Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 8
1.1 Влияние различных факторов на получение планируемых урожаев сельскохозяйственных культур в Нечерноземной зоне России 8
1.2 Получение разных уровней урожайности сельскохозяйственных культур при использовании различных систем удобрения и влияние их 15
1.3 Зависимость качества сельскохозяйственной продукции от доз, вносимых удобрений 26
1.4 Хозяйственный баланс и коэффициенты использования питательных веществ из удобрений при разной 35
2. Экспериментальная часть 49
2.1 Цель, задачи и методика исследований 49
2.2 Влияние различных систем удобрения на урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность севооборота 61
2.3 Влияние различных систем удобрения на качество 75
2.4 Вынос элементов питания культурами севооборота, коэффициенты продуктивной эффективности, баланс питательных веществ и коэффициенты их использования из удобрений и почвы 91
2.5 Действие удобрений на основные агрохимические показатели почвы 104
Выводы., 108
Литература 113
Приложения 147
- Получение разных уровней урожайности сельскохозяйственных культур при использовании различных систем удобрения и влияние их
- Хозяйственный баланс и коэффициенты использования питательных веществ из удобрений при разной
- Влияние различных систем удобрения на урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность севооборота
- Вынос элементов питания культурами севооборота, коэффициенты продуктивной эффективности, баланс питательных веществ и коэффициенты их использования из удобрений и почвы
Введение к работе
Во все времена и во всех странах первопричиной социальных конфликтов и общественных потрясений становилось недовольство общества качеством жизни, где на первом месте стояла проблема дефицита продовольствия. Развитие общества, рост технического прогресса, приводило к улучшению агротехники обрабатываемых земель, повышению качества выращиваемой продукции. Те времена, когда рост растениеводческой продукции достигался путем увеличения земельных площадей, экстенсификацией сельского хозяйства, канул в лету. Увеличение интенсивности возделывания почв, занятых под сельскохозяйственные культуры, закономерно привело к общему снижению их плодородия. Остро встала проблема восстановления и поддержания ее лучших параметров. Так в агротехнику пришли севооборот и применение органических удобрений, механизация процессов возделывания культур и ирригация. Но, в условиях постоянно растущего народонаселения и невозможности дальнейшего увеличения посевных площадей говорить о проблеме увеличения урожайности сельскохозяйственных культур и при этом о сохранении плодородия почв без применения удобрений невозможно. Увеличение роста производства и применения минеральных удобрений приводит к значительному увеличению урожайности сельскохозяйственных культур. В современной России, с учетом всех реформации общественного строя и финансовых проблем аграрного сектора народного хозяйства, степень применения удобрений крайне низка, по сравнению не только с показателями стран первой десятки, но и со среднемировым показателем (Величко В.А., Прошкин В.А., 1999). Тогда как в развитых странах сохраняется тенденция роста объемов производства и использования минеральных удобрений, которая закономерно вызывает тенденцию ухудшение качества урожая. Рассматривая вопросы повышения продуктивности севооборотов и влияние применения различных доз удобрений на плодородие дерново-подзолистой почвы, представляется важным знание норм грамотного и безопасного внесения удобрений. При научном подходе к применению удобрений есть возможность проследить за содержанием питательных веществ и их изменением, как в самом урожае, так и в почве. Длительность проведения опыта, на котором проводятся исследования, представляет особую ценность, так как возможное накопление основных питательных элементов может влиять на повышение продуктивности севооборотов, при этом поддерживая или улучшая плодородие почвы. Это представляет особый интерес в ситуациях с нестабильным обеспечением удобрениями или их недостаточной обеспеченностью.
Проблема возделывании кормовых трав, имеющих важное народнохозяйственное значение на сегодняшний день, крайне актуальна, так же как и вопросы обеспечения сельского хозяйства, полноценными кормами в достаточных объемах без отрицательного влияния на плодородие используемых почв.
В диссертации рассмотрены актуальные вопросы влияния длительного применения удобрений на продуктивность полевого севооборота и плодородие дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы Московской области Нечерноземной зоны России.
Данные научные исследования проводились на длительном стационарном опыте, заложенном в экспериментальной научном хозяйстве «Михайловское» с применением удобрений в севооборотах по установлению рациональных уровней насыщенности ими 1 га, позволяющие в совокупности всех взаимодействующих факторов оценивать влияние на качество урожая, плодородие почв и на экологическую безопасность от их применения. Данная работа является частью научных исследований, проводимых на кафедре агрономической и биологической химии РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева по теме «Усовершенствование научных основ рационального использования удобрений в условиях интенсификации земледелия Нечерноземной зоны».
Расчет качественных показателей влияния различных систем и доз применения удобрений проводился с использованием метода дифференцированного нормативного баланса. Данный метод позволяет учитывать различную обеспеченность хозяйств удобрениями, прогнозировать величину урожая сельскохозяйственных культур, регулировать в лучшую сторону плодородие почвы и оценивать складывающуюся экологическую ситуацию.
Актуальность работы заключена в длительности проведения опыта и в восстановлении норм удобрений на разные уровни планируемой продуктивности.
Научная новизна данной работы состоит в проверке метода дифференцированного нормативного баланса при изучении влияния высоких доз удобрений и фонов их последействия, установления нормативов затрат на увеличение содержания элементов питания (фосфор, калий, гумус) в почве.
Результаты исследований, полученные при проведении данной работы, рекомендуются специалистам сельского хозяйства и агрохимической службы для разработки рациональных систем удобрения под планируемый урожай.
Выражаю благодарность всему коллективу и сотрудникам кафедры за помощь, внимание и ценные советы, высказанные при выполнении данной диссертации. Спасибо агроному опытного поля с.н.с. - Анне Васильевне Шараповой, заведующему Анатолию Федоровичу Шарову, главному агроному Виктору Николаевичу Маймусову и всем сотрудникам экспериментальной базы учхоза «Михайловское», нашим замечательным студентам, участвовавшим в процессе проведения опыта, за искрению поддержку и помощь.
Отдельно хочется сказать слова искренней благодарности своему научному руководителю и учителю - профессору кафедры агрохимии РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева Демину Вадиму Александровичу за неоценимую поддержку и помощь в проведении эксперимента и при написании диссертационной работы.
Получение разных уровней урожайности сельскохозяйственных культур при использовании различных систем удобрения и влияние их
При всем многообразии экспериментов, направленных на изучение оптимизации питания растений, этот вопрос еще не полностью изучен и, безусловно, требует дальнейшего рассмотрения.
Многочисленными исследованиями установлено, что получить максимальный, генетически обусловленный уровень урожайности, даже на высокоокулыуренных почвах, можно только при направленном регулировании питания растений с учетом законов формирования урожая, требований культуры, особенностей сорта (Кулаковская Т.Н., 1990).
В комплексе мер по увеличению урожайности культур решающую роль играют удобрения. По подсчетам специалистов на 50% рост урожайности определяется применением удобрений и около 50% прироста приходится на другие приемы: агротехнику, сорта, мелиорацию и т.п. (Сапожников Н.А., Корнилов М.Ф., 1969; Ягодин Б.А., Смирнов П.М., Петербургский и др., 1989). В мировом земледелии наблюдается прямая зависимость уровня сельскохозяйственного производства от применения удобрений. По оценкам специалистов США доля удобрений в урожайности сельскохозяйственных культур составляет 41% (Черников В.Н., Чекерес А.И., 2000).
Говоря об оптимальности использования удобрений в земледелии, особое значение приобретает совершенствование методов определения их норм под различные сельскохозяйственные культуры. Основой определения оптимальных норм удобрений остается полевой опыт, включающий анализ почв и растений. Особенно важно определить рациональные нормы внесения удобрений под культуры не в разовых, одногодичных опытах, а в различных севооборотах, где в полной мере выявляется влияние предшественника и последействия удобрений. Поэтому большую научную и практическую ценность представляют собой длительные опыты с удобрениями в севооборотах по установлению рациональных уровней насыщенности 1 га, так как только в этом случае появится возможность комплексного изучения их влияния не только на плодородие почвы, урожаи и качество продукции, но и в целом на окружающую среду. Данные, полученные в этих опытах с изучением не только умеренных, но и высоких норм удобрений, рассчитанных на перспективу, позволяют уточнить, а также спланировать потребность земледелия в удобрениях на перспективу (Демин В.А., 1985; Дерюгин И.П., Прокошев В.В., 1990; Никитишев В.И., 1990).
Конечная цель всех подобных исследований - это достижение максимальной продуктивности растений в севообороте. Продуктивность севооборота является важнейшим показателем эффективности применяемой системы удобрения и общей культуры земледелия. По обобщенным данным длительных опытов географической сети, продуктивность полевых севооборотов при внесении удобрений колеблется от 2,0 до 7,0 и более т/га к. ед. При этом рост продуктивности достигается при оптимизации минерального питания не за один год, а постепенно, в течение ряда лет.
В среднем за четыре ротации севооборота систематическое применение минеральных удобрений и навоза повышало продуктивность пятипольного севооборота на 11- 38% (Мальцев В.Т., Мошкарева В.Н., 2000).
На опыте в учхозе «Михайловское» Московской области, на дерново-подзолистой почве (Демин В.А„ Волков Ю.А., 1991) была получена высокая продуктивность (9,9 т/к. ед./га) при применении второго уровня навозно-минеральной системы удобрения (N170 Р102 К198 + 17,5 т навоза). Авторы отмечали, что за счет естественного плодородия почвы на контрольном варианте опыта продуктивность севооборота составила в среднем 4,3 т к. ед.
В.Г. Минеев (1990) проводил исследования на дерново-подзолистой слабоокультуренной почве. В данном опыте систематическое внесение минеральных и органических удобрений, с которыми вносилось ежегодно в среднем N50-80 Р40-60 К60-100, обеспечивало получение в полевом севообороте 3,2-3,8 тыс. к. ед. основной продукции с 1 га при дефицитном балансе азота и калия и положительном балансе фосфора. Положительный баланс всех питательных веществ при значительном росте продукции севооборота (до 4 - 4,5 тыс. к. ед./га) имел место только при повышенных нормах удобрений, когда ежегодно вносилось с органическими и минеральными удобрениями N120-150 Р80-100 К80-100.
При применении минеральных удобрений на фоне органических и известкования на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве агробиологической станции МГУ «Чашниково», наивысшая продуктивность полевого севооборота составила 74,4 ц/га к.е. в среднем за год, а прибавка урожая от полного минерального удобрения составила 31,4 ц/га к.е. (Черных И.Н., 1989).
Систематическое применение, в течение 10 лет и более, минеральных и органических удобрений, с которыми ежегодно вносилось в среднем N18-30 Р15-25 К25-35, обеспечивало на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве получение 2.3 - 2,6 тыс. к. ед.основной продукции с 1 га при дефицитном балансе питательных веществ. Внесение N40-55 Р35-50 К60 повышало продуктивность севооборота до 2,8 - 3,5 тыс. к. ед./га, но отрицательный баланс азота и калия сохранялся. Положительный баланс всех трех элементов имел место только при повышенных нормах удобрений - N90-160 Р70-90 К90-150. Систематическое применение таких норм удобрений в севооборотах средней интенсивности (12 -20% пропашных) обеспечивало с гектара севооборотной площади 4 - 4,5 тыс. к. ед. Применение N200-250 Р140-180 К300-350 не приводило к дальнейшему росту урожая, а в отдельных случаях снижало его (Минеев В.Г., 1990).
Итак, при низких и средних дозах минеральных удобрений 100-180 кг д.в. на 1 га средняя продуктивность севооборота составляет 20-30 ц к. ед. сі га и редко достигает 40 ц к. ед. (Постников А.В. и др., 1981; Бурылов Б.И., Зиганышша Ф.М., 1982; Минеев В.Г., 1984; Комлева О.В., 1985; Рузлева Н.М., 1986; Панников В.Д., Минеев В.Г., 1987 и др.). Применение повышенных доз (180 -250 кг д.в. на 1 га) обеспечивало продуктивность 32-45 ц. к. ед. (Кондрашин Б.С., 1988; Васильев А.Н., 1995), а доз порядка 300-500 кг д.в. приводило к росту продуктивности до 55 -75 и 90 к. ед. с 1 га (Минеев В.Г., 1980; Правда И.И. 1981; Кореньков Д.А., 1982; Демин В.А., 1985; Арнаутова Н.И., Мартынова П.В. и др., 1988; Свиридов Д.А., 1997). Однако, по мнению многих исследователей (Демин В.А., 1985; Никитишен В.И., 1986; Кондрашин Б.С., 1988; Арнаутова Н.И., Державин Л.М., и др., 1988, Волков Ю.А., 1991; Cooke G.W., 1982; и др.), дальнейшее насыщение севооборота туками до 600 -660 кг д.в. на 1 га не приводит к росту его продуктивности, а иногда и резко снижает ее.
Хозяйственный баланс и коэффициенты использования питательных веществ из удобрений при разной
Применение возрастающих доз удобрений, диктуемое необходимостью получения больших урожайностей культур на сегодняшний день остро ставит проблему научно обоснованного применения систем удобрения. И важным вопросом является не только получение высокой урожайности сельскохозяйственных культур, но и поддержание на оптимальных показателях плодородия используемых в севообороте почв. Важно отследить, как изменяются агрохимические показатели почвы, как быстро меняется ее потенциальное плодородие, ее гумусовый, фосфатный и калийные режимы.
Внимание к проблеме содержания гумуса в почве определяется его важнейшей ролью в оценке плодородия почвы. Органическое вещество-это прежде всего источник питательных веществ, переходящих в доступную для растений форму путем его поэтапной минерализации (Кук Дж. У. 1970; Александрова Л.Н., 1980; Лыков A.M., 1982, 1985; Кудеярова В.А., Кузнецова Т.В., 1996). Данные исследований показывают, что идет понижение запасов гумуса в пахотном слое дерново-подзолистых и серых лесных почв Нечерноземной зоны (Доспехов Б.А. и др. 1980; Медведь Г.К., 1985;Фридланд Е.В., 1985). Показатели снизились с 2,7-1,7% до 2,4-1,5% (Харламов Е., 1990). По другим данным содержание гумуса уменьшилось на 1,2-1,4% (по Шишову Л.Л. и др., 1987), а за десять лет (1970-1980 гг.) в Нечерноземной зоне России, с учетом степени интенсификации земледелия, его уменьшение в пахотных почвах произошло на 0,5-1 т/га (Орлов Д.С., 1985;МакунинаГ.С, 1990).).
В природных условиях баланс гумуса поддерживается путем естественного обмена между растением и почвой с участием почвенной микрофлоры. Внесение минеральных удобрений, активизируя микрофлору, приводит к разложению и биодеградации органического вещества (Орлов Д.С. и др., 1985). При получении в севообороте высоких показателей урожайности происходит активный вынос из почвы питательных веществ, который увеличивается вместе с увеличением доз вносимых удобрений. При внесении малых доз органических удобрений или только минеральных удобрений и разрушение органического вещества почвы происходит интенсивнее, чем образование. Содержание гумуса снижается по сравнению с первоначальным. При возделывании монокультуры этот процесс усиливается, особенно для пропашных культур. На баланс гумуса в почве влияют с одной стороны количества поступивших органических веществ органических удобрений, пожнивно -корневых остатков, степени их гумификации, уровень вносимых минеральных удобрений, состав севооборота, а с другой стороны степень минерализации гумуса почвы (Курмышева Н.А., Ефремов В.Ф., и др. , 1996).
Одной из основных причин отрицательного баланса гумуса в почве является недостаточное применение органических удобрений. Среднеежегодное применение Ют навоза на 1 га севооборота совместно с внесением NPK обеспечивает сохранение исходного содержание гумуса в дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах Нечерноземной зоны России. При увеличении внесения органических удобрений происходит улучшение биологической активности почвы, её агрофизических показателей, повышается эффективность внесения высоких доз минеральных удобрений (Лыков A.M. и др., 1975; 1977; Доспехов Б.А. 1977; Егоров и др., 1979; Кауричев И.С., Лыков A.M., 1979).
В настоящее время в научной литературе имеется большое количество работ, посвященных проблеме гумусового состояния почв. Наибольшую ценность представляет информационный материал, полученный на основе длительных опытов. Данные показывают, что длительное возделывание однолетних полевых культур без удобрений и при систематическом применении минеральных не обеспечивает бездефицитный баланс гумуса дерново-подзолистых почв. Систематическое длительное применение навоза (16,3 т/га) создает условия положительного баланса органического вещества почвы в слое 0-40 см (Лыков A.M.), Сафонов А.Ф., 1986). На этом же опыте ряд авторов (Лыков A.M., 1973; 1976; Лыков и др., 1975,1977; Доспехов Б.А., 1977; Егоров В.Е. и др., 1979; Кауричев И.С., Лыков A.M., 1979) отмечают, что за 60 лет на неудобренной почве и в варианте с минеральными удобрениями содержание гумуса в почве по сравнению с исходным вариантом снизилось соответственно на 50-30%. Наиболее сильная минерализация отмечалась при бессменном возделывании пропашных культур. Но уже применение в среднем на 1 га севооборота Ют навоза совместно с полным минеральным удобрением обеспечивало сохранение исходного содержания гумуса в данной дерново-подзолистой среднесуглинистой почве. При лучшей обеспеченности почвы органическим веществом значительно повышалась биологическая активность почвы, эффективность высоких норм удобрений и улучшались агрофизические свойства почвы.
Есть в научной литературе данные, на основе обобщения результатов 20 летних исследований по системам удобрения и известкования почв в севооборотах северо-запада России, рекомендующие для создания положительного баланса гумуса вносить среднеежегодно в полевых севооборотах не менее 10-12 т/га подстилочного навоза и в кормовых (травяно-пропашных) - 15-20т/га (А.Н. Небольсин и др. 1988),
По данным Хлыстовского А.Д. и др. (1978, 1989) в длительных опытах ДАОС внесение в среднем на 1 га дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы в разных севооборотах 9-11 т навоза обеспечивало бездефицитный баланс гумуса, а совместное его применение с повышенными и высокими дозами минеральных удобрений даже несколько увеличивало содержание гумуса в почве по сравнению с исходным. При этом систематическое же применение одних минеральных удобрений даже в дозах, создающих бездефицитный баланс азота, оказывало слабое положительное влияние на баланс гумуса в почве и не компенсировало его потерь
По данным длительных опытов (цит. По Минееву В.Г., 1990), для поддержания бездефицитного баланса гумуса на дерново-подзолистых суглинистых почвах на 1 га севооборотной площади требуется 10-12 т навоза, на супесчаных - 12-15 т. Аналогичные данные приводятся и в других работах (Тикавый В.А., Прошляков А.А., 1983; Прудников В.А. и др., 1982; Жуков А.И, 1988; Скроманис А.А. и др., 1990.).
Заметно пополняют запасы гумуса в почве посевы сидеральных культур, заделка в пахотный слой измельченной соломы. Так запашка зеленой массы сидеральных культур урожайностью 200-300 ц равноценно внесению на 1 га 10-15 т высококачественного компоста (Харламов Е., 1990), а заделка в пахотный слой одной тонны измельченной соломы эквивалентна внесению 3,5-5 т качественного подстилочного навоза (Скроманис А.А. и др., 1989; Харламов Е., 1990).
Влияние различных систем удобрения на урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность севооборота
Изучая влияние различных систем удобрения на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве в кормовом севообороте, необходимо стремиться к получению высоких урожаев сельскохозяйственных культур хорошего качества, а также к исключению отрицательного влияния удобрений на состояние окружающей среды. Для этого необходимо установление предельных и рациональных доз удобрений при их использовании.
В нашем севообороте изучалась возможность получения различных планируемых урожаев сельскохозяйственных культур при применении 2 уровней минеральной и 2 уровней навозно-минеральной систем удобрения, а также влияния последействия фосфорных и калийных удобрений (участок 2).
Приведенные данные урожайности культур севооборота (табл. 6-7) показывают, что их урожайность за исследуемые три года (1996 - 1998) на обоих участках бала получена ниже планируемой по всем вариантам. Существенных различий в урожайности культур севооборота выращенных на участке 1 (использование основных доз удобрений) и на участке 2 (влияние фосфорных и калийных удобрений), не наблюдалось. Наиболее неблагоприятным годом для получения урожая сена однолетних трав можно считать 1998 из-за погодных условий (в течение всего вегетационного периода температурный режим выше среднего и недостаток влаги в июне). На первом варианте (контроль) был получен урожай равный 2,2 т/га, что на 1,3 т/га (37%) меньше планируемого. Максимальный в данном году был получен при использовании второго уровня навозно-минеральной системы (вариант 5) и составил 5,8 т/га, это на 17% меньше планируемого. Урожай сена однолетних трав в 1997 году на 5 варианте был равен 6,2 т/га (максимальный урожай за исследуемые три года), что на 0,8 т/га (11%) ниже планируемого. При этом прибавка в сравнении с контролем (вариант 1) составила 3,9 т/га. Этот год характеризуется умеренным температурным режимом в течение всего вегетационного периода и достаточным количеством осадков (107,5 мм) в июне месяце. В среднем за три года фактическая урожайность однолетних трав колебалась 66-87% от планируемой. Хочется отметить, что прибавка урожая по всем вариантам в течение трех лет достоверна и возрастает с увеличением норм удобрений.
При внесении фосфора в запас на 4 года (вариант 6) наблюдались высокие урожаи в первый год (1996 г.), чем в 4-ом варианте, где фосфор вносился ежегодно. Следует обратить внимание, что в 1997 году урожай зерна озимой пшеницы на контрольном варианте (без удобрений) был высоким-2,6-2,3 т /га, что составило 104 и 92% от планируемого на первом и втором участке соответственно. Данный результат говорит о сложившихся благоприятных погодных условиях для произрастания данной культуры. Максимальная прибавка урожая, в сравнении с контролем, была получена при использовании второго уровня минеральной системы удобрения (вариант 5) участка 1 (N93 Р44 К126, всего 263 кг д.в. на 1 га) и составила 2,5 т/га, при урожайности равной 5,1 т/га, что на 0,6 т/га выше планируемой. При использовании первого (N8 К13 + 17,5 т навоза в среднем на 1 га, всего 214 кг д.в.) и второго (N69 РІЗ К29 + 17,5 т навоза в среднем на 1 га, всего 304 кг д.в.) уровней навозно-минеральной системы удобрения на первом участке, был получен урожай равный 4,0 и 4,7 т/га, что составило 100 и 94% от планируемого соответственно. Данные в сравнении со вторым участком практически идентичные. 1996 год характеризуется засушливым маем (табл.1), поэтому урожай озимой пшеницы был низким и составил по вариантам 62-71% от планируемого на обоих участках. В 1998 году максимальный урожай был получен на 5 варианте (второй уровень навозно-минеральной системы удобрения) - 4,4 т/га, что на 0,6 т/га меньше запланированного и на 2,3 т/га выше урожая полученного на контроле. На втором участке, так же максимальный урожай мы получили на 5 варианте и он составил 4,0 т/га. В среднем за три года фактическая урожайность озимой пшеницы колебалась 71-81% от планируемой на первом участке и 69-84% на втором участке.
Исследования в севообороте проходившие в течение трех лет, показали возможность получения высоких урожаев картофеля ( в среднем 12,5 т/га) на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве без применения удобрений. Также на этой почве при применении удобрений с повышением их дозы достоверно увеличивались прибавки урожая на 4,5, 9,7, 10,8 и 12,4 т/га (табл. 8) соответственно во 2, 3, 4 и 5 вариантах по сравнению с контрольным на 1-ом участке, а также на 4,8,11,8, 11,0 и 13,0 т/га соответственно во 2, 3, 4 и 5 вариантах по сравнению с контрольным на 2-ом участке. В среднем за три года фактическая урожайность картофеля колебалась 70-92% от планируемой на первом участке и 74-100% на втором участке. В 1996 году для картофеля сложились благоприятные погодные условия. В результате этого урожайность на контрольном варианте (вариант 1) составила 17,6 т/га или 135% от планируемого урожая на 1-ом участке и 16,9 т/га или 130% на 2-ом участке соответственно. Возрастание доз удобрений обеспечивало следующую прибавку к контролю на каждый последующий уровень: 6,4, (2 вариант).
Вынос элементов питания культурами севооборота, коэффициенты продуктивной эффективности, баланс питательных веществ и коэффициенты их использования из удобрений и почвы
Изменение процентного содержания отдельных элементов питания в урожае сельскохозяйственных культур находится в прямой зависимости от изменения доз вносимых удобрений. Соответственно с увеличением доз удобрений происходит увеличение выноса элементов питания на единицу продукции. В связи с этим большое значение приобретает определение дифференцированного выноса питательных элементов, так как при расчетах норм удобрений на планируемую урожайность сельскохозяйственных культур, он является одним из важных используемых показателей. Полученные денные по выносу питательных элементов в расчете на единицу продукции с соответствующим количеством побочной в среднем за 1996-1998 гг. представлены в таблицах 23 и 24 по первому и второму участках соответственно. Данные по годам представлены в приложении
Из полученных данных видно, что в среднем за исследуемые годы, с повышением доз вносимых удобрений увеличивается вынос азота, фосфора и калия всеми культурами на обоих участках. К тому же данные на участке 1 и участке 2 имеют практически равные значения. В среднем за годы исследований (1996-1998 гг.) увеличение выноса азота по отношению к контролю (таблица 23) на удобренных участках опыта составило: однолетние травы - 23,5% с учетом азотфиксации и 37,0% без учета азотфиксации; озимая пшеница - 14,3 и 14,5%; картофель - 11,3 и 16,2%; ячмень - 60,6 и 29,1% с учетом и без учета побочной продукции соответственно. Увеличение выноса фосфора и калия с учетом побочной продукции на удобренных участках по отношению к контролю составило соответственно: однолетние травы - 39,1 и 22,6%, озимая пшеница - 25,7 и 27,6%, картофель - 8,0 и 35,7%, ячмень - 69,0 и 97,0%, а без учета побочной продукции: озимая пшеница - 19,4 и 13,3%, картофель - 10,5 и 40,4%, ячмень - 29,3 и 38,8%. Внесение удобрений (в первую очередь азотных) приводило к увеличению в урожае озимой пшеницы и ячменя доли побочной продукции, а это, в свою очередь, соответственно к увеличению выноса всех питательных веществ на 1 т клубней. Соответственно доля выноса без учета побочной продукции в хозяйственном выносе уменьшалась. Для более наглядного представления данной картины вводится понятие -коэффициент продуктивной эффективности N,P,K (КПЭ N,P,K). Коэффициент продуктивной эффективности - это отношение выноса на 1 т основной продукции к хозяйственному выносу и выраженный в % или в десятичном выражении. Данные по полученным коэффициентам продуктивной эффективности N,P,K всех культур по всем исследуемым годам (1996-1998 гг.) и в среднем представлены в таблице 25.Из нее видно, что разницы в полученных данных на обоих участках практически нет, поэтому мы можем анализировать показатели первого участка без сравнения со вторым.
Коэффициент продуктивной эффективности азота у озимой пшеницы в среднем за три исследуемых года, при увеличении доз удобрений, уменьшался с 73 (1 вариант) до 69% (5 вариант), у ячменя - с64 (1 вариант) до 53% (5 и 6 варианты). Этого нельзя сказать о картофеле. Данный показатель с увеличением доз удобрений увеличивался с 70 до Примечание: участок 1 (участок 2) 74%. Коэффициент продуктивной эффективности фосфора у всех культур выше 50% и максимальное значение у озимой пшеницы и ячменя имеет на 1 варианте и равен: 66 и 56% соответственно. С увеличением доз удобрений данный коэффициент у озимой пшеницы уменьшается на 3% у ячменя на10%. У картофеля изменений не происходит и данный показатель остается равным 78 - 79%.
Совершенно другая ситуация по калию. У озимой пшеницы и ячменя коэффициент продуктивной эффективности ниже 50% и максимального значения достигает на первом варианте 30% и 25% соответственно. Минимальное значение было получено при использовании второго уровня минеральной системы удобрения (вариант 4): у озимой пшеницы - 26%, у ячменя - 19%. Это связано с тем, что калий у зерновых культур выносится в основном побочной продукцией. У картофеля изменение данного показателя происходило несущественно - с 66 до 69%.
Получать планируемые урожаи сельскохозяйственных культур, правильно влиять на плодородие почвы, создавать определенный уровень подвижных форм питательных элементов в почве- все это является неотъемлемой частью для ведения рационального земледелия. В результате этого определение баланса питательных элементов имеет важное не только теоретическое значение, но и практическое.
Рассчитывая баланс питательных веществ в севообороте, учитывали, что из корнеобитаемого слоя потерь фосфора и калия не происходит. А ежегодное поступление этих элементов в почву с семенами и атмосферными осадками настолько незначительное, что при расчете хозяйственного баланса по фосфору и калию поступление их в почву данными способами приравнивалось к потери из почвы. Учитывали поступление питательных веществ не только с органическими и минеральными удобрениями, но и с 3,5 т семян картофеля (10 кг азота, 5 кг фосфора и 25 кг калия). Поступление основных элементов питания с посевным материалом других культур считается незначительным, и нами не учитывалось. Приходная и расходная части баланса азота на не удобренной почве брались равными друг другу. При подсчете баланса азота под горохо-овсяной смесью в выносе с урожаем учитывался только вынос азота овсом в соответствии с его долевым участием в травостое.
Баланс питательных веществ в севообороте за 1996-1999 г., по обоим участкам, на примере поля 3 и поля 4 представлен в таблицах 26 и 27.
Из таблицы 26 видно, что абсолютный баланс азота был положительным при использовании второго уровня минеральной системы удобрения (вариант 4) и второго уровня навозно-минеральной системы удобрения (вариант 5) и равен 7 и 137 кг/га соответственно. По фосфору абсолютный баланс по всем вариантам имеет отрицательное значение. По калию уже при использовании первого уровня минеральной системы удобрения баланс становится положительным и равным 53 кг/га. Максимальный относительный баланс по калию составил 118%, что является максимальным результатом. С повышением доз применяемых удобрений, несмотря на повышение урожайности культур, в севообороте складывался более интенсивный баланс азота и достиг максимального значения (130%) при применении второго уровня навозно-минеральной системы удобрения (вариант 5). Относительный баланс фосфора наивысшее значение имел при использовании второго уровня минеральной системы удобрения и составил 84%. На участке 2 относительный баланс азота складывался идентично и максимального значения достиг на пятом варианте, что равно 142%.
