Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Влияние мелиорантов и минеральных удобрений на плодородие чернозема обыкновенного и продуктивность ячменя 11
Глава 2. Методика исследований и условия проведения опытов 42
2.1. Почвенные условия 45
2.2. Метеорологические условия в годы исследований 47
Глава 3. Влияние мелиорантов и удобрений на элементы плодородия почвы и продуктивность ячменя 54
3.1. Влияние удобрений на физико-химические свойства чернозема обыкновенного 54
3.2.1. Влияние мелиорантов и удобрений на агрохимические свойства почвы 70
3.2.2. Влияние мелиорантов и удобрений на содержание питательных элементов в растениях 86
3.3. Влияние мелиорантов и удобрений на рост и развитие растений ячменя 98
3.4 Урожайность ячменя под влиянием мелиорантов и удобрений 101
3.4.1.Влияние последействия мелиорантов на продуктивность озимой пшеницы 111
3.5.Влияние мелиорантов и удобрений на коэффициент водопотребления ячменя 112
3.6.Влияние мелиорантов и удобрений на качество урожая 115
Глава 4. Влияние удобрений на минеральный состав урожая 125
4.1. Минеральный состав урожая 125
4.2. Вынос питательных веществ с урожаем ячменя 131
4.3. Вынос основных элементов питания на единицу урожая 135
Глава 5. Энергетическая эффективность применения удобрений и мелиорантов под ячмень 143
Основные выводы 147
Рекомендации производству 149
Список использованной литературы 150
Прилолжения 175
- Влияние мелиорантов и минеральных удобрений на плодородие чернозема обыкновенного и продуктивность ячменя
- Метеорологические условия в годы исследований
- Влияние мелиорантов и удобрений на агрохимические свойства почвы
- Вынос основных элементов питания на единицу урожая
Введение к работе
Деградация черноземов при их длительном сельскохозяйственном использовании является в настоящее время одной их актуальнейших проблем сельскохозяйственной науки, перед которой стоит задача найти пути регулирования плодородия почв с целью восстановления их высокой продуктивности.
Большое значение в понимании агрономических свойств почвы акад. К. К. Гедройц придавал изучению процессов разрушения поглощающего комплекса почв и потере ими в силу этого коллоидальной части. По этому поводу он пишет: «Это—один из наиболее интересных и существенных вопросов, относящихся к почвенному поглощающему комплексу, так как комплекс этот представляет наиболее ценную часть почвы и по мере его разрушения почва все более и более переходит из совокупности очень сложных и сравнительно мало устойчивых соединений, обусловливающих ее жизнь и ее пригодность как среды для жизни растений, и микроорганизмов, придающую ей высокую реакционную способность и резко выраженную отзывчивость на любые изменения внешних условий, в смесь простых и устойчивых соединений, т. е. в мертвое тело» («Учение о поглотительной способности почв», изд. 3-е, стр. 164).
В последние годы отмечено существенное возрастание территорий с кислыми почвами в Центрально-Черноземном, Поволжском, Северо-Кавказском и Восточно-Сибирском районах. В силу своего происхождения и генетической предрасположенности многие виды культурных растений предпочитают слабокислую или нейтральную реакцию почвенного раствора. Поэтому из-за низких значений его рН в стране ежегодно недобирается около 10-12 млн. т продукции в пересчете на зерно. На кислых
почвах на 30—40% уменьшается эффективность минеральных удобрений, увеличиваются непроизводительные потери азота, нарушается поступление элементов питания в культурные растения, интенсивно накапливаются в продукции тяжелые металлы и радионуклиды, ухудшается ее качество, снижается устойчивость агроценозов к неблагоприятным погодным условиям. Зимостойкость озимых культур, в том числе кормовых (злаковых и бобовых), зависит от свойств почв, возрастая с повышением уровня окультурености и рНсол, снижением содержания подвижных марганца и алюминия (Хомяков Д.М.,2000).
Изучение процессов разрушения почвенного поглощающего комплекса и условий, при которых эти процессы протекают, представляет интерес не только потому, что глубокий распад ППК приводит к понижению плодородия почв, но и потому, что с той или иной степенью выраженности этого процесса связано плодородие почвы отдельными питательными элементами.
Значение известкования, как коренной мелиорации, в отношении подзолисты почв общепризнанно, в отношении же черноземных наоборот, пока как будто держится мнение о нецелесообразности названного мероприятия. Между тем то, что мы знаем о действии извести на почву, говорит о большой вероятности благоприятного действия извести и на черноземе.
Известь, как известно, улучшает физические и биологические свойства почвы.
А разве многие черноземные почвы не далеки от идеала в этом отношении?
Пахотный слой многих черноземных почв в результате длительного
сельскохозяйственного использования, применения кислых удобрений
выщелочился и утратил структуру, а в связи с этим ухудшились и его
биологические свойства (А.Ю.Левицкий, А.АЛесюкова,1930).
„Известь ведет к увеличению энергии процессов разложения и минерализации органического вещества, связанному с накоплением в почвенном
растворе минеральных форм азота и фосфорной кислоты" (Д.Л.Аскенази, С.СЛрусов, 1929).
А разве все черноземные почвы полностью обеспечены доступным растению азотом и фосфором?
Нуждаемость многих черноземных почв в улучшении фосфорного питания известна уже давно, опыты же последних лет на многих черноземных почвах ясно говорят о неполном благополучии и в отношении азота.
Почему же применение извести, как правило, ограничивается подзолистой зоной и подавляющее количество публикаций относится именно к ней? Не могут ли выводы о действии извести на подзолистых почвах быть перенесены и на черноземные почвы? Не может ли известь и на черноземах превратить богатство почвы в ее плодородие там, где последнее начало утрачиваться? Не сможет ли она и здесь обогатить почву легкоподвижными соединениями азота и фосфора, улучшить физические и биологические свойства там, где это требуется? Естественно, черноземы по сравнению с подзолами богаты известью, но зато велика и их потребность в ней; ведь и на подзолах главное действие извести не прямое, а косвенное.
Такие соображения невольно возникают у почвоведов и агрохимиков, если глубже вникнуть в известковую проблему. Тем не менее, пока что в отношении известкования черноземов имеются лишь немногочисленные и при том не совсем согласные, но все же в ряде случаев отмечающие положительное действие извести, наблюдения.
Это заставило нас заинтересоваться вопросом известкования обыкновенного, но уже деградирующего, чернозема Прихоперья и выявить действие не только традиционной известковой муки, как мелиоранта кислых почв, но и кальцийсодержащего отхода сахарного производства -дефеката (Дфк).
Увеличение производства зерна и улучшение его качества является ключевой проблемой в развитии сельского хозяйства. Важное место в решении этой проблемы занимает ячмень, а в частности, проблема увеличения производства фуражного зерна и зерна ячменя пивоваренных кондиций.
В России из-за недостатка белкового сырья ежегодно допускается перерасход зерна на производство концентрированных кормов, а их качество остается несбалансированным по питательности.
В Нижнем Поволжье ячмень - основная зернофуражная культура и основное сырье для пивоваренной промышленности. Исходя из этого, к зерну ячменя предъявляют определённые требования. Так, для кормовых и пищевых целей необходимо высокобелковое, хорошо сбалансированное по аминокислотному составу зерно ячменя, а для пивоварения, наоборот, - с пониженным содержанием белка и высоким содержанием экстрактивных веществ.
Повышение урожаев зерна ячменя, увеличение валовых сборов и улучшение его качественных показателей невозможно без рационального применения удобрений. Однако, высокая эффективность применяемых удобрений возможна только при высокой агротехнике, учитывающей биологические особенности сорта, почвенные и климатические условия зоны.
Проблемой повышения урожайности зерна ячменя и улучшением его качества занимались О.Г. Котлярова (1988), Н.П. Богомазов и др. (1992, 1997), Л.П. Крутских (1995), Н.Н. Нетребенко (1995), В.А. Горшков, В.Т. Рымарь(1998)идр.
В настоящее время накоплен достаточно большой опыт применения удобрений под ячмень. Производству дано множество рекомендаций по нормам их использования под культуру в зависимости от её целевого назначения.
В районе исследования существуют почвы, как с низким, так и со средним, повышенным и высоким содержанием подвижных фосфатов, и со средним, повышенным и высоким содержанием обменного калия. В связи с этим, применение рекомендуемых доз удобрений при недостаточном учёте уровня плодородия почв может отрицательно сказаться на продуктивности ячменя и качестве его продукции.
Систематическое применение высоких доз минеральных удобрений, а также и другие приемы интенсивного сельскохозяйственного использования почв привели к существенному изменению плодородия чернозёмов. Ряд авторов (И.И. Воронина и др., 1983; И.И. Ковалев, 1986; А.В. Малова и др., 1989; Г.Н. Янова, 1992; П.Г. Акулов, 1994; Н.Г. Мязин, 1994; В.Т. Рымарь, Т.П. Покудин, А.У. Павлюченко, 1997 и др.) отмечают, что ухудшились химические и физико-химические свойства чернозёмов. Их верхние горизонты подвергаются дегумификации, декальцированию, в них повышается величина гидролитической кислотности и снижается степень насыщенности основаниями.
Известно, что уменьшение количества обменных кальция и магния приводит к повышению кислотности почвы и значительному увеличению содержания водорода и натрия в почвенно-поглощающем комплексе. Это в свою очередь оказывает отрицательное влияние на продуктивность сельскохозяйственных культур.
Недостаточная изученность вопросов применения кальцийсодержащих мелиорантов и минеральных удобрений при их дефиците на чернозёмах Прихопёрья под ячмень на пивоваренные цели в зависимости от обеспеченности почвы элементами минерального питания послужили основанием для выполнения данной работы.
Целью настоящих исследований являлась разработка приёмов повышения урожая и улучшения пивоваренных качеств ячменя путём эффективного использования дефеката и минеральных удобрений.
Учитывая отсутствие в зоне Прихоперских ненасыщенных черноземов экспериментальных данных по изучению действия традиционных и нетрадиционных мелиорантов и минеральных удобрений на плодородие почвы, урожай и качество пивоваренного ячменя, в задачу наших исследований входило:
1.Изучить влияние минеральных удобрений, дефеката и их совместного использования на водный и лищевой режимы и агрофизические свойства чернозёма обыкновенного при выращивании ячменя.
2.Выявить действие дефеката и минеральных удобрений на урожайность и пивоваренные качества ячменя.
3. Определить влияния минеральных удобрений и мелиорантов на
концентрацию основных элементов питания в растениях, произвести расчет
выноса их с урожаем ячменя.
4. Дать биоэнергетическую оценку применения минеральных
удобрений и дефеката при возделывании ячменя в зерносвекловичном
севообороте.
Научная новизна полученных результатов исследований заключается в том, что впервые в условиях Окско-Донской равнины Прихопёрья разработаны условия эффективного применения дефеката и минеральных удобрений при их дефиците под ячмень в зависимости от использования его на пивоваренные цели.
Основные положения, выносимые на защиту:
закономерности изменения физико-химических свойств чернозема обыкновенного под влиянием известкования; закономерности изменения содержания подвижных форм питательных веществ в результате применения известкующих материалов и минеральных удобрений;
продуктивность ярового ячменя в условиях изменяющихся
агрохимических свойств чернозема обыкновенного в результате
известкования;
энергетическая эффективность известкования чернозема
обыкновенного.
Влияние мелиорантов и минеральных удобрений на плодородие чернозема обыкновенного и продуктивность ячменя
Ячмень считается одной из древнейших культур и возделывается в сельском хозяйстве со времени зарождения земледелия. По давности введения в культуру он лишь немногим уступает пшенице (Ф.Х. Бахтеев, 1953; В.Ф. Вальков, 1986). Ячмень является уникальной культурой как по широте распространения, так и по его использованию. Многообразие форм ячменя позволяет возделывать его везде, где возможно земледелие (П.И. Подгорный, 1963). Зерно ячменя содержит много белка, крахмала и является прекрасным концентрированным кормом при откорме свиней, птиц, телят, а также в мясомолочном скотоводстве (И.М. Коданев, 1964, З.Б. Борисоник, 1974).
Зерно ячменя является сырьём для пивобезалкогольной промышленности. Ценным продуктом переработки ячменного зерна является солод и солодовые вытяжки, используемые для ускорения брожения и созревания теста. Широкое применение получают вытяжки ячменного солода (мальц-экстраты), которые используются при изготовлении лечебных препаратов, при производстве молочной кислоты, а также в текстильной и кожевенной промышленности. Из ячменя приготовляют ячневую и перловую крупы, готовят суррогат кофе, который обладает слабыми тонизирующими свойствами. Ячмень обладает некоторыми целебными для человека свойствами. Известна роль ячменя как покровной культуры для многолетних трав (В.А. Горшков, В.Т. Рымарь, 1998). Ячмень относится к числу хлебных злаков, наиболее изученных как с научной точки зрения в области биохимии, физиологии и генетики, так и в смысле практического применения полученных данных в агрономии, пивоварении, производстве кормов и в пищевой промышленности (Л. Мунк, 1977).
В ряде государств Азии и Африки ячмень возделывается как хлебная культура; в Швеции, Дании, Польше, Канаде и в других страна - на кормовые цели (75-90% валовых сборов). В Дании ячмень возделывают как специальное кормовое растение, зерно которого используется для производства бекона (З.Б. Борисоник, 1974).
По данным ФАО, из 130-150 млн. тонн ежегодных валовых сборов ячменя 42-48% расходуется на промышленную переработку, включая приготовление комбикормов, 6-8% на производство пива, 15% - на пищевые и 16% - непосредственно на кормовые цели (Э.Д. Неттевич, А.В. Сергеев, 1973).
В мировом земледелии ячмень по посевным площадям и валовому сбору зерна занимает четвертое место, уступая пшенице, ржи и кукурузе. Его площади составляют около 890 млн. га (Г.В. Коренев и др., 1990).
Яровой ячмень является основной зернофуражной культурой нашей страны, его удельный вес в зернофуражном балансе достигает 70% (А.Я. Трофимовская, 1972). В общем производстве концентрированных кормов 55-75% приходится на долю ячменя. Недостающее количество кормов покрывается в основном за счёт пшеницы, однако, зерно пшеницы более дорогое и менее ценное по качеству белка (П.Ф. Гаркавый, А.А. Линчевский, 1973; А.П. Гуцаленко и др., 1988). В кормовом отношении зерно ячменя достаточно ценно. Белок лучше других зерновых сбалансирован по аминокислотному составу, а метеонина столько, как у овса или пшеницы (М.Ф. Томме, Р.В. Мартыненко, 1972; Л.Д. Максименко, Л.П. Гаевая, 1983; А.Ф. Иванов, В.И. Иванов, 1988). Белок ячменя содержит весь комплекс незаменимых аминокислот. К наиболее дефицитным в белках ячменя относят треонин, валин, метеонин и, особенно, лизин (И.С. Попов, 1961; Б.П. Плешков, Н.Г. Ракитов, 1977).
Белок ячменя отличается более высоким содержанием лизина, чем у пшеницы, кукурузы и сорго, однако он хуже сбалансирован по этой аминокислоте. Неблагоприятным фактором является также высокое содержание клетчатки (5-6% против 1,5-2 у пшеницы и кукурузы). Поэтому зерно ячменя хуже переваривается и по энергетической ценности уступает пшенице и кукурузе (В.Г. Рядчиков, 1978).
Лизин ячменя эффективно используется дрожжами в процессе брожения, поэтому относится к важной аминокислоте для пивоварения (L.Ljungdahl, F.Sandergen, 1953). Возможности, ячменя, как зернофуражной культуры не ограничены. Только за счёт повышения содержания белка и лизина в зерне можно дополнительно получить около 6 млн. тонн белка и 300 тыс. тонн лизина при тех же валовых сборах (А.А. Созинов, 1976). На долю ячменя до недавнего времени приходилось около четверти зернового поля страны. Среди зерновых культур по площади посева, урожайности и валовым сборам ячмень занимает второе место после пшеницы (Э.Д. Неттевич, И.П. Коробов, 1983; Э.Д. Неттевич, З.Ф. Аниканова, 1984).
Ячмень во многих зонах страны намного урожайнее пшеницы, поэтому для дальнейшего развития животноводства в России необходимо увеличение посевных площадей под культуру, чтобы довести валовые сборы ячменя до 52 млн. тонн (П.Ф. Гаркавый и др., 1981; Н.И. Дробышева, 1993). Большое народнохозяйственное значение ячменя подтверждает значительный рост его посевных площадей в стране, начиная с 1940г. с 45,5 млн. га до 87,0 млн. га в 1979 году, а валовые сборы зерна возросли с 6,4 до 69,5 млн. тонн (А.Н. Селиванов и др., 1982; В.А. Горшков, В.Т. Рымарь, 1998). В 1992 году площади ячменя по Российской Федерации составили 13746 тыс. га.
Посевные площади ячменя возрастают в годы его использования, как страховой культуры для пересева погибших озимых. В такие годы удельный вес ячменя среди зерновых достигал 60% (А.В. Сергеев, 1973; П.Ф. Гаркавый, А.А. Линчевский, 1973; В.А. Горшков, В.Т. Рымарь, 1998). По посевным площадям и валовому сбору зерна в Поволжье ячменю принадлежит одно из ведущих мест в группе зерновых культур, а в ряду фуражных культур (овес, кукуруза) ячмень занимает свыше 80% посевных площадей. Более 80% всех закупок пивоваренного ячменя, производимых в России, приходится на области Нижнего и Среднего Поволжья (В.А. Горшков, 1979). Валовые сборы зерна ячменя возрастают: так, в период с 1961-1965гг. по 1976-1980гг. валовые сборы по зоне увеличились на 14,2%. Рост валовых сборов зерна ячменя был достигнут за счёт расширения посевных площадей и повышения урожайности. Однако рост урожайности ячменя в хозяйствах зоны отличается нестабильностью (В.А. Горшкова, В.Т. Рымарь, 1998).
Метеорологические условия в годы исследований
Территория хозяйства по климатическим условиям относится ко второму агроклиматическому району Саратовской области, который характеризуется умеренно-континентальным климатом: засушливый (гидротермический коэффициент 0,6-0,8), очень теплый. Среднегодовая температура по многолетним данным равна 4,7-4,9С. Средняя температура самого холодного месяца - января -11-12С, а средняя температура самого жаркого месяца июля - 20,8-21,2С.
Температура ниже нуля отмечается с ноября по март. В отдельные месяцы и годы наблюдается колебания и значительные отклонения от средних температур. Абсолютный максимум температуры составляет +39-40С в июле, а абсолютный минимум -38- 41 С в январе-феврале. Быстрый переход среднемесячных температур от месяца к месяцу наблюдается в весенний период от марта к апрелю и от апреля к маю, что вызывает необходимость завершения весенняя полевых работ в предельно сжатые сроки. Возобновление вегетации озимых культур и многолетних трав связано с устойчивым переходом среднесуточной температуры через +5С. Начало вегетации отмечается 14 апреля, конец -18 октября; продолжительность вегетационного периода 186 дней. Иля поздних культур вегетационный период начинается с перехода температуры воздуха через +10 и длится 150 дней с 27 апреля по 25 сентября. Все культуры, возделываемые в хозяйстве, в достаточной мере обеспечены теплом, так как средние суммы температур воздуха выше +10 составляют на возвышенных местах -2500, в пониженных - 2500-2700 С. К отрицательным особенностям теплового режима относятся заморозки. Первые заморозки в среднем начинаются 23 сентября, последние - заканчиваются в среднем 9 мая. Средняя продолжительность безморозного периода 151 день, но при наличии ранних осенних и поздних весенних заморозков этот период значительно сокращается (до 136 дней).
Прохладная погода в общей сложности не превышает 22% и наблюдается в основном в мае, сентябре, реже - в июне. Тёплая и жаркая погода бывает в июле, августе. Повторяемость жаркой погоды не превышает в среднем 7%, но в отдельные годы, как это было в 1972, 1975, 1981, 1995, 1998, 2002 гг., достигает 16-18%. Влажность воздуха является одной из характеристик режима увлажнения. Режим влажности формируется под влиянием атмосферной циркуляции, радиационного режима и подстилающей поверхности. Географическое положение района исследований способствует большой изменчивости влажности воздуха, сухие годы могут перемежаться с влажными. Наибольший практический интерес представляет относительная влажность. Максимум относительной влажности наблюдается зимой (82-86%), а минимум летом (50-55%). Среднее годовое количество осадков составляет 417 мм, сумма осадков за вегетационный период (апрель-октябрь) - 260 мм. з них в теплые месяцы (май-август) - 160 мм. За вегетационный период ячменя (май-июль) - 112 мм. Летние осадки носят часто ливневый характер, что обуславливает развитие водной эрозии. Средний запас воды в снеге составляет 55 мм. Запас продуктивной влаги ко времени сева ранних яровых в метровом слое почвы составляет в среднем 156 мм. В районе расположения хозяйства в течение года дуют ветры преимущественно восточных, западных и юго-западных направлений. В тёплый период (весной, летом) наблюдаются восточные и юго-восточные ветры, которые сопровождаются высокой температурой и низкой относительностью влажности воздуха, что обуславливает явление суховеев, которые сильно иссушают почву и повреждают растения. Число дней с суховеями -15-17. Погодные условия в годы проведения опытов складывались следующим образом (рис. 1-3, приложения 1-3). В 2001 году к моменту посева ячменя запас продуктивной влаги в метровом слое почвы составлял 209 мм, за май-июль выпало 215 мм осадков(+80мм к среднемноголетнему количеству) при средней температуре воздуха за этот период всего на 0,4С выше среднемноголетнего значения, относительная влажность на 10% превышала норму. 2002 год характеризовался как менее благоприятный по сравнению с предшествующим 2001 годом. Хотя запас продуктивной влаги составлял 218 мм, он не смог устранить отрицательного влияния на урожайность ячменя недостатка 45 мм осадков за период май-июль. За этот период выпало всего 90 мм при
Влияние мелиорантов и удобрений на агрохимические свойства почвы
Как известно, важнейшим средством интенсификации отрасли растениеводства является ее химизация и в первую очередь применение удобрений и, при необходимости, мелиорантов. В многочисленных опытах научных учреждений и в практике передовых хозяйств установлено, что чем выше плодородие почвы, тем значительнее эффективность всех агрономических приемов, тем в меньшей степени сказываются на урожае различные отклонения в технологии возделывания сельскохозяйственных культур и складывающиеся погодные условия. В целях повышения урожайности возделываемых культур, улучшения качества получаемой продукции необходима разработка приемов и методов регулирования почвенного плодородия. Ключом к пониманию условий создания урожая и высокой эффективности удобрений является изучение динамики питательных веществ в почве и ход ее изменений. Под влиянием внесенных удобрений изменяется эффективное плодородие почвы. Одним из основных условий при разработке научно обоснованной системы удобрения любой культуры, в том числе и ячменя, является изучение закономерностей в поведении доступных форм питательных элементов под посевами. В связи с этим прогноз действия минеральных удобрений и мелиорантов на основе содержания доступных растениям форм питательных веществ и методика их определения являются одним из наиболее важных и сложных вопросов агрохимии (Журбицкий З.И.,1963, Соколов А.В.,1970, Демолон А.,1961, Чуб М.П., Штейн Э.С, Моторыгин И.П.,1972, Кулаковская Т.Н. и др.,1980, Болдырев.Н.К., Зверева Е.А., 1986, Каюмов М.К.,1977,1989, Чуб М.П.,1989). Успешное решение этой проблемы дает возможность наиболее обоснованно подходить к дифференцированному агрономически и экономически эффективному и экологически безопасному использованию удобрений. Как известно, источниками азотного питания растений в почвах черноземного типа являются нитратный и аммиачный азот. Исследованиями Чуб М.П., Штейн Э.С, Моторыгина И.Щ1972), Чуб М.П.(1989) установлено, что из всех легкодоступных растениям форм азота нитратный наиболее четко отражает условия азотного питания растений на черноземе, так как вносимые аммонийные формы при благоприятных условиях очень быстро переходят в нитратную и в течение почти всего вегетационного периода усвояемый азот, в основном, представлен очень подвижной нитратной формой. Подобных исследований на культуре ячменя на черноземе обыкновенном деградирующем с кислой реакцией проведено крайне недостаточно.
Наши исследования (таблица 3.2.1, рисунок 11) показали, что содержание нитратного азота в почве в слое 0-40 см на всех вариантах увеличивается от посева к всходам и достигает наибольшего значения к фазе кущения. Затем по мере роста растений, большего потребления ими питательных веществ, происходит снижение запасов нитратного азота до минимального значения к уборке. На черноземных почвах Куйбышевского Заволжья подобное явление наблюдал А.А.Марковский (1986). В наших опытах внесение дефеката в дозах 0,5-2,0 Нг увеличивало содержание нитратного азота в почве в слое 0-40 см перед посевом на 0,7-3,4 мг/кг соответственно. Внесение извести в дозах 1,5-2,0 Нг повышало количество N-NO3 на 2,9-3,0 мг/кг почвы. Определение нитратного азота в фазу всходов обнаружило ту же закономерность, но значения были несколько выше (рис.12). Такое положение объясняется улучшением работы нитрификаторов с приближением реакции почвы к нейтральной, а также наличием в дефекате органического вещества, являющегося для этих бактерий энергетическим материалом. Установленное повышенное количество нитратного азота на удобренных вариантах под ячменем показывает на окультуривание почвы под влиянием мелиорантов и минеральных удобрений. Н.С. Авдонин (1969) отмечает, что известкование представляет собой мощный фактор мобилизации и иммобилизации питательных веществ в почве. При внесении извести в результате увеличения количества микроорганизмов повышается содержание доступного растениям азота. Между дозами дефеката, внесенного отдельно, и содержанием нитратного азота существует тесная математическая зависимость, выявленная регрессионным анализом и выражаемая уравнением: При использовании дефеката совместно с минеральными удобрениями положительная зависимость сохраняется, но с меньшей достоверностью, чем в первом случае: Y=ll,88+4,62x, R=0,881 ±0,12.
По-видимому, здесь сказывается в первую очередь довольно сильное влияние минеральных удобрений. В опытах Надежкиной Е.В. и Лазарева К.К. (2002) на выщелоченном черноземе Пензенской области известкование снижало почвенную кислотность и увеличивало содержание нитратного азота. Так, в среднем за 1996-1997 гг. количество его возросло независимо от удобренности почвы в 1.4 раза по сравнению с неудобренным фоном. В нашем опыте внесение полного минерального удобрения в дозе N40P70K60 на 3,8 мг/кг почвы увеличивало содержание нитратного азота. Следует отметить, что внесение удобрений совместно с дефекатом значительно снижает норматив затрат азотного удобрения на повышение содержания нитратного азота на 1 мг/кг почвы в слое 0-40 см. Так, если норматив по варианту N40P70K60 составил в среднем 10,5 кг/мг, то совместное применение этой же дозы полного удобрения с мелиорантом снизило норматив с увеличением дозы дефеката с 0,5Нг до 2,0Нг до 9,5-7,0 кг/мг.
Вынос основных элементов питания на единицу урожая
Величины общего выноса питательных элементов урожаем ячменя свидетельствуют о том, что применение удобрений усиливает потребление растениями питательных веществ и позволяют, до некоторой степени, судить о потребности растений в элементах питания, хотя и не дают полного представления о том, насколько эффективно используются питательные вещества на создание единицы урожая. В зависимости от условий выращивания изменяется не только суммарный вынос элементов питания, но и их расход на единицу продукции.
Приводимые в литературе данные о выносе питательных элементов на 1 тонну зерна и соответствующего количества побочной продукции несколько разноречивы и по величине и по соотношению азота, фосфора и калия, что вполне объясняется тем, что эти данные получены в различных почвенно-климатических условиях на разных сортах.
Данных о выносе основных элементов питания растениями ячменя на 1 тонну урожая на черноземе обыкновенном деградирующем Саратовского Правобережья явно недостаточно. А для правильного, экономически целесообразного применения удобрений и расчета экологически безопасных доз удобрений на планируемый урожай этот показатель крайне необходим.
Наши исследования показывают, что под влиянием различных доз дефеката, извести, минерального удобрения и совместного применения дефеката и минерального удобрения, их соотношений вынос азота, фосфора, калия и кальция на единицу продукции подвержен определенным изменениям (табл. 4.2.1). Рассмотрение аналитических показателей таблицы 4.2.1 дает возможность установить, что вынос азота с единицей урожая под влиянием удобрений увеличивается в зависимости от доз и форм удобрений с 22,6 кг/т зерна и соответствующего количества побочной продукции в контрольном варианте до 33,2 кг/т в варианте N40P70K60 +дефекат 2,0Нг, или на 47%. Повышение затрат фосфора на единицу урожая было значительно меньше - с 11,6 кг/т до 13,5 кг/т, или всего на 17%. Увеличение выноса калия на единицу продукции составляло несколько большую величину по сравнению с фосфором (26% к контролю), но не сравнимую с высоким выносом кальция. Вынос кальция значительно повышался даже в варианте с внесением дефеката в дозе 0,5Нг (на 12%). Увеличение выноса в варианте 2,0Нг составляло 38% к контрольному варианту. Внесение извести в дозах 1,5 и 2,0Нг поднимало вынос на 40 и 46% соответственно. Практически такое же увеличение было отмечено в вариантах совместного внесения минерального удобрения с дефекатом в дозах 1,5 и 2,0Нг (38 и 48%). Между выносом элементов питания с единицей продукции и урожаем зерна выявлена математическая зависимость, выражаемая уравнениями регрессии: для азота - У=-9,978 + 0,795N - 0,012N2, R=0.932±0.114, t=8.156 , для фосфора -У=0Д04-0,432Р + 0,0461 R=0.932±0.114, t= 8.159 , для калия - У=12,846 + 1,804К - 0,053К2, R=0.512±0.266, t=1.196, для кальция - У=1,973 - 0,222Са + 0,025Са2, R=0.489±0.276, t=l .774, где У- урожай зерна, т/га, N,P,K,Ca - вынос элементов питания, кг/т зерна. Из приведенных уравнений регрессии видно, что зависимость между урожайностью и выносом азота и фосфора практически функциональная, что подтверждается высокими значениями коэффициентов корреляции. В то же время такой зависимости между выносом калия и кальция и урожаем не установлено (коэффициент детерминации только 0,24-0,26). На основе вышеприведенных уравнений построены графики (рис. 34-35), линии трендов которых дают прогноз развития процесса роста урожая. По этим графикам установлены оптимальные параметры выноса питательных веществ на планируемую урожайность, которые можно использовать при расчете доз удобрений балансовым методом (табл. 4.2.2).
