Введение к работе
Актуальность темы предопределена тем, что система применения удобрений в севообороте или отдельных культурах является неотъемлемым звеном интенсивного научного земледелия Применение удобрений направлено на получение высоких и устойчивых урожаев с хорошим качеством продукции, повышение плодородия почв, улучшение экономических показателей Наибольший эффект от удобрений отмечается при их применении в севообороте Рыночная экономика и конкуренция вынуждают землевладельцев снижать затрата на единицу продукции за счет более интенсивного использованит пашни под ренпабельные культуры без дополнительных затрат на поддержание плодородия почв и снижения экологических требований по защите угодий от деградации
Основной причиной сложившегося положения явилось то, что из года в год происходит удорожание минеральны* удобрений, а цены на сельскохозяйственную продукцию растут не гак быстро Отсюда возникает резкий диспаритет цен на промышленную и сельскохозяйственную продукцию, который с каждым годом усугубляется Существует два пути исправления сложившегося положения Первый — государственное регулирование цен и экономическая поддержка товаропроизводителей Второй — совершенствование ьаучных исследований и поиск путей повышения эффективности минеральных и органических удобрений
Цель и задачи исследований. Цель і сследований заключалась в изучении влияния систем удобрений, построенных на различных принципах, на продуктивность звена зернопропашного севсоборота и агрохимические свойства чернозема выщелоченного
В задачу исследовании входило
изучить агрохимические и агроэкологические свойства чернозема выщелоченного в завис имости от систс магического применения удобрений и динамику элементов питания в 0—20 см слое почвы в течение вегетации сельскохозяйственных культур звена севооборота,
установить влияние систем удобрений на биометрические показатели роста и химический состав культур звена севооборота,
исследовать условия, влияющие на транслокацию тяжелых металлов в системе удобрение — почва — растение,
определить урожайность культур, качество продукции, продуїстивность звена севооборота в зависимости от применяемых систем удобрений,
выявить условия, способствующие получению максимальной агротехнической, экономической эффективности изучаемых приемов, сохраняющие и повышающие при этом плодородие почвы, экологическую безопасность и эффективность производства
Научная новизна. Впервые на черноземе выщелоченном Ставропольской возвышенности, на границ; зон неустойчивого и умеренного увлажнения проводилось изучение влияния сисгем удобрений в звене зернопропашного севооборота на агрохимические показатели почвы и агроокологическую оценку их использования
Практическая значимость. В ходе исследований получены экспериментальные данные, позволяющие рекомендовать производству оптимальные дозы удобрений под горохоовсяную смесь, озимую пшеницу и озимый ячмень Для звена севооборота предлагаются расчетная система удоб]>ений, как наиболее эффективная и экономически оправданная, обеспечивающая программируемый уровень продуктивности культур, и малозатратная биологизирс ванная система для сохранения и повышения
уровня плодородия почвы и производства экологически безопасной сельскохозяйственной продукции
Основные положения, выносимые на злицг.-у:
динамика агрохимических показателей (1—20 см слоя чернозема выщелоченного в течение вегетации сельскохозяйственных культур и ротации звена севооборота,
влияние систем удобрений на рост и р.ізвити< растении, динамику основных элементов питания в культурах звена севооборота,
влияние систем удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность звена севооборота,
влияние систем удобрений на изменение содерханяя тяжелых металлов (Pb, Cd, Си) в 0—20 см слое чернозема выщелоченного, а также их накопление в основной и побочной сельс* охозянственной продукции культур звена севооборота,
экономическое обоснование применяемых систем удобрений в звене зерно-пропашного севооборота
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях Ставропольского государственного аграрного университета (2005—2007 гг), международных научных конференциях аспирантов и молодых ученых (Донской ГАУ, 2006 г, Краснодар, 2006 г, Москва, 2006—2007 гг; Вятка, 2007 г), 40-й и 41-й международных научных конференциях докторов, аспирантов и соискателей ученых степеней доктора и кандидата наук РАСХН ВНИИА имени Д Н Прянишникова (Москва, 2006-2007 гг)
По итогам открытого конкурса на лучшую работу по естественным, техническим и гуманитарным наукам в вузах Российской Федерации Министерством образования и науки Российской Федерации нагзаждек медалью «За лучшую научную работу» (Москва, 2006 г) На VIII Международной специализированной агропромышленной выставке «Агроуниверсал 2006» (Невинномысск, 2006 г) получен диплом III степени за научную работу «Оптимизация систем удобрений в севооборотах Центрального Предкавказья» в конкурсе инновационных прое ктов Получено авторское свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликованы 14 работ, в том числе 1 статья в журнале, входящем в перечень ВАК РФ
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы и приложении Работа изложена на 203 страницах машинописного текста, включает 35 таблиц, 36 рисунков, 66 приложений Список исполь юванной литературы включает 253 источника, из них 19 зарубежных авторов
Исследования были проведены в экспериментальном сеЕСобороте на опытной станции Ставропольского государственного аграрного университета Стационар представляет собой даительный опыт «Теоретические и технологическу е основы биогеохимических потоков веществ в агроландшафтах», заїзегистрігрован в реестре аттестатов длительных опытов Гсосети ВНИИА Российской Федерации
Почва опытного участка — чернозем выщелоченный, мощный, тяжелосуглинистый, который характеризуется средним содержанием ryvryci (5,2-5,9%), подвиж-
ного фосфора (18—28 мг/кг по Мачипну), средней нитрификационной способностью (16—30 мг/кг) и повышенным — обменного калия (240-290 мг/кг) Реакция почвенного раствора із верхних горисонтах почвы нейтральная, рН находится в пределах 6,1—6,7
Землепользование сельскохозяйственной опытной станции СтГАУ по условиям влагообеспеченности находится на границе зон умеренного и неустойчивого увлажнения По средним многолетним данн ли в зоне проведения опытов в год выпадает 550-650 мм осадков, в т ч в период активной вегетации растений — 450—470 мм Сумма эффективных температур за период активной вегетации колеблется от 3000 до 3200 С Гидротермический коэффициент 1,1-1,3
Наиболее благоприятные агрометеорологические условия для форшірования урожая озимых и яровых ісультур сложились в 2004—2005 сельскохозяйственном году Годовое количество ос<|дков составило 567 мм, что на 9% оказалось ниже по сравнению с многолетней нормой Среднегодоваятемпература воздуха оказалась на 1,1 С выше многолетних значений, достигнув 10,2 С
Погодные условия аля формирован ия урожая озимых и яровых культур в 2005— 2006 сельскохозяйствеїшом году сложились удовлетворительно Температурный режим в период вегетации сепьскохозяйс-венных растений был адекватен предыдущему году, а количество осадков составило 71% от среднемноголетней нормы
Погодные условия 2006—2007 сельс кохозяйственного года значительно отличались от средних многолетних данных, отсутствие осадков в допосевной период на фоне повышенного температурного ре кима создало крайне неблагоприятные условия для подготовки почвы под посев осимых зерновых Агрометеорологические условия развития озимых и яровых кулі тур в весенне-летний период складывались удовлетворительно, а созревание и нагив зерна озимых культур про шдили в условиях почвенной и воздушной засухи
Тип севооборота — зер«опропашной со следующим чередованием культур го-рохоовсяная смесь (занятый пар) — озимая пшеница — озимый ячмень — кукуруза на силос — озимая пшеница — горох — озимая пшеница — яровой рапс
Непосредственно под звено севооборота (горохоовсяная смесь — озимая пшеница — озимый ячмень) на фоне отвального способа обработки почвы на глубину 20— 22 см относительно контроля изучались следующие системы удобрения
-
рекомендованная — насыщенно лъ звена севооборота NPK 137 кг/га, в т ч N57P70K10 при соотношении N Р К=1 1,24 0,18+6,7 т/га органических удобрений,
-
биологшированкая — насыщенность звена севооборота NPK 73 кг/га, в т ч N^PjJK, при соотношении N Р К=1 0,69 0+9,2 т/га органических здобрений,
-
расчетная — насыщенность звєнї севооборота NPK177 кг/га, в т. ч N85P75K17 при соотношении N Р К-1 0,88 3,2+6,7 т/га органических удобрений на урожайность горохоовсяной смеси — 300 ц/га, озимой пшеницы — 65 ц/га, озимого ячменя — 60 ц/га
Схема опыта построена по методу расщепления делянок, повторность опыта трехкратная Общая площадь делянки 108 м2, ширина — 7,2 м, длина — 15 м, а учетная площадь — 50 м2
Полевые опыты сопровождались следующими анализами, учетами и наблюдениями- содержание в расі ениях азота, фосфора и калия по Б А Ягодину (1987), накопление сухой биомассы и структ/ра урожая по методике Г С И (1971), учет урожая зерновых культур методом механизированной уборки, кормовых культур
методом ручкой уборки с последующим пересчетом на стандартную влажность и чистоту по методике Госсортоиспытания (1971) Качество растениеводческой продукции'белок — ГОСТ 10846-91, крахмал — ГОСТ 10845-98, массовойдоли клейковины — ГОСТ 13586 1, стекловидносп, — ГОСТ 10987; масса 1000 зерен — ГОСТ 10842-89, натура - ГОСТ 10840-64, сырой протеин - ГОСТ 13496-17-84, сырой жир — методом обезжиренного остатка (ГОСТ 236 57—79), сырая клетчатка—по Геннебергу и Штоману (ГОСТ 13496 2—84), сырая зола — методом сухого озоления (ГОСТ 26226—84) Расчет выход.! кормовых единиц по общепринятой методике Всесоюзного института кормов им Вильямса (1985) на основании собственных аналитических данных, перевод урожая сельскохозяйственных культур в сопоставимые показатели по методике И В Пустового с соавт (1995)
В почвенных образцах определяли содержание гумуса — по Тюрину в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26213-91; подвижных форм фосфора и обменного калия — по Мачипшу в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26205-91, нитратного азота — по методу Грандваль — Ляжу, ГОСТ 26488-91; рН почвы — в водной суспензии, ГОСТ 26423-85, влажность почвы — весовым методом по Б А Дсспехову (1987)
Валовые формы тяжелых металлов в растениях и почве определяли атомно-ад-сорбционной спектрофотометрией (novAA 300) Экономическая эффективность систем удобрений рассчитана по технологичесісим картам, с использованием действующих нормативных затрат и цен (2007), статистическая обработка экспериментальных данных проводилась корреляционно-реіресионньїм и дисперсионным методами (Б А. Доспехов, 1985)
