Введение к работе
Аюгальность работы. Применение интенсивных технологий неразрывно связано с эффективным использованием как органических, так и минеральных удобрений, изысканием экологически безопасных приемов и систем их применения в севообороте с учетом почвенно-климатических, агротехнических факторов, определяющих их эффективность. Существуют многие модели систем удобрения. В данной работе нами описывается одна из наиболее практичных моделей. Она основана на расчете доз питательных веществ методом дифференцированного нормативного баланса на получение различных уровней планируемых урожаев высокого качества.
В этой методике учитывается обеспеченность хозяйств удобрениями и различная величина ожидаемой прибавки урожая. В этой системе есть большие преимущества, она наглядно отражает изменение агрохимических показателей почвы при ее длительном применении. Благодаря этому можно регулировать (увеличить или сохранить) естественное плодородие почвы.
Темно-серая лесная почва Владимирского ополья мало изучена в области научно обоснованной системы удобрения. Именно по этой причине расчетная система применения удобрений в этой зоне является актуальной как в теоретическом, так и в практическом плане. Использование больших потенциальных возможностей этой почвы возможно только при длительном применении удобрений.
Цель и задачи исследований. Цель проведения исследований в полевом опыте состояла в комплексном обосновании рациональных доз элементов питания для хозяйств Центрального района Нечерноземной зоны, которые имеют на сегодня различный уровень обеспеченности минеральными и органическими удобрениями. Нормы внесения элементов питания рассчитывались методом дифференцированного нормативного баланса на 3 уровня планируемой урожайности сельскохозяйственных культур в 8-польном севообороте. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
установить влияние разных уровней насыщенности севооборота удобрениями на урожайность сельскохозяйственных культур;
-
используя расчетный метод дифференцированного нормативного баланса, установить возможность получения разных уровней планируемой урожайности сельскохозяйственных культур в севообороте;
3)провести корреляционно-регрессионный анализ и установить зависимость уровня планируемой урожайности от погодных условий при разных системах удобрення;
-
изучить изменение основных показателей качества получаемой продукции в зависимости от возрастающих норм удобрений;
-
определить велнчшгу выноса питательных веществ единицей урожая и коэффициенты их использования из удобрений и почвы;
-
определить баланс питательных веществ при разных системах удобрения и их влияние на основные агрохимические показатели почвы;
-
дать экономическую оценку эффективности изучаемых систем удобрения.
Объект исследований. 8-польный полевой севооборот, расположенный на опытном поле учхоза ТСХА "Дружба" Ярославской области на темно-серой лесной, среднесуглинистой, слабооподзоленной почве. Системы удобрения: минеральная - 61 кг д.в./га и навозно-минеральные - 69 и 131 кг д.в. минеральных удобрений на фоне Ют навоза в среднем на 1 га севооборота.
Научная новизна работы состоит в использовании метода дифференцированного нормативного баланса для расчета доз удобрений на разные уровни планируемой урожайности на темно-серой лесной почве Центрального района России. Показаны возможности получения достаточно высоких, стабильных урожаев хорошего качества в этой зоне при разных уровнях применяемых удобрений.
В работе приведены: анализ уровней урожайности культур севооборота и вероятность выполнения планируемой урожайности за 14 лет исследований; корреляционно-регрессионный анализ урожаев и количества осадков. Предусмотрены целенаправленные действия на изменение плодородия почвы, поэтому приведен вынос основных элементов питания единицей продукции, их баланс в севообороте и коэффициенты использования из почвы и удобрений. Показана экономическая эффективность изучаемых систем удобрения.
Практическая значимость работы. Результаты исследований, а также сама методика дифференцированного нормативного баланса, рекомендуются хозяйствам, имеющим, на сегодняшний день, ограниченную возможность применять удобрения; показана экономическая эффективность предложенных систем удобрения. Они могут быть использованы специалистами агрохимической службы, занимающимися регулированием почвенного плодородия.
Апробация работы. Материалы исследований ежегодно докладывались на заседаниях кафедры биологической и агрономической химии ТСХА в 1996-1999 гг., на научной конференции молодых ученых в июне 2000 г.
Производственная проверка результатов исследований проведена в условиях Ярославской области.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 разделов обзора литературы, 7 разделов экспериментальной части, выводов, предложений производству, списка литературы (219 наименований, в том числе 22 иностранных), приложений (27 таблиц). Основная часть изложена на 138 страницах машинописного текста, содержит 31 таблицу и 10 рисунков.
Место, условия проведения опыта и методика исследований. Исследования проводили в полевом, стационарном опыте (1995-1999 гг.) в учхозе "Дружба", Переславского района, Ярославской области. Перед закладкой опыта в 1986 году темно-серая лесная почва имела следующие агрохимические показатели (в слое 0-20 см): гумус (по Тюрину) - 4,2%; рНкс1 -6,0; гидролитическая кислотность - 2,12, сумма поглощенных оснований - 20.6 мг-экв./ЮО г почвы; степень насыщенности почвы основаниями - 91%; среднее
содержание подвижных форм (по Кирсанову) фосфора - 9,2 мг и высокое калия - 21,5 мг/100 г почвы. Опыт разверігут в пространстве и во времени, имеет 4 варианта в 4-х кратной повторности: 1) контроль (без удобрений), 2) минеральные удобрения (15N25P21K, всего 61 кг д.в. на 1 га) на первый уровень урожайности, 3) минеральные удобрения и навоз (22N39P8K + 10 т навоза в среднем на 1 га, всего 179 кг д.в.) на второй уровень урожайности, 4) минеральные удобрения и навоз (53N64P14K + 10 т навоза в среднем на 1 га, всего 241 кг д.в.) на 3-й уровень урожайности. Общая площадь делянки- 378 м (10,8 х 35 м), учетная-100-180м2.
Дозы удобрений на планируемую урожайность рассчитаны методом дифференцированного нормативного баланса с учетом планируемой прибавки урожая. При проведении расчетов учитывались: хозяйственный вынос питательных веществ основной и побочной продукцией, действие и последействие минеральных, органических удобрений и азота пожнивно-корневых остатков бобовых культур с использованием коэффициентов распределения элементов питания не более чем за 3 года.
Планируемые уровни урожайности культур без удобрений были откорректированы в 1989 году, исходя из полученных в 1986-1988 годах результатов, а применяемые ранее дозы удобрений - в 1992 году после проявления полного последействия от удобрений и бобовых предшественников (табл. 1).
Севооборот имеет следующее чередование культур: ячмень (Московский-3) с подсевом многолетних трав (клевер - Мурино, тимофеевка - Московская-5), многолетние травы 1 т.п., многолетние травы 2 т.п., озимая пшеница (Заря), картофель (Невский), овес (Геркулес), однолетние травы (горох - Неосыпаю-щийся и овес - Геркулес), озимая рожь (Чулпан).
Данная работа посвящена второму звену севооборота: картофель - овёс -однолетние травы - озимая рожь.
Таблица 1 Дозы минеральных удобрений в севообороте за 1994-1998 гг., кг д.в. на 1 га
Из минеральных удобрений в опыте применяли аммиачную селитру, двойной гранулированный суперфосфат и хлористый калий. Навоз вносили под картофель (50 т/га) и озимую рожь (30 т/га), что в среднем составило 10 т на 1 га севооборота. Среднее содержание в навозе N - 0,4% (0,37-0,41), Р2О5 - 0,2% (0,19-0,22) и КгО - 0,5% (0,48-0,51) на сырую массу. Фосфорные, калийные удобрения и навоз вносили под культуры ярового клина под зяблевую вспашку, а азотные удобрения - весной под культивацию. Под озимые зерновые культуры 1/3 часть азота от общей дозы вносили осенью под плуг, а 2/3 давали в ран-невесеннюю подкормку.
При возделывании культур использовали технологии, применяемые в данной зоне. В процессе вегетации культур применялись рекомендованные средства защиты растений от сорняков, вредителей и болезней в условиях Центрального района России.
Учет урожая проводили сплошным методом. Урожай зерна приводили к стандартной влажности - 14%. Урожай соломы зерновых культур и ботанический состав однолетних трав определяли по пробному снопу и пересчитывали на 16%-влажность. Соотношение клубней и ботвы картофеля определяли по смешанному образцу, отобранному из 10 кустов. Отбор, подготовку, химические и технологические анализы растительных и почвенных образцов проводили общепринятыми методами, в соответствии с ГОСТом.
Математическую достоверность полученных результатов определяли методом дисперсионного анализа на IBM PC с помощью программы STRAZ.
Рассмотрев показатели температуры воздуха и количество выпавших осадков в 1995-1999 гг., следует отметить, что годы проведения опыта сильно различались между собой по метеорологическим условиям.
1995 год был в целом благоприятный для всех культур, температура воздуха в мае, июне, августе и сентябре была на 1,6-4,8 С выше, чем среднемно-голетние данные. Количество осадков в июне было на уровне среднемноголет-них. В 1996 году температурные показатели находились на 0,6- 2,0 С выше средних значений. Достаточное, на уровне среднемноголетних показателей, обеспечение влагой в мае-июле позволило заложить хорошие основы будущего урожая. Выпадение двойной нормы осадков в двух первых декадах сентября затянуло сроки уборки картофеля, но положительно сказалось на посевах озимых культур. 1997 год оказался менее благоприятным: выпадение 22 мм осадков в июле (26% от среднемноголетних), 33,9 мм в августе (46% от среднемноголетних), 40 мм в сентябре (66% от среднемноголетних) отрицательно повлияло на урожайность картофеля и зерновых. Выпадение осадков на 50% больше нормы в июне способствовало только хорошему урожаю однолетних трав. В 1998 году погодные условия сложились благоприятно, равномерное распределение осадков оказало положительное действие на урожайность всех культур севооборота. Особенно надо отметить осадки за май и август, когда их выпало на 32 и 91% больше нормы соответственно. Среднемесячные температуры находились на уровне многолетних. 1999 год характеризовался сухим и жарким летом. Сред-
немесячная температура колебалась от 7,4 С (май) до 21,3С (июль). При этом количество выпавших осадков было намного ниже среднего, в июне сумма осадков составила всего 1,1 мм, в июле 21 мм. Большинство яровых культур, в том числе овёс и однолетние травы, имели очень плохие всходы. Поздние осадки не могли возместить этот ущерб. В связи с продолжительностью такого сухого периода у них получились низкие урожаи. Однако эти условия пагубно не повлияли на озимые культуры и многолетние травы, так как они довольно хорошо перезимовали и им сильно помогла весенняя влага. Осадки третьей декады августа и сентября продлили вегетационный период картофеля.
