Содержание к диссертации
Введение
1.2 Условия проведения полевых опытов и методика исследований 7
1.3. Месторасположение, климатические и почвенные условия участка 11
1.4. Почвепно - агрохимическая характеристика почвы участка 13
Глава 2. Состояние исследований режима азотною питания культур севооборота (озимая пшеница, кукуруза и хлопчатник) в различных почвенно-климатических условиях 17
Глава 3. Результаты исследований 32
3. Влияние норм удобрений на динамику содержания питательных веществ в почве иод культурами коротко-родационного севооборота 32
3.1. Влияние норм удобрений на динамику содержания минеральною азота в почве и продуктивность озимой пшеницы, опыт 1 34
3.2. Влияние предшесівенника и норм удобрений на динамику содержания минерального азота в почве и продуктивность кукурузы повторною посева, опыт 2 42
3.3. Влияние предшественников норм удобрений на динамику содержания минеральною азога в почве и продуктивность хлопчатника, опыт 3 52
3.4. Влияние удобрений на динамик}' содержания минеральною азота в почве и продуктивності» хлопчатника в монокультуре, опыт 4 69
Глава 4. Влияние удобрений на особенности трансформации минерального азота в почве полей севооборота, опыт 5 82
Глава 5. Экономическая и энергетическая эффективность применения норм удобрений на полях севооборота 91
5.1. Экономическая зффективності. применения удобрении на полях сспооборота 91
5.2. Знеріетичсская (биознеріетическая) эффективность применения удобрений 94
Выводы и предложения производству 97
Список использованной литера гуры 102
- Условия проведения полевых опытов и методика исследований
- Состояние исследований режима азотною питания культур севооборота (озимая пшеница, кукуруза и хлопчатник) в различных почвенно-климатических условиях
- Влияние норм удобрений на динамику содержания питательных веществ в почве иод культурами коротко-родационного севооборота
- Влияние удобрений на особенности трансформации минерального азота в почве полей севооборота, опыт
- Экономическая зффективності. применения удобрении на полях сспооборота
Введение к работе
Актуальность проблемы. Возможности повышения производительности земель Таджикистана в условиях интенсивной химизации были неограниченными. Однако в последние годы из-за резкого сокращения или прекращения поступления и использования минеральных удобрений по объективным экономическим причинам на поля хозяйств не стали поступать требуемые их количества, что привело к значительному падению урожайности сельскохозяйственных культур, и снижению уровня эффективного плодородия почв. В связи с тем, что органические удобрения (навоз), на поля почти не поступают, из-за их отсутствия в хозяйствах или же вносятся в минимальных количествах и на ограниченных площадях, в ближайший период не приходится рассчитывать на их роль в увеличении урожайности сельскохозяйственных культур и повышения плодородия почвы. В нынешних условиях фермерским, кооперативным и другим видам хозяйств необходимо изыскать пути сохранения и воспроизводства плодородия почвы и получения удовлетворительного уровня урожайности сельскохозяйственных культур.
Важнейшим условием достижения указанных показателей является разработка рациональных и научно — обоснованных систем химизации и биологизацин земледелия в новых условиях землепользования.
В связи с этим, решение задач по разработке эффективных способов повышения плодородия староорошаемых темных сероземов Гиссарской долины является освоение короткоротационного хлопко-травяно-зернового севооборота, где компонентами являются озимая пшеница, кукуруза на зерно, однолетние бобовые травы и хлопчатник. Поэтому изучение норм азотных на фоне фосфорно-калийных удобрений и навоза, их влияние на плодородие почвы и урожайность возделываемых культур является актуальной проблемой на современном этапе землепользования.
Цель исследований. Изучить влияние норм удобрений и культур короткоротационного хлопко-травяно-зернового севооборота на динамику содержания минерального азота в почве, особенности трансформации азота под хлопчатником и урожайность возделываемых культур. Задачи исследований.
установление почвенно-агрохимических свойств староорошаемых тёмных серозёмов в отдельных полях севооборота;
изучение влияния норм азотных и других удобрений, а также продуктов минерализации органических остатков предшественников на динамику содержания минерального азота в почве;
определение эффективности норм азотных удобрений на фосфорно-кали Ином фоне отдельно и совместно с нормами навоза на урожайность озимой пшеницы, кукурузы повторного посева на зерно и хлопчатник;
выявление особенностей трансформации минерального азота, видов азотных удобрений в почве в период вегетации хлопчатника;
определение влияния норм удобрений на фенологические показатели озимой пшеницы, кукурузы на зерно, а также удобрений и предшественников на хлопчатник;
установление экономической и энергетической эффективности норм минеральных удобрений, навоза и предшественников под хлопчатник;
разработка рекомендаций производству.
Научная новизна. В условиях староорошаемых тёмных серозёмов Гиссарской долины проведены исследования динамики содержания минерального азота под озимой пшеницей, кукурузой на зерно, хлопчатником по предшественникам и в монокультуре в системе короткоротациоиного хлопко-травяно-зернового севооборота. Установлена эффективность норм применения удобрений под озимой пшеницей, кукурузой и хлопчатником. Определены особенности трансформации минерального азота, норм и видов азотных удобрений в почве. Установлена экономическая и энергетическая эффективность норм удобрений и предшественников при использовании под хлопчатник.
Практическая ценность. По результатам исследований установлены закономерности влияния удобрений и предшественников на изменение динамики содержания минерального азота под культурами севооборота. Выявлены особенности трансформации форм минерального азота, норм, видов азотных удобрений в почве. Рекомендованы нормы минеральных азотных на фоне фосфорно-кали иных удобрений и навоза для получения планируемого урожая возделываемых культур севооборота.
Реализация результатов исследований. Даны рекомендации путей повышения содержания минерального азота почвы, полей севооборота для внедрения в производство.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на заседаниях Учёного совета НИИ почвоведения (2002-2005 гг.), на Первом съезде почвоведов, агрохимиков и мелиораторов Таджикистана (Душанбе, 2001 г.), на научных конференциях молодых ученых Таджикской академии сельскохозяйственных наук (Душанбе, 2003-2005гг.), на Региональной конференции «Проблемы оптимизации питания растений и плодородие почв» (Душанбе, 2006г.).
Условия проведения полевых опытов и методика исследований
Важнейшими условиями достижения указанных показателей являются разработка рациональных, научно - обоснованных систем химизации и биологизации земледелия в новых условиях землепользования.
В связи с этим, является актуальным решение задам по
разработке эффективных способов повышения плодородия
староорошаемых темных сероземов Гиссарской долины путем освоения короткоротационных хлопко-травяпо-зерновых севооборотов и применения различных норм удобрений. Главными компонентами указанных севооборотов являются озимая пшеница, кукуруза на зерно повторного посева, однолетние бобовые травы и хлопчатник, где было изучено влияние норм азотных удобрений на фоне внесения фосфорно-калийных удобрений и норм навоза на плодородие почвы, рожайность возделываемых культур.
Цель исследований. Изучить влияние норм удобрений и культур короткоротациошюі о хлопко-травяно-зерновою севооборота на динамику содержания минеральною азота в почве, особенности трансформации азота под хлопчатником и рожайносгь возделываемых культур.
Задачи исследований.
- установление почвенно-агрохимических свойств стар о орошаемых тёмных серозёмов на отдельных нолях севооборота;
- изучение влияния норм азотных и друї их удобрений, а также продуктов минерализации оріаническнх остатков предшественников на динамику содержания минерального азота в почве;
- определение эффективности норм азотных удобрений на фосфорно-капийном фоне отдельно и совмеспю с нормами навоза на урожайность озимой пшеницы, кук р)зы повторної о посева на зерно и хлопчатника;
- выявление особенностей трансформации минерального азота, видов азотных удобрений в почве в период веіегации хлопчатника;
- определение влияние норм удобрений на фенолоіические показатели озимой пшеницы, кукурузы на зерно, а таюке удобрений и предшественников на хлопчатник;
- становление экономической и знеріетической эффективности норм минеральных удобрений, навоза и предшественников под хлопчатник;
- разработка рекомендаций производству.
Научная новизна. В условиях староорошасмых тёмных серозёмах Гиссарской долины проведены исследования динамики содержания минеральною азота под озимой пшеницей, кук рузой на зерно, хлопчатником по предшественникам и в монокультуре в системе короткоротационного хлопко-травяно-зерновою севооборота. Установлена эффективность норм применения удобрений под озимой пшеницей, кукурузой и хлопчатником. Определены особенности трансформации минеральною азота в почве в зависимости от норм, видов внесенных азотных удобрений. Установлена экономическая и энергетическая эффективность норм удобрений и предшественников при использовании под хлопчатник.
Практическая ценность. По результатам исследований установлены закономерноеги влияния удобрений и предшественников на изменение динамики содержания минерального азота под культурами севооборота. Выявлены особенности трансформации форм минерального азота, норм, видов азотных удобрений в почве. Рекомендованы нормы минеральных азогных, на фоне фосфорно-калийных, удобрений и навоза для получения планир емого )рожая возделываемых культур севооборота. Реализации результатов исследований. Даны рекомендации путей повышения содержания минерального азота почвы, полей севооборота для внедрения в производство.
Апробации работы. Материалы диссертации доложены на заседаниях Учёного совета НИИ почвоведения (2002-2005 і г.), на Первом съезде почвоведов, агрохимиков и мелиораторов Таджикистана (Душанбе, 2001 г.), на научных конференциях молодых ученых Таджикской академии сельскохозяйственных наук (Душанбе,2003-2005п\), на ї еі иональной конференции «Проблемы оптимизации питания растений и плодородие почв» (Душанбе, 2006г.).
Публикация. По материалам исследований опубликованы 8 статей, в которых отражены основные положения диссертационной работы.
Объём и структура диссертации. Работа изложена на 125 страницах компьютерного текста и состоит из общей части, литературного обзора, экспериментальной часіи, выводов и рекомендации производству. В диссертации содержатся 42 таблицы, 4 рисунка. Список использованной литераторы включает 253 наименований работ, в том числе 10 зарубежных авторов.
Состояние исследований режима азотною питания культур севооборота (озимая пшеница, кукуруза и хлопчатник) в различных почвенно-климатических условиях
Минеральный азот в почвах, как известно состоит из форм азота, наиболее доступных растениям, где практическое значение имеют аммиачные и нитратные, ею формы.
Нитратного азота в староорошаемых почвах очень мало отмечают (Балябо, 1938, 1954; Федоров, 1954; Розанов, 1951; Белякова, 1957; Протасов, 1961; Т рчин и др., 1964; Липкинд, 1967; Яровенко, 1969; Федулова, 1971; Ваксман, 1973; Адерихин, Щербаков, 1974; Бражник, Полеско, 1976; Кореньков, 1989, 1990;Акрамов, 1991).
По содержанию в почве минеральных форм азота можно судить о степени обеспеченности растений азотом и реіулировать условия их азотного питания соответствующей обработкой почвы, сроками посева культуры, освоением севооборотов с бобоно-злаковым клином, внесением удобрений, корректировать с использованием сгимуляюров и ингибиторов (Верпандер, 1946; Жориков, 1953, Лазарев, 1953; Кочергин, Остроумова, 1957; Першин, 1958; Липкинд, Белякова, 1960; Болотина, 1960; Балябо, 1961; Султанов, Аминов, 1989; Андреева, Щеглова, 1966; Смирнов 1976; Jcnkinson, 1977; Шиян 1980; Хайлова, Жизпепская, 1980; Машарипов, 1983; Макаров, Федоров, 1983; Кирюшин, 1984; Басибеков и др., 1988).
В условиях Средней Азии на типичных серозёмах давнею орошения Аннаев М. (1974); Нуритдннов И.А., Бережнова В.В. (1981) изучили влияние-сроков внесения азотного удобрения под культуры севооборота на содержание различных фракций азога в оріанах растений, а также их вынос с конечным урожаем. Работами Закирова Т.С., Валиева. В.В (1980) установлено, что вносимые азотные удобрения в разные сроки способствуют усиленному поступлению азота удобрений в растения и повышают коэффициент его использования.
На основе длительного полевого опыта (15 лет) на обыкновенном черноземе путей систематическою внесения оріанических и минеральных удобрений Шапошникова П.М., Гармашева Л.И., Журба В.И. и др.(1990), добились повышения запасов углерода в почве, увеличения и обогащения гумусового юризонта. Лвюры указывают, что под влиянием удобрений возрастает содержание общего азота, хотя в меньшей степени, чем углерода, что обусловило некоторое расширение отношения С : N.
По мнению указанных авторов положительный бшіанс минеральною азота в севообороте обеспечило внесение 12 тЛа навоза + N 68, близкий к бездефицитному-8 т/га навоза + N 68 или 12т/іа навоза-г N 49.
Аналогичные результаты встречаются и в работах других авторов (Никитишсн и др., 1976; Стулин, 1978; Русинова, 1978; Носко, 1981; Ишксв, Сычкова, 1981), которые изучали накопление азота в растениях (кукурузы и пшеницы) использования азота почвы и азота удобрении в зависимости от их норм и доз внесения.
Процессы аммонификации и нитрификации в почве являются сопряженными. Накопление аммония в почве обычно происходит в период неблагоприятный для процессов нитрификации. Поэтому максимальное содержание аммиака в почве, отмечали обычно в ранневесенний период (Жориков, 1931; Белякова, 1957; Лазарев, 1964). Процессы аммонификации, вызывающие разложение азотных органических соединений с образованием аммония, широко распространены в природе и мало зависят от влажности и температуры среды (Рискиева, 1975).
Влияние норм удобрений на динамику содержания питательных веществ в почве иод культурами коротко-родационного севооборота
Результаты наблюдений показывают, что под озимой пшеницей в фазе к}щения и выхода в тр)бку (табл.7) содержание минеральною азота в зависимости от фона удобрения различно. Гак, на варианте контроль нитрапюю азота в пахотном (0-30см) слое содержится 18,7 чі/кг почвы, аммиачною азота 3,3 мг/кг, а в подпахотном соответственно 8,1 и 1,4 мг/кг почвы, что составляет в сумме 36,4 кг/га минеральною азота для слоя 0-50см. Такое количество минеральною азота явно недостаточно для создания высокого урожая озимой пшеницы. После первой подкормки озимой пшеницы аммиачной селитрой, количество минерального азота в удобренных вариантах незначительно возросло в пахотном слое почвы.
К этому сроку наблюдений отмечается очень слабый эффект от навоза (варианты 3 и 4) так как ещё не произошло активное разложение навоза и высвобождение нитратною азота.
К периоду активной вегетации озимой пшеницы, с наступлением тёплых дней, к фазам выхода в тр)бку и колошения (табл.8) в почве увеличивается содержание минерального азота во всех вариантах. В результате интенсивной нитрификации количество нитратного азота в почве увеличилось в пахотном слое варианта контроль до 21 мі/кг, а в подпахотном до 9,0 мг/кг. Общее количество минерального азота составило около 42 кі/га в слое 0-50см. Эта закономерность наблюдается и на других вариантах опыта. Так, на варианте N150 Р60 К60 количество минерального азота составил 51,0 кг/іа, а на вариантах с навозом 50-54 кі/іа в слое 0-50сч почвы. В зависимости от климатических условий, характера обработки почвы, удобренности, увлажненности в почве образуется различное количество нитратною и аммиачного азота. Эти факторы способствуют лучшему использованию азота пшеницей. Влияние указанных факторов и уровня плодородия почвы на использование растениями озимой пшеницы азога различных форм удобрения, также отмечают в своих исследованиях Витриховскии II.И., Артюшенко О.Ф, Граматюк Г.А. и др. (1984).
Количество используемою растениями минеральною азота почвы зависит 01 ею содержания по почвенному профилю, мощности корнсобитаемого слоя растений Черепанова Г.Г (1985) и обычно находится в пределах 30-110 кі/іа, что соїласустся и с нашими данными, приведенными в таблицах 8 и 9, На показатели содержания минерального азота в почве влияют не только внесенные дробно - поверхностными способами в подкормках минеральный азот, но и остаточное количество нитратов и аммоний в профиле почвы.
Наиболее блаюприятный азотный режим складывается в почвах при их длительном унавоживании и сочетании органических и минеральных удобрений. В данном случае уместно вспомнить утверждение Францесона В.А. (1939), считавшего, что сильно унавоженные культурные варианты почвы представляют собой совершенно новую почву с особыми свойствами и отличиями в юризоптах. Таковыми являются варианты 3 и 4 в нашем опыте.
Результаты анализов почв опыта показывают, что около 35-40% минерального азота почвы за весь период веіетации озимой пшеницы составляет аммонийный азот способствующий также активному росту и развитию пшеницы. По мнению I laynes., Goh (1978) в полевых условиях минеральный азот в минеральных почвах представлен в аммонийной форме преимущественно при рЫ 5-6, в нитратной форме рН 6-8. Почти аналогичное наблюдается и в наших условиях по аммонийному азоту и полностью совпадают по нитратному азоту.
Немаловажное значение имеет в азотном питании озимой пшеницы, кроме свободною остаточного азота почвы и ранее иммобилизованный азот. Так, дополнительное внесение удобрений но утверждению Коренькова Д.Л., Лаврова И.Л. и др., (1976) способствует .минерализации ранее иммобилизованного азота удобрений. В наших опытах несомненно важную роль играет и иммобилизованный азот, который постоянно минерализуясь при благоприятных условиях в определенных количествах становится продуктом питания озимой пшеницы.
Влияние удобрений на особенности трансформации минерального азота в почве полей севооборота, опыт
В работач ряда авторов различными методами исследований (Мовсесян,1955; Макаров,1964; Гетманец, 1972; Ваксман, 1973; Федулова,1975; Зардолашвили, Аладашвили и др., 1976; Сухов, 1978; Протасоп,1978; С)ков,1978; Андреева, ІЦеглева, Куренева,1979; Соколов, 1980; Захаров, Коваленко и др., 1980; Андреева,, Турулаева и др., 1980; Паниткин,1984; Башкин,1987; Кореньков,1990; Никитишен,1990;
Епифанов,2000), выяснены и доказаны характер трансформации минерального азота в почвах.
Наиболее точные данные особенности трансформации минеральною азота получены в лизимегрических опытах с использованием изотопа N, а также аналитическими методами. Доказаны пути трансформации или превращения азота минеральных удобрений в почве денитрификацией, испарением азота с поверхности почвы от переірева при высоких температурах воздуха, вымыванием его в результате водной и ирригационной эрозии, вмыванисм вглубь нисходящими (Дрожжина,1991)токами воды и иммобилизацией микрооріанизмами оріанических соединений почвы и т.д. При этом значительная часть (до 35%) азоіа удобрений (Ваксман,1973; Еюрова,1979; Мсргель,1989, Аблаева,1991) подвергается иммобилизации в составе общею азота почвы в виде легко- и трудно - гидролизуемых фракций азота, особенно при применении возрастающих норм удобрений.
Некоторые из этих путей трансформации азота имеют возвратный характер и он через определённого периода вновь становиться доступным растениям. Даже такие количества азота смытое водной эрозией выполняют роль азотною питання переотлагаясь в других пространствах или же неглубоко вымытый азот употребляется растением при блаюприятных условиях подъёма ею к поверхности почвенной влаюй.
Известно, что наибольшей трансформирующей способностью обладает нитратный азот, менее аммонийный. Так, Немерюк Г, П. ; Кире в Б.К; Гехаев Т.Я; Майрамукова Р.Б;(197б) отмечают, что при поверхностном внесении в почву карбамида и аммиачной селитры потери аммиака находятся в прямой зависимости от влажности почвы, а Мовсесяп Е.М.(1955); Макаров Б.М;(1964); Гестманец Л.Я. (1972) процесс трансформации азота связывают с величиной рН почвенного раствора. Суков А.А.,(1978) утверждает, что при совместном внесении в почву, солома и азотных удобрений на 15-20 % возрастает иммобилизация азота и на 4-7% мсньшались потери азота.
Значительные показатели трансформации азота доказаны в вегетационных опытах Протасова II.В., Кадырходжаева Ф.К,,(1978), где общие потери азота из с хой почвы составляли 38-73%, из влажной в тени 21-49%, а насолнце41-51%.
Исследопаниями Ходжаева Т.Х.( 1970) доказаны, что при внесении N250 в форме N1U N03 под хлопчатник газообразные потери азота из почвы после трех вегетационных поливов составили в типичном сероземе 21%, аналогичное отмечено и на луговых почвах.
Таким образом, у различных авторов ВЗІЛЯДЬІ на трансформацию азота в почве заметно отличаются. Так, Паниткин В.А., Переправо В.И., Дзикович К.А,(1984) отмечают, что из супесчаной дерново-подзолистой почвы при выпавших осадках и их фильтрации потери нитратов составили 90-98%. Эта же авторы отмечают, что внесение в почву в сумме за два і ода N300 сопровождалось увеличением в фильтрате концентрации нитратного азота в среднем на 3-9 мг/л или на 37-69% при практически неизменном содержании аммония. Однако сроки существования в той или иной степени трансформации азота и влияния удобрений на него авторами неотвері аются, что доказывается и результатами наших исследований.
Экономическая зффективности. применения удобрении на полях севооборота
В расчетной части экономической эффективности удобрений учтены все производственные затраты, связанные с применением удобрений и па выращивании прибавочного урожая хлопка-сырца. Расходная часть базировалась на рыночных расценках стоимости удобрений и других затратах принятых в хозяйстве в период 2000 - 2005гг. Приходная часть включала стоимость дополнительною урожая хлопка-сырца вариантов опыта по принятым закупочным ценам. Расчет затрат и полученных прибылей выполнены в соответствии с требованиями «Методических указаний Согозссльхозхимии (1981), Инструкции и нормативы (1987)».
Средняя реализационная цена 1т хлопка-сырца средневолокнистых сортов за юды опытов в хозяйстве составили 820 сомопи 1 га (прейскуранты 2000-2004П-).
Критерием оценки экономической эффективности внесенных норм удобрений на полях севооборота (табл.41) являются получения общего и чистого доходов от реализации основной продукции хлопчатника в сумме за 2 года после предшественников из-за 3 года его монокультуры. Как показывают результаты расчётов наименьшие общие доходы в среднем за 3 і ода около 836 сомони/га получены от варианта контроль монокультуры хлопчатника, ибо здесь урожай целиком формируется за счет естественного и остаточного фактора эффективного плодородия почвы. По фону предшественников на варианте контроль получено 901 сомони /га, что на 65 сомони/га больше, чем при монокультуре. Здесь указанный эффект получен от последействия питательных веществ органических остатков предшественников.
Низкий общий доход 1234 сомони/га получена на варианте NPK 4- навоз после предшественников, где чистый доход составил 333 сомони/іа соответственно. Здесь окупаемость 1 кг азота удобрений составил 6,7 кг хлопка - сырца.
Достоверные общие 1409 сомони/га и чистые доходы 508 сомони/га получены от варианта NP -г Ют/іа навоза в монокультуре хлопчатника.
Наибольшая окупаемость 1 кг азота удобрений хлопком-сырце получена на варианте NP -г навоз 8,4кг после предшественников а 9,2кг хлопка- сырца в монокультуре.
Таким образом, на нолях краткоротациоиного севооборота более эффективными по действию норм минеральною азота являются варианты NPK и NP + навоз после предшественников и NPK + навоз в монокультуре хлопчатника.
Более экономичные по затратам достоверные доходы получены - 384 сомони/іа на варианте NPK после предшественников и 338 сомони / га в монокультуре хлопчатника.
Эти варианты в настоящий период дефицита минеральных удобрений являются рекомендуемыми для производства.
