отдельных культур, продуктивностью севооборота в целом и различным уровнем удобренности почв. При этом сравнительное изучение различных видов минеральных удобрений на основе их комплексной оценки по величине урожайности, воздействию на свойства почвы, с учетом агрономической эффективности и экологической безопасности показало, что среди исследованных сочетаний наиболее эффективно полное минеральное удобрение.
Практическая значимость
Насыщенность севооборота многолетними бобовыми травами на уровне 40% севооборотной площади позволяет без внесения удобрений длительное время поддерживать плодородие почвы на исходном уровне и получать устойчивые урожаи основных сельскохозяйственных культур порядка 20 ц зерновых единиц в 1 га.
При внесении средних доз минеральных удобрений (NPK по 50 кг/га) с условием соблюдения всех организационных и агротехнических требований по их применению вероятность загрязнения почвы и сопредельных сред тя-
желыми металлами и биогенными элементами крайне низка и в наших условиях не выявлена.
Основные результаты исследований используются в учебных курсах Нижегородской ГСХА в процессе преподавания дисциплин: «Агрохимия», «Система применения удобрений», «Методы агрохимических и экологических исследований», «Программирование урожаев», «Оценка воздействия на окружающую среду» и «Экологическая экспертиза».
Защищаемые положения
Высокая насыщенность полевого севооборота культурами сплошного сева, из которых половина площади отводится на многолетние бобовые травы, позволяет даже при полном отсутствии применения удобрений (абсолютный контроль) избежать деградационных процессов и поддерживать плодородие почвы на исходном уровне.
Длительное применение различных минеральных систем удобрения способствует улучшению питательного режима светло-серой лесной легкосуглинистой почвы, а известкование оптимизирует ее физико-химические свойства.
Полное минеральное удобрение (N50P50K50) позволило получить максимальную продуктивность отдельных сельскохозяйственных культур и севооборота в целом на уровне 30 ц зерновых единиц с 1 га.
В условиях высокой насыщенности севооборота бобовыми травами (40% севооборотной площади) определяющее значение в формировании урожая имеют фосфорно-калийные удобрения.
Оценка агроэкологического состояния почвенно-биотического комплекса показала, что длительное применение минеральных удобрений не оказывает практически значимого влияния на содержание тяжелых металлов в почве и несколько увеличивает показатели ее микробиологической активности.
Апробация работы
Результаты исследований докладывались на 2й международной конференции «Эволюция и деградация почвенного покрова» (Ставрополь, 2002 г.), на научно-практических конференциях «Адаптивный потенциал сельскохозяйственных растений и пути его реализации в современных условиях» и «Агротехнические приемы повышения продуктивности сельскохозяйственных растений в современных условиях» (Н. Новгород, 2002 и 2003 гг.), а также на научно-практических конференциях профессорско- преподавательского состава Нижегородской ГСХА (2002 -2004 гг.).
Влияние удобрений на свойства почвы
В соответствии с теорией возврата элементов минерального питания растений в почву целесообразность применения удобрений в целях повышения продуктивности агроценозов не вызывает сомнений. Однако внесение агрохимикатов представляет собой достаточно мощное антропогенное воздействие на почвенную экосистему, что может привести к изменению ряда её характеристик, а, следовательно, к изменениям условий произрастания растений (причём данные изменения могут быть как положительными, так и от рицательными). Следствием воздействия удобрений и мелиорантов на почву будет изменение ее свойств. Физико-химические свойства почвы. Физико-химические свойства почвы являются более изменчивыми показателями и, соответственно, наиболее подверженными влиянию удобрений. Неоднократно установлено, что при многолетнем внесении навоза, как правило, увеличивается количество органического вещества и ёмкость поглощения почв, снижается обменная и гидролитическая кислотность, возрастает степень насыщенности основаниями, то есть происходит улучшение физико-химических свойств. Это подтверждается большим количеством исследований (Кулаковская Т.Н., 1978; Жукова Л.М., 1980; Степаненко А.Я.,1980 и др.). Однако в отношении минеральных удобрений утвердилось мнение, что в результате их длительного внесения свойства почв заметно ухудшаются. Объясняется это, прежде всего, физиологической кислотностью некоторых удобрений (Прокошев В.Н., 1952; Авдонин Н.С., 1957; Городный Н.Г., 1960).
Так, результаты длительного опыта Всесоюзного научно-исследовательского института льна свидетельствуют о некотором отрицательном действии минеральных удобрений на свойства дерново-подзолистой почвы (увеличение обменной и гидролитической кислотности и количества обменного алюминия, уменьшение суммы поглощённых оснований и степени насыщенности ими). Эти данные подтверждают исследования Л.И. Петровой (1989, 1996), которая изучала систематическое применение удобрений в условиях стационарного опыта, заложенного в 1948 году на дерново-подзолистых почвах: на делянках без применения удобрений гидролитическая кислотность увеличилась на 0,77 мэкв./ЮО г почвы, обменная кислотность - на 1 рН, сумма поглощенных оснований снизилась почти в 2 раза (причем длительное применение минеральных удобрений усиливало этот процесс). Результаты опыта, заложенного в 1950 году в Солнечногорском районе Московской области Н.Ф. Гомоновой (1999), показывают, что длительное применение одних минеральных удобрений на кислых дерново-подзолистых почвах также приводит к их заметному подкислению. Негативное действие длительного (41 год) применения физиологически кислых минеральных удобрений на дерново-подзолистой почве подтверждается исследованиями В.Г. Минеева, Н.Ф. Гомоновой, И.Н. Скворцовой и др. (1999).
В результате их экспериментов в почве зафиксировано увеличение почвенной кислотности всех видов, снижение степени насыщенности почв основаниями, увеличение содержания подвижного алюминия и т.д. Об отрицательном воздействии минеральных удобрений на свойства почвы свидетельствуют также данные длительного опыта (45 лет) кафедры агрохимии МГУ. На дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах были созданы агрохимические фоны, имеющие агробиоценозы с дифференцированной антропогенной нагрузкой по степени воздействия агрохимических средств. Установлено, что длительное использование в интенсивном агроценозе одних минеральных удобрений приводит к глубоким последствиям: ухудшаются физико-химические свойства почвы, снижается её буферность, происходят негативные изменения в составе почвенного гумуса. Изменения сохраняются и в течение пяти лет после прекращения внесения удобрений (Гомонова Н.Ф., 1996). Это же подтверждают данные 13-летних экспериментов, где от минеральной системы удобрений произошло некоторое повышение кислотности почвы, хотя сумма поглощенных оснований почвы и степень их насыщенности существенно не изменилась (Демин В.А., Варфа А., 1999). Под действием умеренных доз минеральных удобрений (NiooP80-9oK6o-7o) за две ротации севооборота уменьшилась сумма поглощенных оснований, повысилась кислотность почв, понизилась степень её насыщенности основаниями (на 4 - 8 %) (Гайсин И.А., Муртазина С.Г., Биланова А.С. и др., 1989). Исследованиями изменения физико-химических свойств серых лесных почв занимались многие ученые, как российские, так и зарубежные. S. Urbanowski и J. Bilsli (1988) в результате исследований в длительном ста ционарном опыте (с 1948 года) установили прогрессирующее подкисление почвы, на которое не влияло известкование. Подобные данные были получены в опытах на дерново-подзолистой почве Литвы. Изменения в свойствах почв наблюдались уже в первый год исследования, и направление их сохранялось на протяжении всего периода наблюдений (Булотас Ю.Ю., Бекинтене Н.Ю., 1974). В работе В.В. Окоркова, А.А. Григорьева, М.Ф. Аркадьевой (1997) изучалось влияние удобрений на изменение ряда свойств серой лесной почвы, определяющих её плодородие. Данные анализов показали, что за 21 год на контрольном варианте величина обменной кислотности снизилась на 13 %.
Известкование по полной гидролитической кислотности поддерживало обменную кислотность на более высоком уровне, а различные системы удобрения слабо влияли на её изменение. Величина гидролитической кислотности на делянках контрольного варианта возросла на 12,5 %, а применение извести уменьшило эту величину на 25 %. Гидролитическая кислотность повышалась от внесения фосфорных удобрений и уменьшалась от применения аммиачной селитры. Сумма поглощенных оснований за годы исследования не изменилась и на делянках с применением извести её величина была наиболее высокой. На выщелоченном чернозёме Тульской области при систематическом внесении минеральных удобрений в течение 12 лет рН солевой вытяжки уменьшилась на 0,3-0,5 единиц. Достаточно определённо увеличилась гидролитическая кислотность и уменьшилась сумма поглощённых оснований (Бровкин В.И., 1996). Таким образом, результаты вышеперечисленных опытов свидетельствуют об увеличении кислотности и степени ненасыщенности почвы основаниями в результате применения минеральных удобрений. Однако рассмотрение результатов ряда других длительных опытов показывает, что чётких и закономерных изменений почвенных свойств в ту или другую сторону под действием минеральных удобрений не установлено (Жукова Л.М., 1974).
Динамика питательных свойств почвы
Данные по влиянию систематического применения минеральных удобрений на гумусное состояние и на содержание в почве подвижных форм питательных элементов разноречивы. По данным одних литературных источников применение агрохимикатов отрицательно сказывается на питательном режиме почв (Гамаюнова В.В., 1997; Орлова Н.Е., Бакина Л.Г., 2002; Филон И.И., Шеларь И.А., 2002). По результатам других исследований длительное использование минеральных систем удобрений не ухудшает их питательные свойства (Минеев В.Г., Гомонова Н.Ф., Овчинникова М.Ф., 2003; Ермохин Ю.И., Шепелев В.В., 2001; Демин В.А., Мусса Ауду, Шарапова А.В. и др., 2003). При этом все исследователи при характеристике питательных свойств почвы особое внимание уделяют гумусу, так как он оказывает огромное влияние на свойства и функции агроэкосистемы. Присутствие в почве достаточного количества гумусовых веществ способствует формированию прочной структуры почвы и обеспечивает, таким образом, благоприятный водно-воздушный режим и буферность почв. При минеральной системе удобрений гумус образуется за счет корневых и пожнивных остатков выращиваемых культур, поэтому его содержание обычно возрастает по мере увеличения урожайности культур, то есть максимальное количество образуется на делянках с применением 2- и 3- элементов питания. С целью соблюдения методического принципа единственного различия при проведении опытов, а также обеспечения возможности сравнения и комплексного анализа результатов определения отдельных агрохимических показателей почвы, для характеристики влияния систематического применения удобрений в севообороте на изменение питательных свойств почвы использованы данные по тем же годам исследования, которые было взяты и для оценки воздействия удобрений на физико-химические свойства почвы, а именно 1975, 1984, 1994 и 2003 годы (то есть, 3й год после известкования почвы). Полученные данные приведены в таблице 3.
Динамика содержания гумуса по годам исследования на неизвестко-ванном фоне показывает, что на варианте без внесения удобрений изменений данного показателя не наблюдается (вероятнее всего, это можно объяснить тем, что на данном варианте соблюдается баланс между процессами гумификации и минерализации), а на варианте с внесением азотных удобрений происходит некоторое увеличение изучаемого показателя (на 7 %). На других вариантах опыта до 1994 года содержание гумуса было стабильным и только в 2003 году появилась тенденция к уменьшению данного показателя. Максимальные потери гумуса наблюдаются при внесении фосфорно-калийных удобрений (27 %), немногим меньшие потери на вариантах, где применяли фосфорные и азотно-фосфорные удобрения (20 %). Скорее всего, это связано с тем, что в течение всех лет исследований на изучаемых вариантах почва не получала дополнительных субсидий в виде органических удобрений, а постоянный уровень гумусированности поддерживался за счет такого её свойства, как буферность. В последние 10 лет опыта произошел переломный момент, когда почва уже не может поддерживать равновесие только за счет своих внутренних резервов, поэтому и наблюдается некоторое снижение данного показателя.
Однако следует отметить, что изменения в содержании гумуса за все года исследования (кроме последнего) математически недоказуемы. Изменение содержания гумуса на вариантах с применением извести повторяет динамику на неизвесткованном фоне, на основании чего можно предположить, что мелиорация почв в данном случае не оказала заметного влияния на изучаемый показатель. Если содержание гумуса характеризует плодородие почвы в целом, то содержание подвижных форм элементов питания говорит об обеспеченности выращиваемых культур необходимыми для их роста веществами. С момента закладки опыта на контрольном варианте неизвесткованного фона содержание фосфора уменьшилось на 38 - 51 % в зависимости от года исследования. На варианте с применением азотных удобрений содержание фосфора было достоверно выше по сравнению с контролем, но ниже, чем в начале исследования. Может быть, это связано с тем, что в кислой среде, которую создает сульфат аммония в почвенном профиле, происходит перераспределение фосфатов по группам, что способствует увеличению количества подвижного фосфора. При внесении суперфосфата содержание подвижного фосфора увеличивается на 17 - 64 % в зависимости от года. Совместное внесение азотных и фосфорных удобрений продолжает тенденцию увеличения содержания фосфора, что, вероятнее всего, объясняется следующим: во-первых, мы дополнительно вносим фосфор в составе удобрений, а во-вторых, подкисление почвы за счет азотных удобрений способствует увеличению количества подвижных фосфатов. На варианте с внесением фосфорно-калийных удобрений концентрация фосфатов в пахотном слое несколько уменьшается, что, возможно, связано с физиологическими процессами, происходящими в растениях. Максимальное содержание фосфора наблюдается на варианте, где применялся полный комплекс минеральных удобрений (прибавка по отношению к контролю колеблется от 83 % в 1975 году до 156 % в 1984 году): на этом варианте в почве поддерживается оптимальный баланс элементов питания, они находятся в подвижном, а, следовательно, доступном для растений состоянии, и здесь создаются оптимальные условия для питания растений, что и подтверждается высокими урожаями на данном варианте (глава 4). На известкованном фоне содержание подвижных форм фосфора в целом несколько выше, чем без внесения мелиоранта.
На варианте с внесением азотных удобрений, несмотря на внесенную известь, почва остается достаточно кислой, поэтому содержание фосфора здесь высокое. На делянках, где вносились фосфорные удобрения, содержание элемента снижается из-за уменьшения кислотности почв. На вариантах с внесением азотно-фосфорных удобрений происходит увеличение содержания фосфора (кроме 1984 года, где его содержание уменьшается). Фосфорно-калийные удобрения неоднозначно влияют на содержание данного элемента в почве.
В зависимости от года исследования происходит то уменьшение, то увеличение значения исследуемого показателя. Применение же полного минерального удобрения в целом положительно сказывается на подвижности фосфора (исключение составляет 1984 год, где наблюдается снижение содержания Р2О5). Калий в почве, согласно современным представлениям, в зависимости от почвенных условий, времени года, увлажненности, степени потребности сельскохозяйственных культур и т. д., обладает неодинаковой интенсивно
Озимая пшеница
Значительные пахотные площади в Нечерноземной зоне занимают зерновые культуры, наиболее ценными из которых являются озимая пшеница и ячмень. Этими культурами засевается до половины зернового клина в Нечерноземье. В нашем опыте на долю этих культур приходится 40 % севооборотной площади. Рассмотрим влияние удобрений на урожайность озимой пшеницы и динамику ее изменения по годам в зависимости от фонового внесения известковых материалов, то есть на неизвесткованном и известкованном фонах соответственно.
Урожайность озимой пшеницы при выращивании ее без внесения удобрений на светло-серой лесной легкосуглинистой почве в условиях полевого опыта варьировала по годам в широких пределах (табл. 6, рис.3, 4). Максимальное значение урожайности отмечалось в 1970 г., она составила 43 ц/га. Подобный уровень урожайности для рассматриваемой почвен-но-климатической зоны является очень высоким и в условиях хозяйств редко достигается даже при внесении удобрений. Среднее же значение урожайности за годы исследований составило 20,6 ц/га. При этом, несмотря на длительную эксплуатацию почвы без применения удобрительных материалов и, следовательно, априори отрицательный баланс элементов питания в ней, отчетливой тенденции к снижению урожайности озимой пшеницы со временем не обнаружено. Анализ вариационного ряда урожайных данных контрольного варианта показал (табл. 7), что с 1980 по 2000 гг. (6 ротаций севооборота) урожайность рассматриваемой культуры была стабильной и варьировала возле среднего значения в пределах его ошибки. Учитывая биологические особенности озимой пшеницы (относительно высокую потребность ее в азоте) и свойства светло-серой лесной почвы, на которой, как правило, именно содержание азота является фактором, лимитирующим формирование биомассы, можно предположить, что одностороннее внесение азотных удобрений позволит повысить урожайность опытной культуры. Однако результаты в большинстве случаев свидетельствуют об отсутствии существенного влияния сульфата аммония на уровень урожайности NO озимой пшеницы. Так, достоверная прибавка обнаружена только в 3-х случаях (1965, 1985 и 1997 годы). При этом связь между эффективностью азотных удобрений и погодными условиями не однозначна: как в наиболее благоприятный год, для которого характерна максимальная урожайность рассматриваемой культуры (1970 г.), так и в наименее благоприятный (1976 г.) азотные удобрения не привели к увеличению урожайности озимой пшеницы. Наблюдаемая низкая эффективность действия азотных удобрений может быть обусловлена набором культур в севообороте.
На фоне высокой насыщенности бобовыми травами потребность озимой пшеницы в данном элементе питания большей частью удовлетворяется за счет предшествующей культуры (клевера), которая, вследствие своих биологических особенностей, обогащает почву азотом. Подтверждением этому может служить тот факт, что прибавки от внесения азотных удобрений обнаружены на пшенице, произрастающей в основном после вико-овсяной смеси. Максимальная же эффективность действия рассматриваемого фактора (увеличение урожайности на 52 % по отношению к контрольному варианту) отмечена на начальных этапах проведения опыта - первая ротация севооборота (1965 г.). Кроме этого, дополнительным фактором, снижающим положительное действие азотных удобрений, может быть их физиологическая кислотность. В среднем за рассматриваемый период времени одностороннее внесение азотных удобрений позволило увеличить сбор зерна на 11 % по сравнению с контрольным вариантом. При этом снижения урожайности, обусловленного возможным обеднением почв опытных делянок фосфором и калием на фоне отсутствия применения содержащих данные элементы питания удобрений, не обнаружено. Как и в предыдущем случае, значения урожайностей существенно не отличаются от среднего. Одностороннее внесение фосфорных удобрений оказалось более эффективным. В большинстве случаев по фосфору была получена достоверная прибавка урожайности по сравнению с контролем, а также в ряде случаев — и по сравнению с вариантом N. Относительная максимальная прибавка к контрольному варианту была отмечена в 1976 году: она составила 84 %. Следует отметить, что отмеченный год характеризовался неблагоприятными условиями перезимовки, негативное действие которых, вероятно, и позволили снизить фосфорные удобрения. В среднем применение фосфорных удобрений увеличило урожайность озимой пшеницы на 30 % по сравнению с контрольным вариантом и на 17 % по сравнению с вариантом N. Вариабельность урожайности опытной культуры на варианте Р ниже, чем на ранее рассмотренных вариантах. Это косвенным образом свидетельствуют о большей устойчивости действия изучаемого фактора (минеральных удобрений) во времени. Совместное применение азотно-фосфорных удобрений в большинстве случаев было эффективнее их раздельного внесения. Исключением явился 1970 год, где на фоне в целом очень высокого уровня урожайности действие удобрений проявилось минимально. В результате, существенной разницы между контролем и вариантами с применением азотных и фосфорных удобрений (как при одностороннем, так и при совместном их внесении) не обнаружено. Максимальная относительная прибавка к контрольному варианту от внесения NP (105 %) наблюдалась в 1976 году, то есть в наименее благоприятных погодных условиях.
Оценка эффективности отдельных элементов питания, внесенных в составе азотно-фосфорного удобрения, показывает, что урожайность озимой пшеницы в среднем за годы проведения исследований была выше по сравнению с вариантом N на 7,4 ц/га, а по сравнению с вариантом Р - на 2,5 ц/га. Таким образом, фосфорные удобрения давали стабильно большую прибавку урожайности по сравнению с азотными удобрениями как при их раздельном, так и при совместном внесении. Как указывалось выше, значительную роль в обеспечении азотом в данном севообороте играет клевер, поэтому исключение азотного удобрения из состава полного минерального может быть обоснованным. В связи с этим в схему опыта был введен вариант с внесением фосфорно-калийного удобрения. Результаты исследования свидетельствуют, что этот вариант в целом был близок по эффективности к варианту с односторонним внесением фосфорных удобрений. В большинстве случаев между этими вариантами нет
Вико-овсяная травосмесь
Рассматривая урожайные данные вико-овсяной смеси, необходимо подчеркнуть, что в силу сложившихся обстоятельств, удобрения под культуру вносили по-разному. В первые годы удобрения вносились непосредственно под культуру в количествах, указанных в приложении 2. В 1999 году вико-овсяная смесь подсевалась вместо выпавшего после неудачной перезимовки клевера, в связи с чем, удобрения там дополнительно не вносились. В 2003 году опытная культура выращивалась в качестве занятого пара, но в связи с материальными трудностями удобрения также не смогли внести. Таким образом, вико-овсяная травосмесь использует удобрения как в прямом действии (1979, 1984, 1993г.г.), так и в последействии (1999, 2003 г.г.). Несмотря ни на что, урожайность вико-овсяной смеси на контрольном варианте очень стабильна, исключение составляет лишь 1984 год, когда урожайность почти в два раза выше, чем в остальные наблюдаемые годы (табл. 14, рис. 14, 15). В связи с этим вариационный анализ результатов, полученных на рассматриваемом варианте, позволяет характеризовать изменения как значительные (табл. 15). Такое расхождение результатов, вероятнее всего, связано с благоприятными погодными условиями, сложившимися в 1984 году, что и обеспечило высокий урожай сена исследуемой культуры. Вика, входящая в состав травосмеси, является бобовой культурой, следовательно, благодаря своим биологическим особенностям имеет возможность самостоятельно фиксировать атмосферный азот, поэтому прибавка от внесенного сульфата аммония в большинстве случаев оказалась невысокой (3 - 11 %) и лишь в 1984 году она была несколько выше и составляла 29 %.
Средняя эффективность исследуемой системы удобрения в 14 % складывается в основном за счет урожая Рис. 15. Влияние удобрений на урожайность вико-овсяной гравомеси по годам исследования, известкованный фон За время проведения опыта одностороннее внесение суперфосфата повышало продуктивность культуры относительно контрольного варианта на величину от 2 до 5 %. В 1984 году положительный эффект от действия данного вида удобрения был в 3 раза выше, чем в остальные годы и составлял 17 %. Средняя эффективность фосфорных удобрений относительно контроля составляет 8 %, что свидетельствует о незначительной их доли в формировании урожая вико-овса. При сравнении с вариантом N продуктивность культуры в первые три года наблюдения снижается на 3 - 11 %, в остальное время опыта остается на том же уровне. Таким образом, раздельное внесение азота и фосфора не оказывает существенного влияния на повышение урожая вико-овсяной смеси. Совместное же их применение (N и Р) повышает урожай викоовсяной смеси, при этом прибавка колеблется от 13 до 40 %. Наибольшая прибавка относительно варианта неудобреннного контроля отмечена в 1993 году и составляет 6,8 ц/га. Однако по абсолютному значению показателя этот год не является лидером, так как в данном случае урожайность в 1,5 раза ниже, чем в 1984 году.
Относительно варианта с односторонним внесением азотных удобрений во время всего периода наблюдений урожайность травосмеси также увеличивается (исключением является 1984 год, где констатировано снижение показателя на 9 %). Повышение рассматриваемого показателя было зафиксировано и относительно варианта с использованием суперфосфата: прибавки урожая колеблются от 2 до 36 %. Средняя эффективность данной системы удобрения составляет 20 % от контроля, из них 12 % прибавки урожая обеспечивается азотными удобрениями, находящимися в составе NP-удобрения. Урожайность вико-овсяной травосмеси при совместном использовании фосфорных и калийных удобрений увеличивалась в разные годы на 6 — 22 % по сравнению с контрольным вариантом. Максимальная урожайность и наибольшая прибавка урожая отмечена в 1984 году, наименьшие показатели - в 1999 году. По сравнению с вариантом одностороннего внесения фосфорного удобрения продуктивность опытной культуры за годы наблюдения увеличивался на величину от 2 до 9 %, а средняя эффективность данного варианта была на 6 % выше, чем на сравниваемом (Р). Относительно варианта NP урожай вико-овса на рассматриваемом варианте был ниже, чем на предыдущем (Р), в среднем на 5 %. Относительно контрольного варианта урожайность культуры согласно средним значениям, увеличивается на 15 % (что менее эффективно, чем на варианте NP, однако в 2 раза более эффективно, чем на варианте Р). По усредненным данным эффективность внесения полного минерального удобрения составляет 28 %, что соответствует максимальному значению среди всех вариантов опыта. По годам исследования урожайность колгеблется от 18,8 ц/га до 37,3 ц/га. Сравнивая действие полного минерального удобрения с другими изучаемыми системами (NP и РК) можно отметить следующее: урожай данной культуры в первую очередь зависит от азотные удобрений, так как их действие в 2 раза более эффективно, чем действие калийных удобрений. Вико-овсяная смесь в целом благоприятно реагирует на внесение под нее известковых материалов, что, в первую очередь, связано с биологическими особенностями вики, которой для нормального развития нужна нейтральная реакция почвенного раствора. На контрольном варианте урожайность культуры варьирует в широких пределах (от 15,8 до 30,3 ц/ га), что характеризуется значительными изменениями по данным вариационного анализа (табл. 14).
В отношении варианта с использованием сульфата аммония можно выявить следующие тенденции. В 1993 и 2003 году урожайность рассматриваемого варианта превысила контрольный на 14 - 15 %, а в 1999 году прибавка составляла лишь 8 % (при этом данное увеличение находилось в пределах ошибки опыта). В 1984 году, напротив, наблюдается увеличение продуктивности - 25 % к контролю. И лишь в 1979 году урожайность контрольного и опытного вариантов существенно не различалась. В среднем за годы исследования эффективность данной системы удобрения составила 13 Л к известкованному неудобренному фону. На варианте с внесением фосфорных туков были получены результаты, которые перекликались с данными вышеописанного варианта. Также в 1993 и 2003 годах прибавки урожая к контролю составили сопоставимые величины - 21-18 %, в 1999 году наблюдается падение продуктивности (прибавка 8 %), а в 1984 году - увеличение урожайности на 29 %. Минимальная прибавка урожая на исследуемом варианте приходится на 1979 год и составляет
