WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

БЕЛЬЧЕНКО Сергей Александрович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

ЮГО-ЗАПАДА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ

Специальность 06.01.04 – агрохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Брянск – 2011

Работа выполнена на кафедре растениеводства и общего земледелия

ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» и

ГУ «Новозыбковская государственная сельскохозяйственная опытная

ВНИИ люпина»

Научный консультант  -

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Белоус Николай Максимович

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Яговенко Людмила Лазаревна

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Титова Вера Ивановна

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Мерзлая Генриетта Егоровна

Ведущая организация – ФГОУ ВПО «Орловский государственный 

аграрный университет»

Защита состоится 30 декабря 2011 года в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 220.005.01 в ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 243365, с. Кокино Выгоничского района Брянской области.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Брянской государственной сельскохозяйственной академии.

Автореферат разослан 30 ноября 2011 года и размещен на сайте ВАК

Минобрнауки РФ www.vak.ed.gov.ru.

Просим принять участие в работе совета или прислать свой отзыв на  автореферат диссертации в 2-х экземплярах, заверенных печатью.

Ученый секретарь

диссертационного совета, 

доктор с.-х. наук Дронов А.В. 

ОБЩАЯ  ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.  Высокая эффективность аграрного комплекса страны в 90-е годы базировалась на интенсивном применении органических и минеральных удобрений, фосфоритовании и известковании почв (Авдонин, Лебедев, 1970; Мамченков, Васильев, 1972; Панников, 1977; Семенов, 1987; Державин, 1998; Ладонин, 1998; Богдевич, Лапа, 1998; Кореньков, 1999; Мерзлая, 2002; Минеев, 2004, Белоус и др. 2011 г.).

На современном этапе возникают определенные трудности по компенсации средств химизации, применяемых ранее в значительных количествах, агротехническими и биологическими мерами повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Проблема эта сложная и, как показывает опыт зарубежных стран, чаще всего ведет к снижению сборов растениеводческой продукции.

Стоит также вопрос о сохранении почвенного плодородия и повышении выхода сельхозпродукции за счет использования всех возможных дешевых ресурсов: соломы зерновых и бобовых культур, зеленых удобрений с запашкой всей надземной массы, а также стерни; пожнивных сидератов, которые способны обогащать почву органическим веществом. Этого требуют не только экономические условия, но и экологические, т.к.  снижается степень загрязнения окружающей среды, почвы, сельскохозяйственной продукции. Неотложность решения данной проблемы связана с разным экономическим положением сельхозпредприятий, а  результаты научных исследований  дают обоснование  применения оптимальных систем удобрения под каждую культуру и севооборота в целом с целью получения продукции с нормативными качественными показателями.

Цель и задачи исследований.  Цель данной работы – совершенствование и энергетическое обоснование  систем  удобрения  технологий  возделывания сельскохозяйственных  культур  в различных севооборотах для производства  высококачественной продукции и сохранения уровня плодородия почвы.

В связи с этим решались следующие задачи:

– дать обоснование систем удобрения интенсивной, биологической и  альтернативной технологии  под сельскохозяйственные культуры различных севооборотов;

– выявить влияние систем удобрения  изучаемых технологий на урожайность возделываемых культур;

– определить качественные параметры  сельскохозяйственных культур в зависимости от применяемых систем удобрения интенсивной, биологической и альтернативной технологий;

- изучить влияние систем удобрения технологий возделывания на продуктивность севооборотов;

– определить накопление пожнивно-корневых остатков под влиянием систем удобрения в технологиях возделывания;

– установить и обосновать балансы элементов питания;

– исследовать изменения агрохимических показателей почвы в зависимости от систем удобрения;

– определить энергетическую эффективность интенсивных, биологических и альтернативных технологий возделывания сельскохозяйственных культур.

Научная новизна.  Впервые разработаны  оптимальные системы удобрения в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур на дерново-подзолистых песчаных почвах в полевых зернопропашных и кормовых севооборотах  с разной насыщенностью зерновыми, с целью производства высококачественного продовольственного и фуражного зерна, грубых и сочных  кормов для животноводства.

Дана сравнительная  оценка технологий возделывания сельскохозяйственных культур с разными системами удобрений в севооборотах по сохранению уровня плодородия песчаных почв дерново-подзолистого типа.

Определены оптимальные системы удобрения технологий возделывания,  обеспечивающие минимум энергозатрат на производство одной зерновой единицы.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Сравнительная эффективность систем удобрения в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур по урожайности и продуктивности севооборотов.

2. Формирование сельскохозяйственной продукции с хорошими параметрами качества в зависимости от систем удобрения интенсивной, биологической и альтернативной технологиях.

3. Влияние систем удобрения в технологиях возделывания на основные агрохимические показатели почвенного плодородия дерново-подзолистых песчаных почв.

4. Энергетическая эффективность  систем удобрения в технологиях возделывания в севооборотах.

Практическая значимость результатов исследований. 

Научными исследованиями установлены оптимальные системы удобрения интенсивной, биологической и  альтернативной технологий с разными  энергетическими параметрами,  которые составят основу для  практических рекомендаций сельхозтоваропроизводителям всех форм собственности. Системы удобрения технологий возделывания  разработаны под каждую культуру и севооборот в целом для получения продукции с хорошими показателями качества.

Апробация работы. Основные  положения диссертационной работы доложены на Международной конференции «Молодые ученые – возрождению сельского хозяйства России в  XXI веке» (Брянск, 2000); международной научно-практической конференции «Использование достижений современной биологической науки при разработке технологии в агрономии, зоотехнии и ветеринарии» (Брянск, 2002); международной  научно-практической конференции «Технологические аспекты производства продукции  растениеводства и животноводства» (Брянск, 2004);  41 международной научной конференции «Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур» (Москва, 2007);  международной научно-практической конференции «Инновации в технологиях возделывания  сельскохозяйственных культур» (Горки, 2010); международной  научно-методической  конференции учреждений участников Геосети России и стран СНГ (Москва, 2010); международной научно-практической  конференции «Агроэкологические аспекты устойчивости развития АПК на территориях, загрязненных радионуклидами» (Брянск, 2011); «Агроэкологические аспекты устойчивости развития АПК (Брянск, 2011); Международной научной конференции «Эффективность использования удобрений и других средств химизации в целях воспроизводства плодородия почв и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур» (Москва, 2011).

Отдельные материалы диссертации докладывались и  обсуждались на заседаниях кафедры растениеводства  и общего земледелия Брянской ГСХА и Ученого совета ГНУ НСОС ВНИИ люпина.

Публикации результатов исследований.  По материалам диссертационной работы опубликованных в 40 научных изданий, в том числе: 1 монография, 3 учебных пособия и 10 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Организация исследований и личный вклад автора.  Личное участие автора заключается в разработке  методики экспериментов, постановке и организации проведения полевых  и лабораторных опытов, получении основной части  экспериментального материала (85%), анализе и интерпретации  результатов, проведении статистической и энергетической оценки данных исследований, формулировании  закономерностей, выводов и рекомендаций производству.

Структура и объем диссертации.  Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, списка  литературы, включающего 591 источник, в том числе 41 зарубежных авторов. Диссертация изложена на 385 страницах  машинописного текста, включает 131 таблицу, 11 рисунков и 34 приложения.

Автор выражает  искреннюю признательность за ценные советы и помощь в  выполнении работы научному консультанту доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н.М. Белоусу и доктору сельскохозяйственных наук М.Г. Драганской за ценные советы и замечания и благодарит сотрудников кафедры растениеводства и общего земледелия, кафедры биологии, кормопроизводства, селекции и семеноводства, а также руководителей и сотрудников предприятий: директора ФГУ «Брянскагрохимрадиология» П.В. Прудникова и директора ФГУ «Брянская МВЛ» И.И. Сидорова.

 

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и  методика проведения исследований

Исследования проводились на  дерново-подзолистой супесчаной и  песчаной почве Новозыбковской государственной сельскохозяйственной опытной  станции ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова в лаборатории органических удобрений  согласно тематического плана НИР ВИУА и ВНИИА в длительных стационарных опытах в 2000-2010 гг.

Опыт 1. (2000-2010 гг.) «Сравнительная эффективность применения систем удобрения на дерново-подзолистых песчаных почвах в условиях радиоактивного загрязнения».

Стационарный опыт заложен на трех полях в 1996, 1997 и 1998 гг. в севообороте: картофель – ячмень – сераделло-овсяная смесь – озимая рожь + пожнивный сидерат (редька масличная). Данный севооборот  сохранился в опыте до 2000 года.

В 2001 году на одном из полей изменили чередование культур: кукуруза на з/м –  ячмень – овес – озимая рожь, т.е. системы удобрения, изучали  в зернокормовом севообороте с 75% насыщенностью зерновыми.

По окончании второй ротации  зернопропашного  севооборота (1996 г. закладки) был заложен  кормовой севооборот с 50% насыщенностью зерновыми: кукуруза на з/м – ячмень – люпин на з/м – озимая рожь. В четвертой ротации севооборота (2008 г.)  заложили севооборот: кормовая свекла – ячмень –  сераделло-овсяная смесь – озимая рожь (окончание в 2011 г.).

Изучали интенсивную, биологическую и альтернативную технологии возделывания сельскохозяйственных культур.

1. Интенсивная технология включала следующие системы удобрения:  органическая – 80 и 120 т/га подстилочного навоза (П.Н.) и бесподстилочного навоза КРС (Б.Н.) в дозе , рассчитанной по содержанию азота в 40 т  подстилочного навоза; органоминеральная – аналогичные дозы навоза в сочетании с минеральными удобрениями, в дозе эквивалентной содержанию NPK в 40 т/га подстилочного навоза.

2. Биологическая технология представлена системами удобрения, основанными на  использовании минимальной дозы подстилочного навоза - 40 т/га и  бесподстилочного КРС (эквивалент по азоту 40 т/га подстилочного навоза); соломы озимой ржи, оставленной на поле в измельченном виде после уборки. В среднем урожайность соломы озимой ржи составила 4,2 т/га с колебаниями  от 3 до  6 т/га, а по количеству внесенного органического вещества  приравнивается к 15-17 т  подстилочного навоз.  Пожнивный  сидерат (редька  масличная) – укосная масса, сформированная за  осенний период (с 05.VIII  по 15.X). Урожайность зеленой массы редьки масличной колебалась от 10 до 35 т/га, что в переводе на подстилочный навоз составляет 2,5-8,8 т/га.

Системы удобрений с соломой и сидератом создавались осенью  предшествующего года под пропашную культуру севооборота. После уборки озимой ржи комбайном «Сампо 500», измельченная солома равномерно распределялась на соотвествующих вариантах , где ее заделывали в 2 следа тяжелыми дисковыми боронами БДТ-3 на глубину 10-12 см.  Поле прикатывали РВК-3,6 или доминатором, высевали  редьку масличную (конец июля – начало августа)  с нормой 35-40 кг/га по соломе и в чистом виде. При благоприятно сложившихся погодных условиях, особенно наличии влаги, всходы появлялись на 5-6 день, а в середине октября надземная масса запахивалась.

3. Альтернативная технология  представлена следующими системами удобрений: 1 – минеральные удобрения – эквивалент содержания их в 40т подстилочного навоза в сочетании с соломой; 2 – минеральные удобрения с сидератом пожнивным; 3 – минеральные удобрения с соломой и сидератом.

В 2006 году  на поле № 3 вместо зернопропашного севооборота заложен  зернопропашной кормовой: кормовая свекла – ячмень – овсяно-люпиновая смесь (на зерно) – озимая рожь. Изменена была схема опыта, по которой изучали интенсивную технологию возделывания, включающую минеральную повышенную систему (2 NPK  по выносу) органическую – 80 т/га бесподстилочного навоза и органоминеральную – 40 и 80 т/га навоза с N136P44K218 (по выносу); альтернативную технологию – минеральную систему по выносу (N136P44K218), умеренную органическую (40 т/га навоза), органоминеральную (40 т/га навоза + N68P22K109 и 20 т/га навоза + N68P22K109).

В 2008 году при органической системе под кормовую свеклу вносили подстилочный навоз 80 и 120 т/га, бесподстилочный – 72 и 108 т/га. Соответствующие дозы навоза в сочетании с минеральными удобрениями N168P48K108 (эквивалент 40 т/га  подстилочного навоза) и N136K218 (по выносу) составили органоминеральную систему интенсивной технологии.  Альтернативная технология представлена  уменьшенной дозой  навоза – 40 и 36 т/га и минеральных удобрений – N84P22K54 и N68K109. По минеральной системе изучали полные дозы N168P48K108, N136K218 и уменьшенные вдвое, а также отдельно азотное и калийное удобрение.

Полная схема внесения удобрений под первую культуру севооборота представлена в таблице 1.

1. Схема внесения  удобрений  под  первую культуру севооборота

п/п

Севооборот

Интенсивная технология

Биологическая технология

Альтернативная технология

система удобрения

органическая,

т/га

органоминеральная

навоз,

т/га

солома

сидерат

солома +

сидерат

т/га

навоз,

т/га

кг/га

П.Н.

Б.Н.

т/га

кг/га

П.Н.

Б.Н.

т/га

солома

сидерат

солома +

сидерат

П.Н.

Б.Н.

N

P

K

П.Н.

Б.Н.

N

P

K

1

Зернопропашной 1

80

100

80

100

120

80

100

40

50

4,1

35

4,1+35


120

150

120

150

120

80

100

4,1

35

4,1+35

120

80

100

2

Зернопропашной 2

80

66

80

66

132

48

84

40

33

6

30

6+30


120

99

120

99

132

48

84

6

30

6+30

132

48

84

3

Зернокормовой

75% зерновых

80

54

80

54

148

68

104

40

27

3

18

3+18


120

81

120

81

148

68

104

3

18

3+18

168

68

104

4

Зернокормовой

50% зерновых

80

96

80

96

164

24

40

40

48

4,4

10

4,4+10


120

144

120

144

164

24

40

4,4

10

4,4+10

164

24

40

5

Зернокормовой 3

80

40

136

44

218

20

68

22

109

80

136

44

218

40

68

22

109

272

88

436

136

44

218

6

Зернокормовой 3

80

72

80

72

168

44

108

40

36

84

22

54

136

-

218

68

-

109

120

108

120

108

168

44

108

168

44

108

136

-

218

84

22

54

136

218

68

109

Примечание: под остальные культуры севооборота внесено общим фоном:  1 и 2  – N180P40K150, 3-6 – N180K150

Навоз и  минеральные удобрения вносили весной под перепашку зяби.

Характеристика вида  органических удобрений представлена в таблице 2.

2. Содержание NPK и цезия-137 в навозе, соломе и сидерате

Год

Показатели

Вид навоза

Солома

Сидерат

NPK кг/га, экв. 40 т/га подстил.

навоза

подсти-

лочный

беспод-

стилочный

2000

N, %

0,30

0,24

0,80

1,38

120

Р2О5, %

0,20

0,15

0,48

1,04

80

К2О, %

0,25

0,20

1,80

3,23

100

137Cs, Бк/кг

4391

517

172

54

-

Доза, т/га

40

50

4,1

35,0

-

2001

N, %

0,37

0,55

1,00

1,5

148

Р2О5, %

0,17

0,21

0,56

1,06

68

К2О, %

0,26

0,38

2,17

3,73

104

137Cs, Бк/кг

1237

1354

200

133

-

Доза, т/га

40

27

3,0

18,1

-


2002

N, %

0,33

0,40

1,07

1,4

132


Р2О5, %

0,12

0,19

0,61

1,0

48


К2О, %

0,21

0,37

2,78

3,5

84


137Cs, Бк/кг

1061

780

220

165

-


Доза, т/га

40

33

6

30,0

-


2004

N, %

0,41

0,78

1,70

164


Р2О5, %

0,06

0,40

1,06

24


К2О, %

0,01

1,82

3,8

40


137Cs, Бк/кг

2751

190

157

-


Доза, т/га

40

48

4,4

10,0

-


2006*

N, %

-

0,25

-

-

100*


Р2О5, %

-

0,11

-

-

44


К2О, %

-

0,21

-

-

84


137Cs, Бк/кг

-

1214

-

-


Доза, т/га

-

40

-

-


2008

N, %

0,42

0,46

-

-

168


Р2О5, %

0,12

0,16

-

-

48


К2О, %

0,27

0,23

-

-

108


137Cs, Бк/кг

1417

991

-

-


Доза, т/га

40

36

-

-

*Примечание: NPK экв. 40 т/га бесподстилочного навоза КРС

Минеральные удобрения вносили в виде аммиачной селитры, простого гранулированного суперфосфата, хлористого калия.

Опыт 2.  Микрополевой , краткосрочный, заложен в 2001-2003 гг.

Цель опыта – изучить  степень разложения подстилочного, бесподстилочного навоза КРС, соломы и сидерата в полевых условиях, в  зависимости от срока экспозиции: через 6 месяцев, 1,5 года, 2,5 года. Виды навоза в количестве 1 кг, 2 кг и 3 кг при естественной влажности  были размещены в капроновых мешочках на глубине 0-20 см рендомизировано в 3-х кратной повторности. Для определения степени разложения в мешочки помещены резаная солома и зеленая масса редьки масличной (0,5 см). Почва заложена послойно в соответствии с выемкой и уплотнена. Разложение навоза, соломы и сидерата шло под влиянием имеющихся в них микроорганизмов, температурных условий и увлажнения.

Закладка опытов  происходила на дерново-подзолистой песчаной  слабо и средне окультуренной почве с агрохимическими показателями, представленными в таблице 3. Колебания по содержанию обоснованы  поделяночным определением, которое охватывало все изменения пахотного слоя (0-20 см). Более низким уровнем плодородия  отличались опыты закладки 2001 года п.№2 (кормовой с 75% зерновых), 2002 года (зернопропашной 2) и 2006 года (кормовой 3,  п.№5 лев.  стор.).

3. Агрохимическая характеристика почвы опытных полей

Год

закладки

Гумус,

%

рН(KCl)

Нг

S

Р2О5

К2О

мг-экв. на 100 г

мг/кг

Интенсивная технология

2000

2,10-2,38

6,00-6,41

0,55-1,07

8,5-11,3

400-440

67-88

2001

1,94-2,01

4,54-5,41

1,77-2,76

5,1-7,4

235-281

39-64

2002

1,66-2,24

5,38-6,09

1,10-1,70

6,3-9,3

280-327

46-62

2004 и 2008

2,10-2,39

5,72-6,02

1,18-1,52

9,8-11,3

258-333

50-80

2006

1,75-2,15

5,10-5,75

1,60-1,95

4,5-6,3

255-295

38-54

Биологическая технология

2000

2,18-3,43

6,08-6,53

0,53-0,82

10,0-15,3

330-400

70-77

2001

1,89-1,98

5,51-5,80

2,00-2,30

5,2-6,9

247-294

37-67

2002

1,62-2,12

5,62-6,19

0,80-1,70

5,8-8,7

249-277

44-58

2004 и 2008

2,04-3,30

5,85-6,23

0,85-1,33

10,9-15,3

282-359

69-75

2006

1,68-2,10

5,32-6,09

1,17-2,16

4,1-7,2

224-264

44-57

Альтернативная технология

2000

2,24-3,23

5,96-6,53

0,72-1,24

9,0-15,5

314-362

68-77

2001

1,91-2,00

5,32-5,80

1,24-1,75

6,9-8,1

237-287

44-70

2002

1,92-2,22

5,87-5,94

1,20-1,30

7,8-8,2

244-273

50-53

2004 и 2008

2,13-3,13

5,78-6,28

1,21-1,85

10,4-14,1

324-350

74-79

2006

1,84-2,02

5,57-5,70

1,55-2,17

6,4-7,2

238-261

47-49

Общим фоном применяли пестициды: под картофель – децис, банкол, актара 0,3 кг/га; ридомил и даконил 2,5 кг/га; под ячмень и овес – диален 1,5 кг/га; под озимую рожь – фундазол 0,6 кг/га.

Органические удобрения вносили механизировано РОУ-5, минеральные – вручную, поделяночно.

Повторность трехкратная, расположение  рендомизированое, посевная площадь 54-62 м2,  учетная 33-38 м2. Обработку данных проводили по Б.А. Доспехову с применением компьютерной программы «Stat».

Объектом исследования были сорта: картофеля – «Темп» и «Резерв»; озимой ржи – «Пуховчанка»;  ячменя – «Гонар», «Сябр», «Баронесса»; овса – «Скакун»; сераделлы – «Скороспелая 3587»; люпина –  «Кристалл»; кукурузы на силос – «Бемо 182»;  кормовой свеклы – «Ротевальц».

Основная обработка почвы – зяблевая вспашка (ПЛН-3-35). Под картофель, кукурузу  и корнеплоды проводили перепашку зяби для заделки органических и минеральных удобрений, под остальные культуры весенняя культивация и прикатывание (РВК-3,6).

Агротехника возделывания культур общепринятая для Брянской области: посадка картофеля – на гребнях с междурядьями 70 см;  посев кукурузы и кормовой свеклы - широкорядно (70 см); остальные культуры – рядовым способом.

Сеяли зерновые – СЗН-3,6;  кукурузу и кормовую свеклу  – СОН-4,2; картофель сажали – СК-2,8,

Обработка посевов картофеля, кукурузы и корнеплодов вслепую и до всходов велась сетчатой бороной БЗСС-1,0, а междурядная – с помощью культиватора КОН-4,2.

Уборку урожая зеленой массы кукурузы, сераделлы с овсом, люпина, клубней картофеля, корнеплодов кормовой свеклы проводили вручную поделяночно, а зерновых культур – комбайнами СК-5 "Нива" и "Сампо 500" с последующим взвешиванием.

Систему борьбы с сорняками, болезнями и вредителями проводили общим фоном для чего использовали ОПШ-15, отечественные и зарубежные препараты, разрешенные для применения.

Смешанные образцы почвы пахотного горизонта отбирались тростевым буром на I и III повторениях с 10 точек, а до 1 м – буром Малькова с 5 точек. Анализы выполняли по стандартным методикам: влажность почвы – высушиванием навески в сушильном шкафу при  t 105С в течение 7 часов; рН солевой вытяжки – потенциометрически ГОСТ-26486-85, гидролитическую кислотность – по Каппену ГОСТ 26219-81; сумму поглощенных оснований – по Каппену-Гильковицу ГОСТ 27821-88; обменные СаО и МgО – трилонометрически; гумус по Тюрину ГОСТ 26213-91 в модификации Симакова; групповой состав гумуса – по Тюрину в модификации Пономаревой и Плотниковой; нитраты – колориметрически; подвижный фосфор – по Кирсанову ГОСТ 26207-91; формы фосфора – по Чангу-Джексону; обменный калий – по Кирсанову; легкообменный – в 0,05н СаСl2; необменный – по Пчелкину.

Средние образцы растений для анализа отбирались на двух повторностях опыта. Определяли: сухое вещество – по Петербургскому; золу – по Лебедянцеву; содержание азота, фосфора, калия, клетчатки, пленчатости на инфракрасном спектрометре; нитраты – колориметрически; крахмал – по удельному весу клубней на весах Парова; витамин С – по Мурри; тяжелые металлы – с помощью атомно-адсорбционного спектрометра; вкусовые качества – органолептически; содержание цезия-137 – на спектрометре «Гамма 1С».

Определение нитратов и питательных веществ в кн. «Корма, комбикорма, комбикормовое сырье: нитраты – ГОСТ  Р50465-99; азот и сырой протеин – ГОСТ 13496,4-93; сырого жира – ГОСТ 13496,15-97;  сырой клетчатки – ГОСТ 13496,2-93; сырая зола – ГОСТ 26226-95; растворимые и легкогидролизуемые углеводы – ГОСТ 26176-91; кальция – ГОСТ 26570-95. Содержание радионуклидов – гаммаспектрометрическая установка УСК «Гамма-Плюс» – ГОСТ 8556-91. Переваримый протеин – по Барнштейну - ГОСТ 28178-89. Аминокислотный состав – методом капиллярного электрофореза М-04-38-2009.

За время вегетации растений проводили фенологические наблюдения:

  1. Фазы развития озимой ржи, ячменя и овса – всходы, кущение, выход в трубку, колошение или выметывание метелки, восковая спелость.
  2. Картофеля – всходы, бутонизация, цветение, созревание.
  3. Кукурузы – всходы, 6-7 листьев, выметывание метелки, образование початков, созревание.
  4. Сераделлы – всходы, розетка, 6-7 листьев, цветение, образование бобиков, созревание.
  5. Люпина – всходы, бутонизация, цветение, сизоблестящий боб, созревание.
  6. Кормовая свекла – всходы, 5-7 листьев, начало корнеобразования

За 11 лет исследований было поставлено более 20 полевых опытов с восьмью культурами. Учтен урожай с 5 тыс. делянок. Проанализировано около 1,5 тыс. растительных и 5 тыс. почвенных образцов.

Климатические условия зоны относятся к неустойчивым  по увлажнению,  с неравномерным распределением осадков и значительной  продолжительностью сухих, жарких периодов  в течение вегетации, отрицательно влияющих на эффективность применяемых удобрений. Среднегодовое количество осадков колеблется от  500 до 700 мм, в том числе за вегетационный период (май-сентябрь) от 270 до 340 мм. Среднегодовая температура 6,5оС, за вегетационный период: в мае – 14,9оС (колебания от 12,6 оС до 16,2оС), июне – 21,1оС (от 19,3 оС до 25,6оС), августе – 19,4 оС (от 18,4 оС до 20,4оС). Продолжительность безморозного периода 200-220 дней, сумма положительных температур 3000-3200оС.

В годы исследований по сумме осадков за вегетационный период наиболее засушливыми  были 2000 г. (май-июнь, август) 2002, 2003 (май, июнь – I и II декады), 2005 г. (июль-август), 2007 г. (май и август), 2008 и 2010 гг.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Совершенствование систем удобрения в  технологиях возделывания

сельскохозяйственных культур в севооборотах 

юго-запада Нечерноземной зоны России

Влияние систем удобрения на урожайность культур

Результаты длительного стационарного опыта показали, что органическая система удобрений интенсивной технологии с подстилочным навозом менее эффективна , чем с бесподстилочным: разница в урожайности картофеля составила 2,5-2,6 т/га. Органоминеральная система удобрений превышает органическую с подстилочным навозом на 9,0-10,1 т/га и на 6,5-8,2 т/га с бесподстилочным. Вид навоза урожайность клубней картофеля не изменял и соответственно не обеспечивал достоверной его прибавки.

На урожайность зеленой массы кукурузы эффективнее действовал бесподстилочный навоз относительно подстилочного. Органоминеральная система удобрения в сравнении с органической обеспечила рост урожайности с подстилочным навозом на 4,7-6,1 т/га, с бесподстилочным - на 4,4-4,8 т/га. Прибавки зеленой массы от тройных доз обоих видов навоза находились в пределах ошибки опыта.

Максимальные дозы бесподстилочного навоза оказали положительное влияние на урожайность кормовой свеклы: получены достоверные прибавки от органической и органоминеральной системы 9,9 т/га и 6,0 т/га. Урожайность корнеплодов по органоминеральной системе соответственно превышала органическую на  12,7-16,6 т/га.

Таким образом, в прямом действии органоминеральные системы удобрения интенсивной технологии смогли обеспечить высокую урожайность клубней картофеля, зеленой массы кукурузы, корнеплодов кормовой свеклы с преимущественным  влиянием бесподстилочного навоза над подстилочным.

Положительное последействие (1ый  год) органоминеральной системы удобрения установлено в посевах ячменя: прибавки урожайности зерна с подстилочным навозом составили 0,64-0,84 т/га, с бесподстилочным – 0,76-0,75 т/га. Преимущество тройной дозы над двойной обеспечил подстилочный навоз по органической (0,23 т/га) и органоминеральной  системе (0,43 т/га) удобрения.

Последействие систем удобрения интенсивной технологии на второй год испытывалось в посевах овса, люпина и сераделло-овсяной смеси. Данные таблицы 4 свидетельствуют, что продуктивность овса значительно уступает ячменю не только как более удаленная культура по севообороту, но из-за крайне неблагоприятных условий вегетации по увлажнению. Различия по урожайности зерна овса, сераделло-овсяной смеси и зеленой массы люпина между видами и дозами навоза, а также системами удобрений не существенны.

Замыкающей культурой в севообороте возделывалась озимая рожь, урожайность которой превосходила яровые зерновые. Выявлено преимущественное влияние подстилочного навоза над бесподстилочным: по органической системе разница по урожайности зерна составила 0,20 и 0,18 т/га и органоминеральной 0,09-0,11 т/га. Органоминеральная система удобрения с тройной дозой обоих видов навоза обеспечила достоверную прибавку урожая зерна.

По биологической технологии минимальная доза подстилочного (40 т/га) и бесподстилочного (41,5 т/га) навоза способствовала получению урожайности клубней картофеля (11,6 и 11,5 т/га), уступающей в 1,4-3,1 раза интенсивной технологии, а использование соломы, сидерата и их сочетания обеспечило одинаковую урожайность (13,3-15,4 т/га) с органической системой удобрения.

Умеренные дозы навоза и соломы с сидератом по урожайности зелёной массы кукурузы (35,3, 37,9 и 35,0 т/га) оказались эффективнее, чем солома и сидерат, внесённые отдельно (32,9 и 33,6 т/га). Системы удобрения биологической технологии по урожайности уступали как органической (на 0,5-8,0 т/га), так и органоминеральной системе удобрения (на 4,9-22,8 т/га) в меньшей степени по навозу и в большей – соломе и сидерату.

4. Влияние систем удобрения интенсивной технологии на урожайность сельскохозяйственных культур, т/га

Система

удобрения

Прямое действие

Последействие

картофель (клубни)

кукуруза (з/м)

кормовая свекла

(корнеплоды)

1-й год

ячмень (зерно)

2-й год

овёс (зерно)

сераделло-овсяная смесь (з/м)

люпин (з/м)

3-й год

озимая рожь (зерно)

П.Н. 2 дозы

12,4

37,0

---

1,38

1,21

32,5

31,2

2,17

П.Н. 3 дозы

13,0

39,7

---

1,61

1,36

32,9

33,0

2,22

Б.Н. 2 дозы

14,9

38,4

37,1

1,42

1,25

31,3

32,1

1,97

Б.Н. 3 дозы

15,6

40,9

47,0

1,58

1,32

32,1

32,1

2,04

П.Н. 2 дозы + NPK

22,5

43,1

---

2,02

1,39

35,4

31,4

2,35

П.Н. 3 дозы + NPK

22,0

44,4

---

2,45

1,41

35,0

32,8

2,47

Б.Н. 2 дозы + NPK

23,1

42,8

53,7

2,18

1,32

33,7

31,2

2,26

Б.Н. 3 дозы + NPK

22,1

45,7

59,7

2,33

1,44

34,1

32,2

2,36

HCP 05, т/га

2,4

3,1

4,5

0,23

0,22

2,5

3,4

0,23

Примечание: 1 доза подстилочного навоза фиксирована – 40 т/га, а бесподстилочного навоза эквивалентна по азоту; NPK эквивалентно содержанию в 40 т/га подстилочного навоза.

В посевах кормовой свеклы урожайность корнеплодов различалась незначительно: отмечена тенденция к повышению сбора корнеплодов в случае последействия соломы и сидерата отдельно (38,9-39,3 т/га) по сравнению с их совместном внесении и минимальной дозой навоза. Урожайность кормовой свеклы по биологической технологии была ниже интенсивной с органической системой удобрения, при максимальной дозе бесподстилочного навоза на 7,7-10,4 т/га и органоминеральной на 14,4-23,1 т/га.

Высокая эффективность последействия систем удобрения биологической технологии на ячмене получена при совместном внесении соломы с сидератом (1,61 т/га) и сидерата (1,38 т/га), которые по урожайности зерна приравнивались к органической системе интенсивной технологии, но при этом уступали органоминеральной в пределах 0,41-1,07 т/га.

Урожайность зерна овса по биологической технологии ( 1,21-1,73 т/га ) одного уровня с интенсивной (1,21-1,44 т/га). Ниже от последействия умеренных доз навоза (1,21-1,24 т/га) и выше от соломы (1,67 т/га), сидерата (1,73 т/га) и соломы с сидератом (1,68 т/га). Это связано с тем, что овёс высевался (2008 г.) совместно с люпином, что благоприятно сказалось на урожайности.

5. Влияние систем удобрения биологической технологии на урожайность сельскохозяйственных культур, т/га

Система

удобрения

Прямое действие

Последействие

картофель (клубни)

кукуруза (з/м)

ячмень

(зерно)

овёс (зерно)

сераделло-овсяная смесь (з/м)

люпин (з/м)

озимая рожь (зерно)


П.Н. 1 доза

11,6

35,3

1,15

1,21

30,9

32,0

1,93


Б.Н. 1 доза

11,5

37,9

1,17

1,24

30,3

33,9

1,89


Солома озимой ржи

13,8

32,9

1,25

1,67

32,5

31,3

1,90


Сидерат пожнивный

15,4

33,6

1,38

1,73

31,2

32,5

2,09


Солома с сидератом

14,7

35,0

1,61

1,68

33,2

32,0

2,16


HCP 05, т/га

2,5

3,5

0,22

0,24

2,7

3,6

0,23


В последействии системы удобрения биологической технологии мало изменяли урожайность зелёной массы люпина (31,3-33,9 т/га) и сераделло-овсяной смеси (30,3-33,2 т/га). Если по люпину различий по урожайности зелёной массы между биологической  и интенсивной технологиями не получено, то по сераделло-овсяной смеси урожайность была одного порядка с органической системой и уступала (0,5-5,1 т/га) органоминеральной.

На озимой ржи последействие (3й  год) систем удобрения биологической технологии снижалось: урожайность зерна от умеренных доз составила 1,89-1,93 т/га, от соломы, сидерата их сочетания – 1,90-2,16 т/га. Полученные результаты по урожайности идентичны тем, что обеспечила органическая система интенсивной технологии, но ниже относительно органоминеральной системы на 0,10-0,48 т/га.

По альтернативной технологии системы удобрения сформировали урожайность клубней картофеля (21,1-24,0 т/га) на уровне органоминеральной системы интенсивной технологии и превышающую органическую в 1,5-1,9 раза, а также биологическую технологию в 1,8-2,1 раза при применении умеренных доз навоза и в 1,4-1,6 раза соломы , сидерата и их сочетания (табл. 6).

6. Влияние систем удобрения альтернативной технологии на урожайность сельскохозяйственных культур, т/га

Культура

Система удобрения

NPK + солома

NPK + сидерат

NPK + солома + сидерат

Б.Н. 20 т/га + N68P22K109

Б.Н. 40 т/га + N68P22K109

Картофель (клубни)

21,1

23,1

24,0

Кукуруза (з/м)

41,9

40,8

41,8

Кормовая свекла

(корнеплоды)

47,3

58,4

Ячмень (зерно)

1,42

1,88

1,90

Овёс (зерно)

1,72

1,73

1,63

Сераделло-овсяная смесь (з/м)

37,1

35,1

33,9

Люпин (з/масса)

31,6

31,5

30,5

Озимая рожь (зерно)

2,10

2,40

2,26

Урожайность зеленой массы кукурузы от систем удобрения альтернативной технологии (40,8-41,9 т/га) была на уровне  применения максимальной дозы навоза в органической системе, но уступала органоминеральной на 0,9-4,8 т/га и превышала биологическую на 2,9-9,0 т/га.

В последействии системы удобрения альтернативной технологии оказывали положительное влияние на урожайность зерна ячменя (1,42-1,90 т/га) и овса (1,63-1,73 т/га). Урожайность по ячменю приближена к органоминеральной системе, а по овсу превышает ее.

Урожайность зеленой массы люпина по альтернативной технологии не отличается от других технологий, а сераделло-овсяной смеси (33,9-37,1 т/га) - на уровне органоминеральной системы интенсивной технологии, но выше биологической технологии на 0,7-6,2 т/га и органической системы на 1,0-5,8 т/га. Последействие систем удобрения альтернативной технологии на 3 год снижалось, однако урожайность озимой ржи (2,10-2,40 т/га) была на уровне биологической и интенсивной технологии.

Продуктивность севооборотов

Продуктивность зернопропашного севооборота 1 и 2, кормового с 75% зерновых по органической системе одного порядка в пределах 32-35 ц зерновой единицы/га, тогда как кормового с 50% зерновых она выросла до 44-49 ц зерновой единицы/га за счет повышения урожайности кукурузы и люпина на зелёную массу. Установлено преимущество органоминеральной системы удобрения интенсивной технологии в зернопропашном севообороте 1 и кормовом с 50% зерновых, которая  увеличила продуктивность на 10-12 ц зерновой единицы/га относительно кормового с 75% зерновых и зернопропашного 2 в результате неблагоприятных условий вегетации в 2002 и 2003 гг. Между видами навоза различий по продуктивности в интенсивной технологии не установлено (рис.1).

.

1-8 – интенсивная технология, 9-13 – биологическая технология,

14-16 – альтернативная технология

Рис. 1. Продуктивность севооборотов под влиянием систем удобрения различных

технологий возделывания

Выход зерновых единиц от умеренных доз навоза по биологической технологии минимален (28,7-30,5 ц/га) и одинаков в зернопропашном севообороте 1 и 2 и кормовом с 75% зерновых, имея тенденцию к повышению до 40,1-40,9 ц/га в кормовом с 50% зерновых. Эффективность использования соломы низка в зернопропашном 2 и кормовом севооборотах с 75% зерновых (24,1-26,7 ц зерновой единицы/га), а в зернопропашном 1 и кормовом с 50% зерновых повысилась на 10,3-15,6 ц зерновой единицы/га. Использование сидерата отдельно и в сочетании с соломой увеличивало продуктивность севооборотов, которые можно расположить в возрастающем порядке: кормовой с 75% зерновых (28,8-29,0 ц/га), зернопропашной 2 (28,1-31,8 ц/га), зернопропашной 1 (37,2-38,0 ц/га) и кормовой с 50% зерновых (40,6-40,8 ц зерновой единицы/га). Следует отметить, что системы удобрения биологической технологии кормового севооборота с 50% зерновых конкурировали по продуктивности с органической системой удобрения интенсивной технологии.

Системы удобрения альтернативной технологии зернопропашного севооборота 2 и кормового с 75% зерновых по продуктивности приравнивались к биологической технологии в аналогичных севооборотах. Эффективность использования систем удобрения альтернативной технологии в зернопропашном севообороте 1 и кормовом с 50% зерновых находится на уровне систем удобрения интенсивной технологии.

В кормовом севообороте 3, в результате внесения соломы, сидерата и их сочетания за предыдущие две ротации, установлена высокая эффективность применяемых систем удобрения относительно естественного фона (рис. 2 и 3).

Рис. 2. Продуктивность зернокормового севообоорота 3 по

интенсивной технологии

Рис. 3. Влияние систем удобрения альтернативной технологии на продуктивность кормового севооборота 3

Последействие соломы по интенсивной технологии способствовало увеличению продуктивности от повышенных минеральных удобрений на 13,7 ц/га, органических – на 19,5 ц/га, органоминеральных – на 17,6 и 17,4 ц/га зерновых единиц; сидерата соответственно – на 13,9; 9,0; 8,7; 66 ц/га з. ед.; соломы с сидератом – на 10,7; 8,8; 14,0; 11,6 ц/га з. ед./га. относительно естественного фона.

По альтернативной технологии за счет последействия соломы выход зерновых единиц с гектара повысился от оптимальных доз минеральных удобрений на 11,2 ц, органических – на 15,9 ц, органоминеральных – на 14,7 и 19,7 ц. В результате последействия сидерата разница соответственно составила 9,8; 12,3; 4,1 и 12,1 ц, а соломы с сидератом – 7,8; 9,6; 13,3 и 13,9 ц.

На фоне соломы минеральная и органическая системы удобрения интенсивной технологии превосходили по продуктивности (на 8,5 и 8,7 ц зерновой единицы/га) аналогичные системы альтернативной технологии (37,9 и 43,1 ц зерновой единицы/га).

По органоминеральной системе удобрения разница по продуктивности между технологиями возделывания сократилась до 1,3-2,6 ц зерновой единицы/га. После удобренности сидератом соответствующие различия составили 10,1 и 1,8; 4,3 и 1,9 ц зерновой единицы/га, а соломы с сидератом – 8,9 и 4,3; 1,6 и 1,3 ц зерновой единицы/га

Уменьшенные дозы органических и минеральных удобрений в альтернативной технологии обеспечили практически одинаковую продуктивность с органоминеральной системой удобрения интенсивной технологии в кормовом севообороте 3 за счёт положительного последействия соломы, сидерата и их сочетания.

Роль севооборотов в накоплении ПКО

От структуры севооборота существенно зависит качество и количество растительных остатков, оказывающих положительное влияние на обогащение почвы органическим веществом. По результатам исследований установлено, что больше всего пожнивно-корневых остатков накоплено в кормовом севообороте с 50% зерновых по интенсивной технологии: по органической системы удобрения они составили 13,2-14,4 т/га и органоминеральной – 15,3-15,8 т/га. На уровне органической системы интенсивной технологии оставалось пожнивно-корневых остатков от систем удобрения альтернативной технологии (13,7-17,9 т/га). Системы удобрения биологической технологии меньше всего накопили растительных остатков: от умеренных доз навоза 12,7-13,1 т/га, соломы, сидерата и их сочетания 13,3-14,1 т/га.

Наименьшее количество растительных остатков в почве получили в кормовом севообороте с 75% зерновых, а зернопропашной занимает промежуточное положение. Принцип приоритетности влияния систем удобрения технологий возделывания в накоплении пожнивно-корневых остатков аналогичен кормовому с 50% зерновых.

Последействие соломы, сидерата и соломы+сидерат в кормовом обороте 3 по органоминеральной системе удобрений альтернативной и интенсивная технологии обеспечивали одинаковое накопление пожнивно-корневых остатков.

Оценка систем удобрения и технологий возделывания

по качеству продукции

Применение удобрений на дерново-подзолистых песчаных почвах, обладающих низким уровнем естественного плодородия, является важным фактором в повышении урожайности культур, продуктивности севооборота и улучшении качества растениеводческой продукции (Лорх, 1960; Толстоусов, 1987; Карманов, Кирюхин, Коршунов, 1988; Минеев, 1990; Белоус, 1995; Косьянчук, Костина, 2011; Белоус, Шаповалов, 2006; Малявко, 2009; Лукин, 2009).

Картофель. По мере удобренности почвы в интенсивной технологии ухудшались такие показатели качества клубней картофеля, как крахмал, витамин С, нитраты, кулинарный балл, особенно по органоминеральной системе, одновременно отмечена тенденция к снижению накопления цезия-137 и увеличению содержания витаминов В1 и В2. Системы удобрения биологической технологии улучшали вкусовые качества по крахмалу, нитратам, кулинарным свойствам, не снижая витамин С в пределах нормативных значений отмечено накопление 137Cs (табл. 7).

Качество клубней картофеля, полученных по альтернативной технологии,  несколько уступало биологической технологии  по крахмалу, были чище по нитратам и цезию-137. Загрязнённость тяжелыми металлами по всем технологиям ниже МДУ, однако, следует отметить положительное влияние систем удобрения интенсивной технологии на снижение ТМ (в 2-7 раз) в клубнях картофеля. Системы удобрения биологической и альтернативной технологий в меньшей мере уменьшали содержание ТМ (в 1,3-1,4 раза).

7. Влияние систем удобрения на качество клубней картофеля

Система удобрения

Показатели качества

крахмал, %

нитраты, мг/кг

витамины, мг%

кулинарные качества, балл

137Cs, Бк/кг

С

В1

В2

Интенсивная технология

П.Н. 80 т/га

14,9

102

17,1

32

45

15,2

42

П.Н. 120 т/га

15,1

112

16,7

36

49

14,9

40

Б.Н. 83 т/га

13,4

124

17,0

31

43

14,9

41

Б.Н. 124 т/га

13,5

134

15,8

35

47

14,4

42

П.Н. 80 т/га + N126P64K92

14,7

202

17,1

36

49

44

П.Н. 120 т/га + N126P64K92

14,4

197

16,6

40

56

14,9

44

Б.Н. 83 т/га + N126P64K92

13,2

237

16,9

34

48

40

Б.Н. 124 т/га + N126P64K92

12,8

206

16,4

39

55

14,6

43

Биологическая технология

П.Н. 40 т/га

15,1

95

17,6

30

45

15,4

45

Б.Н. 41,5 т/га

14,5

101

17,1

31

43

15,4

48

Солома 5 т/га

15,1

63

16,8

32

45

15,7

50

Сидерат 32 т/га

15,0

81

16,7

33

47

15,6

52

Солома 5 т/га +

сидерат 32 т/га

15,1

94

16,9

33

47

15,7

52

Альтернативная технология

N126P64K92 + солома 5 т/га

14,8

165

---

---

---

---

41

N126P64K92+ сидерат 32 т/га

14,3

173

---

---

---

---

46

N126P64K92 + солома 5 т/га + сидерат 32 т/га

14,7

174

---

---

---

---

44

Кукуруза на зелёную массу. При возделывании кукурузы на зелёную массу по интенсивной технологии содержалось больше сухого вещества (25,7-26,0%), сырого протеина (8,91-9,21%), жира (1,60-1,69%), золы (1,47-1,52%) и нитратов (123-217 мг/кг), чем по биологической технологии, где сухого вещества накопилось меньше на 2,0-4,3%, протеина на 0,21-0,61%, жира на 0,13-0,22%, золы на 0,17-0,25% и нитратов в 1,2-2,0 раза. Содержание сахара по этим технологиям одинаково (2,99-3,40%). Качество зелёной массы кукурузы, полученной по альтернативной технологии занимает промежуточное положение между интенсивной и биологической технологиями по сухому веществу (23,6-25,3%), протеину (8,89-9,06%), жиру (1,53-1,59%), золе (1,29-1,33%), но уступает им по сахару (2,88-2,91%). Нитратов накопилось от 147 до 152 мг/кг.

Недостаток в растениях меди и цинка приводит к нарушению метаболических процессов и недобору урожая (Ильин, 1991; Черных, Овчаренко, 2002; Анисимов и др., 2007). В зеленой массе их было меньше ПДК, тем не менее, содержание меди снижали органоминеральная система интенсивной технологии, умеренные дозы навоза по биологической технологии, в то время как по альтернативной отмечена тенденция к росту. Содержание цинка снижено в 4-6 раз относительно ПДК, а минимум (7,6-8,0 мг/кг) отмечен в кукурузе, выращенной по биологической технологии, несколько больше (8,4-10,7 мг/кг) по интенсивной  и (9,4-9,7 мг/кг) альтернативной. Концентрация молибдена, кобальта и бора выше от систем удобрения интенсивной (0,058-0,072, 0,39-0,42 и 23,9-26,1 мг/кг) и альтернативной технологий (0,071-0,072, 0,40-0,41 и 23,6-23,9 мг/кг), чем биологической (0,056-0,061, 0,26-0,32 и 21,1-22,1 мг/кг).

Содержание тяжелых металлов в воздушно-сухом веществе зеленой массы кукурузы мало изменялось от технологий возделывания и варьировало по кадмию от 0,40 до 0,47 мг/кг при ПДК 0,3 мг/кг. Свинца больше накапливалось от систем удобрения альтернативной технологии (1,89-1,94 мг/кг) и биологической (1,74-1,90 мг/кг), чем от интенсивной (1,59-1,70 мг/кг), особенно при внесении повышенных доз органических удобрений.

Зеленая масса и початки кукурузы, используемые для закладки силоса и в качестве корма, содержали цезия-137 ниже значений СанПиНа - 2.3.2-1078-01 370 Бк/кг, а в початках его в 1,5-2,3 раза меньше, чем в зелёной массе (30-64 Бк/кг).

Кормовая свекла. Изучение влияния систем удобрения на качество корнеплодов кормовой свеклы связано с увеличением её производства для животноводческой отрасли. Исследованиями установлено, что сухое вещество корнеплодов (18,5-19,6%) мало изменялось от систем удобрения интенсивной технологии (табл. 8).

Сырой протеин существенно колебался от максимальной дозы подстилочного навоза как в сторону повышения (3,5%), так и понижения (3,4%) по органоминеральной системе удобрения, а от бесподстилочного – изменения незначительны (+0,7 и -0,3%). Содержание переваримого протеина противоположно сырому: от бесподстилочного навоза в максимальной дозе по обоим системам удобрения, получен рост на 1,20 и 1,16%, а от подстилочного – увеличение на 1,5% и снижение на 1,6% от органоминеральной системы.

По мере удобренности почвы навозом накопление сырого жира уменьшалось до 2,72 и 2,58%, в случае сочетания его с минеральными удобрениями до 2,12 и 2,18% против 3,32 и 3,22% по двойным дозам.

Углеводный комплекс кормовой свеклы, представленный сахаром и крахмалом, улучшался от применения бесподстилочного навоза на 0,38-1,06% относительно подстилочного (5,73-5,74%). По органоминеральной системе преимущество бесподстилочного навоза в накоплении углеводов получено только от максимальной дозы (0,60%), однако в сравнении с органической системой их было меньше.

Вдвое уменьшенные дозы минеральных удобрений (по эквиваленту) при тех же дозах навоза, не ухудшали качество корнеплодов кормовой свеклы практически по всем показателям.

Высокая обеспеченность почвы подвижным фосфором позволила исследовать действие азотно-калийных удобрений, расчитанных по выносу с урожаем. Полная и уменьшенная дозы NK удобрений не оказали отрицательного влияния на содержание сухого вещества, сырого протеина, увеличив переваримый протеин и углеводы.

  1. Качество корнеплодов кормовой свеклы по интенсивной

технологии возделывания

Система удобрения

Содержание, %

сухое

вещество

сырой

протеин

переваримый протеин

сырой жир

сахар

крахмал

сырая

клетчатка

сырая зола

Интенсивная технология

П.Н. 80 т/га

18,6

15,7

10,3

3,32

3,73

2,0

17,2

6,65

П.Н. 120 т/га

19,6

19,2

11,8

2,72

3,51

2,23

16,8

6,90

Б.Н. 72 т/га

18,5

16,2

10,8

3,22

3,33

2,78

19,8

6,58

Б.Н. 108 т/га

19,2

17,5

12,8

2,58

3,57

3,23

20,7

6,75

П.Н. 80 т/га + N168P48K108

19,6

18,1

19,2

17,5

11,8

10,9

2,72

2,56

3,90

3,53

2,23

1,55

16,9

18,4

6,90

6,43

П.Н. 120 т/га + N168P48K108

19,5

19,0

15,8

16,0

10,2

8,6

2,12

2,76

3,01

5,76

1,78

3,10

19,3

19,9

6,64

7,77

Б.Н. 72 т/га + N168P48K108

19,6

19,1

16,0

17,0

9,34

11,3

2,14

3,95

2,67

5,45

2,45

3,00

20,5

18,4

6,55

6,48

Б.Н. 108 т/га + N168P48K108

19,6

19,4

15,7

18,3

10,5

13,0

2,18

2,57

3,22

3,43

2,50

1,44

21,5

17,3

6,11

6,68

П.Н. 80 т/га + N136K218

19,5

18,8

17,6

16,8

11,3

11,3

2,29

2,30

3,87

5,70

2,35

2,32

16,5

20,0

6,98

7,33

П.Н. 120 т/га + N136K218

18,6

19,3

19,9

15,7

14,0

11,4

2,82

2,11

3,88

5,88

1,11

2,11

16,7

18,9

7,14

6,76

Б.Н. 72 т/га + N136K218

19,2

19,7

15,7

17,6

10,4

11,8

2,13

2,00

5,59

7,81

2,00

2,34

22,4

19,9

5,31

6,20

Б.Н. 108 т/га + N136K218

19,1

18,9

16,3

18,0

12,7

12,3

1,47

1,69

3,33

5,21

1,11

2,11

22,0

20,4

6,5

7,04

Примечание: над чертой NPK полная доза N168P48K108 и N136K218

под чертой NPK половинная доза N168P48K108 и N136K218

Незначительно ухудшалось качество корнеплодов по накоплению сырого жира от полной NK и более существенно от уменьшенной NK. От максимальной дозы навоза с NK в обоих дозах отмечалось значительное снижение содержание сырого жира, а углеводов - с полной NK. Различий по накоплению сырой клетчатки и золы в интенсивной технологии не отмечено.

Системы удобрения альтернативной технологии по влиянию на качество корнеплодов не уступали интенсивной технологии, но отличались более низким содержание которого снижалось, а углеводов повышалось по органической системе удобрений (табл. 9).

  1. Влияние альтернативной технологии на качество корнеплодов

кормовой свеклы

Система удобрения

Содержание, %

сухое

вещество

сырой

протеин

переваримый протеин

сырой жир

сахар

крахмал

сырая

клетчатка

сырая зола

П.Н. 40 т/га

19,1

15,6

11,5

1,52

6,87

2,10

19,0

6,77

Б.Н. 36 т/га

19,4

16,9

12,2

1,57

6,00

2,55

18,4

6,37

П.Н. 40 т/га + N84P24K54

19,3

18,4

10,3

2,09

3,89

2,00

18,3

6,77

П.Н. 40 т/г + N68K109

18,9

20,0

12,0

2,31

3,89

2,31

15,4

7,11

Б.Н. 36 т/га + N84P24K54

20,1

18,1

12,4

1,42

3,25

3,13

18,6

7,52

Б.Н. 36 т/га + N68K109

19,4

16,5

10,3

1,46

2,89

2,44

19,5

6,21

Аминокислотный состав корнеплодов кормовой свеклы свидетельствует о снижении содержания лизина с повышением доз навоза как по органической, так и по органоминеральной системе удобрения. Аналогичные данные получены по метионину и цистину от органической системы удобрения. Органоминеральные системы с обоими видами навоза, при повышении их дозы, больше накапливали данной аминокислоты с преимущественным влиянием внесения NK по выносу. Содержание витаминов С, В1, В2 в кормовой свекле имело тенденцию к увеличению с повышением доз навоза по органической и органоминеральной системе удобрения.

Системы удобрения альтернативной технологии по содержанию незаменимых аминокислот (0,98-1,63%) не уступали интенсивной (0,80-1,79%). Отмечено увеличение концентрации лизина и метионина + цистин от подстилочного навоза в сочетании с азотно-калийными удобрениями с 1,08 до 1,63% и снижение их от бесподстилочного навоза с NPK и NK с 1,52 до 1,33-0,98%. Содержание витаминов С, В1, и В2 от систем удобрения не изменялось, но уступало интенсивной технологии.

Максимальная доза подстилочного навоза интенсивной технологии снижала содержание меди и цинка, но улучшала качество  корнеплодов по марганцу, железу и натрию, а бесподстилочного  навоза – уменьшала накопление  всех микроэлементов, за исключением натрия.

При сочетании аналогичной дозы подстилочного навоза с минеральными удобрениями по эквиваленту происходило снижение содержания микроэлементов в большей степени, чем с азотно-калийными удобрениями по выносу. Влияние бесподстилочного навоза оказалось менее отрицательным: в сочетании с NPK уменьшалось содержание меди, марганца и железа, а с NK – только железа.

Органическая система удобрений альтернативной технологии с подстилочным навозом обеспечила рост содержания меди, цинка и натрия, с бесподстилочным – марганца и железа. Органоминеральная система снижала содержание меди и марганца, повышала цинка, а концентрация железа превышала органическую систему с подстилочным навозом и уступала с бесподстилочным.

Величина накопления свинца ниже нормативного, тем не менее по интенсивной технологии, с ростом доз подстилочного навоза и NPK, рассчитанных по эквиваленту, снижалось накопление его в 1,5 и 1,4 раза, а бесподстилочного - повышалось в 1,4 и 1,3 раза. При тех же дозах навоза, но с NK по выносу, наблюдалось увеличение его содержания в 1,4 и 1,3 раза.

Отмечено снижение кадмия в 1,2-1,6 раза с повышением доз подстилочного и бесподстилочного навоза отдельно и в сочетании с минеральными удобрениями по эквиваленту, в то же время с NK, рассчитанных по выносу, его концентрация не изменялась в кормовой свекле и не превышала ПДК.

В результате внесения умеренных доз навоза величина накопления свинца и кадмия в кормовой свекле по альтернативной технологии выше интенсивной технологии. Установлено увеличение свинца (в 1,9 раза) и снижение кадмия (в 3,7 раза) от бесподстилочного навоза в сравнении с подстилочным (органическая система). Минеральные удобрения по эквиваленту с бесподстилочным навозом повышали  свинец (в 1,2 раза), а с NK по выносу – снижали (в 1,8 раза). Концентрация кадмия существенно не изменялось от применения обоих видов навоза и NPK по эквиваленту, а с NK по выносу, она повышалась в 1,4 раза только от подстилочного навоза.

Органическая система удобрений обеспечивала накопление нитратов в кормовой свекле на уровне  норматива, а максимальные дозы навоза в сочетании с азотно-калийными туками и с NPK по эквиваленту способствовала росту содержания нитратов, превышающих ПДК в 1,1 раза. По альтернативной технологии системы удобрения обеспечивали ПДК по нитратам без существенных колебаний.

Органическая система удобрений интенсивной технологии двойная доза навоза способствовала получению корнеплодов с превышением ВП по цезию-137 в 1,2-1,3 раза, однако  максимальные дозы обоих видов навоза снижали его  концентрацию и коэффициент перехода из почвы в растения. Органоминеральная система удобрения, с NPK по эквиваленту и  NK по выносу, обеспечивала накопление цезия-137 в кормовой свекле в пределах ВП и снижала коэффициент перехода.

За счет снижения доз органических удобрений по альтернативной технологии содержание 137Cs в корнеплодах кормовой свеклы превышало нормативную величину в 1,1-1,5 раза с меньшим влиянием подстилочного навоза, внесенного отдельно и в сочетании с минеральными удобрениями.

Яровой ячмень, овёс, озимая рожь. Последействие органоминеральной системы удобрения интенсивной технологии положительно сказалось на содержании сырого протеина в зерне ячменя – 12,94%, что превышало органическую систему на 0,29%, минеральную – на 0,74%, системы удобрения биологической технологии на 1,08-1,31% и альтернативной – на 0,74-1,14% (табл. 10). Аналогичные данные получены по жиру, содержание которого выше по интенсивной технологии на 0,16-0,40% относительно биологической технологии и альтернативной на 0,03-0,34%. Отмечена тенденция большего накопления крахмала и клетчатки в результате последействия систем удобрения альтернативной и биологической технологий. По золе различий не отмечено.

10. Влияние систем удобрения технологий возделывания на качества зерна ярового ячменя

Система удобрения

Содержание, %

сырой протеин

жир

крахмал

клетчатка

зола

Интенсивная технология

Б.Н. 80 т/га

12,65

1,73

52,6

2,32

2,17

Б.Н. 80 т/га + N136P44K218

12,94

1,90

52,2

2,28

2,17

Б.Н. 40 т/га + N136P44K218

12,94

1,78

52,0

2,20

2,15

N272P88K438

12,20

1,80

52,4

2,25

2,16

Биологическая технология

Б.Н. 40 т/га

11,80

1,57

53,1

2,41

2,06

Солома 4,4 т/га

11,63

1,50

52,9

2,61

2,16

Сидерат 22 т/га

11,86

1,54

53,6

2,64

2,19

Солома 4,4 т/га +

сидерат 22 т/га

11,69

1,53

53,0

2,70

2,21

Альтернативная технология

N136P44K218 + солома 4,4 т/га

11,91

1,59

52,9

2,57

2,18

N136P44K218 + сидерат 22 т/га

12,08

1,58

53,1

2,60

2,21

N136P44K218 + солома 4,4 т/га + сидерат 22 т/га

11,97

1,56

53,6

2,72

2,26

Б.Н. 40 т/га + N68P22K109

12,20

1,78

54,7

2,53

2,07

Б.Н. 20 т/га + N68P22K109

11,80

1,70

53,0

2,47

2,15

Количественные параметры по содержанию кадмия в зерне ячменя в основном укладывались в ПДК по всем технологиям возделывания. Незначительное превышение по содержанию свинца установлено от органической (0,59 мг/кг) и органоминеральной (0,54 мг/кг) систем удобрения интенсивной технологии; от 40 т/га бесподстилочного навоза в биологической технологии (0,52 мг/кг). Отмечалась тенденция к большему накоплению цинка по альтернативной технологии, чем от систем удобрения биологической и интенсивной. Меди больше содержал ячмень, выращенный по биологической технологии (3,00-3,06 мг/кг), меньше – по органической системе удобрения (2,47 мг/кг) и одинаково от применения органоминеральной системы интенсивной (2,72-3,08 мг/кг) и систем удобрения альтернативной технологии (2,73-2,98 мг/кг). Концентрация цезия -137 в зерне ячменя была ниже СанПиН-2.3.2-1078-01 , от последействия систем удобрения интенсивной технологии (35-46 Бк/кг) и практически одинакова по биологической (44-64 Бк/кг) и альтернативной (46-67 Бк/кг).

Величина нитратов в зерне ячменя ниже норматива для фуражного зерна, однако, системы удобрения биологической технологии обеспечили более низкую концентрацию нитратов (60-80 мг/кг), чем интенсивной технологии на 14-60 мг/кг и альтернативной технологии на 17-59 мг/кг.

Показатели качества зерна овса от последействия систем удобрения изменялись аналогично ячменю с той лишь разницей, что в количественном отношении сырого протеина содержалось меньше (8,28-8,75%), а жира (3,81-4,06%), клетчатки (9,20-9,94%) и золы (2,64-2,74%) больше (табл. 11).

11. Качество зерна овса в зависимости от последействия систем удобрения

Система удобрения

Содержание, %

сырой протеин

жир

клетчатка

зола

Интенсивная технология

Б.Н. 80 т/га

8,40

4,06

9,94

2,71

Б.Н. 80 т/га + N136P44K218

8,51

3,91

9,31

2,64

Б.Н. 40 т/га + N136P44K218

8,75

3,96

9,20

2,70

N272P88K438

8,69

4,03

9,31

2,73

Биологическая технология

Б.Н. 40 т/га

8,75

3,94

9,40

2,72

Солома 3,0 т/га

8,28

3,87

9,47

2,73

Сидерат 18 т/га

8,34

3,81

9,50

2,72

Солома 3,0 т/га + сидерат 18 т/га

8,40

3,90

9,66

2,71

Альтернативная технология

Б.Н. 40 т/га + N68P22K109

8,75

3,99

9,25

2,73

Б.Н. 20 т/га + N68P22K109

8,57

3,83

9,30

2,70

N148P68K104 + солома 3,0 т/га

8,45

3,90

9,39

2,69

N148P68K104+ сидерат 18 т/га

8,41

3,91

9,40

2,68

N148P68K104 + солома 3,0 т/га + сидерат 18 т/га

8,47

3,89

9,35

2,74

При возделывании овса по интенсивной технологии содержание нитратов колебалось в интервале 47-64 мг/кг, альтернативная технология снизила количество нитратов до 37-49 мг/кг, биологическая технология – до 29-44 мг/кг.

Содержание свинца в зерне овса превышает ПДК в результате применения системы удобрения альтернативной технологии, а низкие показатели обеспечили системы удобрения биологической технологии.

Меньшему накоплению цинка и меди в зерне овса фуражного назначения способствовали системы удобрения биологической технологии (38,4 мг/кг), несколько большему (39,6-55,1 мг/кг) органические и органоминеральные системы с полной (интенсивная технология) и уменьшенной дозой навоза (альтернативная технология). При возделывании овса по интенсивной и биологической технологиям концентрация цезия-137 в зерне соответствовала СанПиНу-2.3.2-1078-01 (70 Бк/кг), в то время как от систем удобрения альтернативной технологии она незначительно превышала его (71-88 Бк/кг).

Последействие систем удобрения интенсивной технологии с бесподстилочным навозом на содержания сырого протеина в зерне озимой ржи более существенно, чем с подстилочным: увеличение составило 0,82-1,40% и 2,34-3,31% (табл.12). По накоплению сырого протеина не установлено преимущества интенсивной технологии над биологической и альтернативной.

По содержанию сырого жира отмечено превосходство последействия бесподстилочного навоза (на 0,23-0,31%) над подстилочным (1,58 и 1,32%), а при сочетании с минеральными удобрениями подстилочный увеличивал его до 1,87 и 1,66%, а бесподстилочный снижал до 1,49 и 1,36%. Установлено, что максимальная доза обоих видов навоза уменьшала накопление жира по органической системе на 0,22 и 0,19% по органоминеральной на 0,21-0,10%.

В зерне озимой ржи содержание сырой клетчатки мало изменялось от последействия систем удобрения интенсивной технологии. По золе наблюдалась тенденция к меньшему накоплению от повышенных доз навоза. По биологической  и альтернативной технологиям наличие в зерне озимой ржи крахмала, жира, клетчатки и золы мало чем отличалось от интенсивной, за исключением последействия соломы, сидерата и их сочетания на накопление жира, где его меньше (1,27-1,33%).

12. Последействие систем удобрения технологий возделывания на качество зерна озимой ржи

Система удобрения

Содержание, %

сырой протеин

крахмал

жир

клетчатка

зола

Интенсивная технология

П.Н. 80 т/га

8,10

50,37

1,58

1,68

1,82

П.Н. 120 т/га

8,92

50,21

1,32

1,59

1,74

Б.Н. 96 т/га

9,74

50,10

1,81

1,70

1,78

Б.Н. 144 т/га

10,50

49,87

1,62

1,74

1,69

П.Н. 80 т/га + N164P24K40

8,00

50,10

1,87

1,80

1,85

П.Н. 120 т/га + N164P24K40

8,34

50,11

1,66

1,77

1,79

Б.Н. 96 т/га + N164P24K40

10,67

49,24

1,49

1,74

1,82

Б.Н. 144 т/га + N164P24K40

11,31

49,69

1,39

1,80

1,75

Биологическая технология

П.Н. 40 т/га

8,22

50,84

1,60

1,69

1,86

Б.Н. 48 т/га

9,79

50,71

1,56

1,71

1,77

Солома 4,4 т/га

10,73

47,15

1,64

1,92

1,74

Сидерат 10 т/га

11,56

47,21

1,33

1,83

1,74

Солома 4,4 т/га +

сидерат 10 т/га

11,54

47,38

1,27

1,87

1,79

Альтернативная технология

N164P24K40 + солома 4,4 т/га

9,79

50,54

1,87

1,91

1,74

N164P24K40 + сидерат 10 т/га

10,2

50,87

1,80

1,86

1,78

N164P24K40 + солома 4,4 т/га + сидерат 10 т/га

9,97

50,90

1,56

1,82

1,75

Содержание меди в зерне озимой ржи имело тенденцию к увеличению (1,39-1,69 мг/кг) от последействия систем удобрения интенсивной технологии, относительно биологической технологии (1,12-1,17 мг/кг). От систем удобрения альтернативной технологии (1,20-1,44 мг/кг) оно укладывалось в интервал между интенсивной и биологической технологиями.

Отмечено превышение нормативных значений по цинку (50 мг/кг) от последействия систем удобрения альтернативной технологии (55,2-56,6 мг/кг); биологической технологии при совместном использовании соломы с сидератом (52,2 мг/кг), в то время как отдельное их применение этому не способствовало (36,4 и 32,3 мг/кг). Повышенные дозы подстилочного навоза в органической и органоминеральной системы удобрения интенсивной технологии, снижали концентрацию цинка в зерне (от 50,1 до 35,6 и от 45,2 до 37,2 мг/кг), бесподстилочного навоза - увеличивали (от 34,1 до 45,2 и от 34,8 до 50,7 мг/кг).

Содержание нитратного азота в зерне озимой ржи было ниже нормативных значений (93 мг/кг), однако последействие систем удобрения биологической технологии, особенно соломы, сидерата и их сочетания, оказалось менее отрицательным (40-52 мг/кг), чем интенсивной (55-67 мг/кг) и альтернативной (55-57 мг/кг).

Зерно озимой ржи не накапливало тяжелых металлов и цезия-137 выше допустимых значений, но установлены определенные колебания по накоплению свинца от последействия систем удобрения интенсивной технологии: с повышением доз подстилочного навоза по органической и органоминеральной системам содержание свинца снижалось соответственно от 0,38 до 0,19 и от 0,30 до 0,17 мг/кг, тогда как от доз бесподстилочного навоза – повышалось от 0,27 до 0,39 и от 0,17 до 0,34 мг/кг. Аналогичная закономерность отмечена и в отношении кадмия. При возделывании озимой ржи по биологической технологии свинца и кадмия больше содержалось при использовании соломы, сидерата и соломы с сидератом и меньше от умеренных доз навоза.

Последействие систем удобрения альтернативной технологии по накоплению свинца и кадмия занимало промежуточное положение.

Люпин и сераделло-овсяная смесь на зеленую массу. Органическая система удобрения интенсивной технологии в последействии оказала положительное влияние на накопление сырого протеина (14,3-20,4%) и жира (2,38-4,22%) в зеленой массе люпина. Повышенные дозы навоза в органоминеральной системы удобрений интенсивной технологии снижали сырой протеин, жир и сахар, одновременно увеличивая содержание золы и клетчатки.

Системы удобрения биологической технологии способствовали меньшему накоплению сырого протеина (14,2-16,2%), жира, особенно по соломе и сидерату (1,58-2,54%), сырой золы (6,3-8,4%) и клетчатки (20,4-22,3%). Исключение составил сахар, содержание которого выше (3,5-6,2%) относительно систем удобрения интенсивной технологии.

Системы удобрения альтернативной технологии уступали интенсивной и биологической по влиянию на содержание сырого протеина, золы, сахара в зеленой массе люпина, а по клетчатке занимали промежуточное положение.

Концентрации сырого жира в зеленой массе сераделло-овсяной смеси от систем удобрения интенсивной технологии, особенно органоминеральной (2,47-2,60%), а также альтернативной, превосходила системы удобрения биологической технологии (2,20-2,45%). Количество безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) колебалось в пределах 33,6-35,9%. По биологической технологии БЭВ накапливалось больше, чем по интенсивной, а системы удобрения альтернативной технологии по данному показателю занимают промежуточное положение (33,9-34,7%). Содержание сырой золы изменялось в пределах 7,15-7,77% от систем удобрения интенсивной и альтернативной технологий с преимуществом органоминеральной, а от систем удобрения биологической технологии - 7,00-7,31%.

Экологическая оценка последействия систем удобрения показала, что они не приводили к загрязнению тяжелыми металлами зеленой массы люпина, т.к. не превышали установленных норм МДУ. Однако, наибольшая концентрация свинца и кадмия отмечалась в сухом веществе зеленой массы люпина, выращенного по интенсивной технологии. Максимальная доза подстилочного и бесподстилочного навоза отдельно и в сочетании с минеральными удобрениями повышала содержание свинца и кадмия. Содержание никеля подстилочный навоз понижал, а в то время как бесподстилочный – повышал.

Последействие малых доз навоза, соломы, сидерата, при ограниченном применении средств химизации (биологическая технология), способствовали снижению содержания свинца и кадмия в десятки раз.

Зелёная масса люпина содержала цезия-137 больше в 1,2-1,9 раза, чем сераделло-овсяная смесь, но без превышения контрольного уровня.

Установлено положительное влияние последействия систем удобрения с повышенной дозой навоза интенсивной технологии на снижение концентрации цезия-137 в зеленой массе сераделло-овсяной смеси и люпина узколистного.

Системы удобрения биологической технологии (солома, сидерат и их сочетание) способствовали большему накоплению радионуклида в зеленой массе смеси сераделлы с овсом, чем системы удобрения интенсивной технологии, а в зеленой массе люпина – на её  уровне.

Аккумуляция радионуклида от систем удобрения альтернативной технологии в зеленой массе обоих культур не имела отличий от систем удобрения других технологий.

Влияние систем удобрения в технологиях возделывания

сельскохозяйственных культур на основные агрохимические показатели почвы

Химические свойства почвы. Длительное применение систем удобрения в зернопропашном (1996 г.) и зернокормовом (1997 и 1998 гг.) севооборотах без известкования способствовало изменению химических свойств почвы.

Система удобрения интенсивной технологии возделывания сельскохозяйственных культур подкисляла почву пахотного слоя в зернопропашном севообороте на 0,05-0,32 ед. по органической системе и на 0,33-0,68 ед. по органоминеральной системе с большим отрицательным влиянием бесподстилочного навоза. Наблюдалось повышение гидролитической кислотности соответственно на 0,48-0,86 и на 0,35-0,98 мг-экв на 100 г почвы. По сумме поглощенных оснований наблюдались колебания в сторону  повышения и снижения. Выявлено, что интенсивная технология не влияла  на химические свойства  подпахотного горизонта, в результате чего pH(KCl) снизилась с 5,52-6,38 до 6,00-6,31 ед., гидролитическая кислотность с 0,39-1,40 до 0,79-1,16 мг-экв на 100 г почвы, а сумма поглощенных оснований с 4,8-7,3 до 6,3-9,6 мг-экв на 100 г почвы (табл. 13).

13. Влияние интенсивной технологии возделывания на химические

свойства почвы (зернопропашной севооборот 1)

Система удобрения

рН(КСL)

Нг

S

0-20

20-40

мг-экв/100 г

0-20

20-40

0-20

20-40

Интенсивная технология

П.Н. 80 т/га

6,00*

5,95**

5,96

6,03

0,74

1,21

0,63

1,00

8,5

10,1

4,8

6,3

П.Н. 120 т/га

6,03

5,92

5,52

6,00

0,79

1,31

1,40

0,97

10,5

9,9

5,0

6,3

Б.Н. 100 т/га

6,41

6,02

6,09

6,04

0,74

1,26

0,74

1,16

10,0

10,3

5,5

7,0

Б.Н. 150 т/га

6,22

5,90

6,06

6,02

0,55

1,41

0,47

0,80

9,9

10,2

5,8

6,5

П.Н. 80 т/га + N120P80K100

6,26

5,72

6,38

6,11

0,69

1,49

0,49

0,86

11,3

11,2

7,3

9,6

П.Н. 120 т/га + N120P80K100

6,21

5,88

6,20

6,31

1,07

1,42

0,71

0,90

11,0

9,8

6,0

7,0

Б.Н. 100 т/га + N120P80K100

6,38

5,88

6,24

6,14

0,69

1,18

0,42

0,94

10,0

9,9

5,5

7,5

Б.Н. 150 т/га + N120P80K100

6,40

5,72

6,36

6,01

0,54

1,52

0,39

0,79

10,2

11,3

5,6

7,7

Примечание: * - исходная, ** - конечная

В том случае, когда почва под опытом отличалась более кислыми свойствами (зернопропашной севооборот 2: pH(KCl) 5,31-6,10 ед., Нг 1,10-1,70 мг-экв и S – 6,3-9,3 мг-экв на 100 г почвы) за ротацию произошли существенные изменения: pH(KCl) повысилась до 5,10-5,71 ед., Нг – до 1,60-1,95 мг-экв и сумма поглощенных оснований снизилась до 4,5-6,3 мг-экв на 100 г почвы (табл. 14). Отрицательное влияние на химические свойства почвы оказали системы удобрения интенсивной технологии в кормовом севообороте. Следовательно, внесение органических удобрений без известкования не останавливает процесса подкисления дерново-подзолистых песчаных почв, так как гумус их представлен на 80% фульвокислотами , обладающими кислыми свойствами, и способны возвращаться к своему исходному состоянию.


14. Изменение химических свойств почвы в зависимости от систем

удобрения  интенсивной технологии (зернопропашной севооборот 2)

Система удобрения

рН

Нг

S

0-20

20-40

мг-экв/100 г

0-20

20-40

0-20

20-40

см

Интенсивная технология

П.Н. 80 т/га

5,75*

5,51**

5,65

5,56

1,40

1,74

1,14

1,24

7,2

5,5

4,8

4,1

П.Н. 120 т/га

5,61

5,58

6,05

6,00

1,40

1,67

1,10

1,27

9,0

5,5

4,0

3,7

Б.Н. 66 т/га

5,38

5,10

5,33

5,20

1,40

1,72

1,20

1,29

6,8

5,8

2,8

3,2

Б.Н. 99 т/га

5,80

5,30

5,52

5,25

1,40

1,84

1,20

1,54

7,6

4,8

4,8

4,5

П.Н. 80 т/га + N132P48K84

6,03

5,75

5,80

5,45

1,10

1,76

0,96

1,33

9,3

5,9

5,8

4,6

П.Н. 120 т/га + N132P48K84

6,07

5,71

6,10

6,00

1,10

1,62

0,92

0,95

9,0

6,0

4,4

3,4

Б.Н. 66 т/га + N132P48K84

5,95

5,43

5,60

5,06

1,20

1,60

1,09

1,56

6,3

4,5

5,4

4,9

Б.Н. 99 т/га + N132P48K84

6,09

5,31

6,01

5,40

1,70

1,95

0,95

1,45

9,3

6,3

5,5

4,3

Примечание: * - исходная, ** - конечная

Системы удобрения биологической технологии меньше подкисляли почву в зернопропашном севообороте 1: минимальная доза подстилочного и бесподстилочного навоза КРС практически одинаково увеличивала кислотность почвы (рН на 0,33 и 0,27 ед.) пахотного и подпахотного слоев. Гидролитическая кислотность возросла соответственно на 0,54-0,50 и 0,25-0,29 мг-экв на 100 г, а сумма поглощенных оснований на 0,9-1,6 и 2,1 мг-экв на 100 г. (табл. 15).

От соломы гидролитическая кислотность повышалась больше (на 0,61 и 0,43 мг-экв на 100 г) в севообороте 1 и меньше (на 0,37 и 0,14 мг-экв на 100 г) в севообороте 2, чем от сидерата и соломы с сидератом. Сумма поглощенных оснований увеличивалась в севообороте 1 и уменьшалась в севообороте 2 практически на одинаковую величину.

       


15. Влияние систем удобрения биологической технологии

на химические свойства почвы

Системы удобрений

рН

Нг

S

0-20

20-40

мг-экв/100 г

0-20

20-40

0-20

20-40

см

Севооборот 1

П.Н. 40 т/га

6,08*

5,85**

5,78

5,82

0,64

1,13

0,59

1,03

10,0

10,9

6,0

8,1

Б.Н. 50 т/га

6,52

6,19

6,66

6,20

0,67

1,12

0,35

0,85

10,7

12,3

6,8

8,9

Солома 4,1 т/га

6,15

6,02

6,31

6,21

0,67

1,33

0,33

0,76

10,7

11,3

5,4

9,9

Сидерат 35,0 т/га

6,28

6,11

6,33

6,22

0,82

1,16

0,62

0,80

13,5

13,0

7,1

9,9

Солома 4,1 т/га + сидерат 35,0 т/га

6,53

6,23

6,66

6,36

0,53

0,85

0,33

0,50

15,3

15,0

7,5

8,4

Севооборот 2

П.Н. 40 т/га

5,78

5,35

5,69

5,55

1,40

2,05

1,24

1,38

5,8

4,1

6,3

4,8

Б.Н. 33 т/га

5,62

5,40

5,43

5,30

1,20

1,83

1,04

1,03

6,8

5,5

4,8

4,6

Солома 6,0 т/га

6,03

6,09

6,10

6,26

0,80

1,17

0,74

0,80

8,7

7,0

4,0

3,5

Сидерат 30,0 т/га

5,63

5,32

5,60

5,49

1,70

2,16

1,00

1,12

8,0

6,6

5,0

4,5

Солома 6,0 т/га + сидерат 30,0 т/га

6,19

5,87

6,00

5,99

0,90

1,41

0,83

0,96

8,7

7,2

4,9

4,8

Примечание: * - исходная, ** - конечная

По альтернативной технологии минеральные удобрения в сочетании с соломой не влияли на величину концентрации ионов водорода (pH), но увеличивали в севообороте 1 гидролитическую кислотность соответственно в слоях 0-20 и 20-40 см на  0,40 и 0,24 мг-экв на 100 г и сумму поглощенных оснований в севооборте 1 на 1,4 и 2,8 мг-экв на 100 г, а в севообороте 2 снижали на 2,0 и 0,5 мг-экв на 100 г. (табл. 16).

       Минеральные удобрения с сидератом и солома с сидератом снижали рН пахотного слоя (на 0,24 и 0,30 ед.), при этом не изменяли этого показателя в подпахотном горизонте. Гидролитическая кислотность значительно изменилась в сторону роста только в слое 0-20 см (на 0,74 и 0,52 мг-экв на 100 г) в обоих севооборотах. Сумма поглощенных оснований осталась на уровне исходной в пахотном слое при совместном применении минеральных удобрений с сидератом и снизилась от сочетания NPK с соломой и сидератом.

16. Изменения химических свойств почвы  в альтернативной

технологии возделывания

Система удобрения

рН

Нг

S

0-20

20-40

мг-экв/100 г

0-20

20-40

0-20

20-40

см

Севооборот 1

N120P80K100 + солома 4,0 т/га

6,00

6,14

6,16

6,10

0,76

1,30

0,45

0,94

9,0

10,4

6,1

8,9

N120P80K100 + сидерат 35,0 т/га

5,96

5,78

5,63

5,66

1,24

1,85

1,06

1,33

11,0

10,9

6,5

8,4

N120P80K100 + солома 4,0 т/га + сидерат 35,0 т/га

6,53

6,28

6,55

6,27

0,72

1,21

0,40

0,68

15,5

14,1

6,9

9,2

Севооборот 2

N132P48K84 + солома 6,0 т/га

5,94

5,70

6,00

5,69

1,20

1,55

0,90

0,89

8,4

6,4

4,2

3,7

N132P48K84 + сидерат 30,0 т/га

5,87

5,57

5,91

5,75

1,30

2,17

0,96

1,09

8,2

7,2

5,8

3,9

N132P48K84 + солома 6,0 т/га + сидерат 30,0 т/га

5,97

5,63

6,15

5,95

1,30

1,85

0,93

0,83

7,8

6,5

4,2

3,9

Примечание: над чертой – исходное значение, под чертой – конечное значение

Изменение содержания гумуса, подвижного фосфора, обменного калия и их форм. Влияние систем удобрения в различных севооборотах связано с непосредственным внесением определенного количества органического вещества и элементов питания, изменяющих основные агрохимические показатели почв (Бабарина, Никитина и др., 1990; 1991; Ефимов, 2001; Вильдфлуш, 2002; Андрианов, 2000; 2004).

По нашим данным, за ротацию четырехпольного севооборота при высоком исходном содержании гумуса в севообороте 1 (2,10-2,27%) в пахотном и (0,88-1,00%) подпахотном горизонтах конечная величина оказалась ниже, за исключением двух вариантов: максимальные дозы навоза в сочетании с NPK, где получен бездефицитный баланс. При более низком содержании гумуса в севообороте 2 положительный баланс обеспечила органическая система удобрения, в то время как органоминеральная система – дефицитный. В подпахотном горизонте дефицит гумуса увеличился и, особенно, при низком исходном содержании (табл. 17).

17. Изменение гумуса под влиянием систем удобрения

технологий возделывания

Зернопропашной севооборот 1

Зернопропашной севооборот 2

Система удобрения

Гумус  %

Система удобрения

Гумус  %

0-20

20-40

0-20

20-40

       Интенсивная технология        

П.Н. 80 т/га

2,27

2,15

1,00

0,88

П.Н. 80 т/га

1,66

1,75

1,00

0,74

П.Н. 120 т/га

2,10

2,10

1,14

0,90

П.Н. 120 т/га

1,76

1,81

1,02

0,70

Б.Н. 100 т/га

2,28

2,14

1,09

0,84

Б.Н. 66 т/га

1,76

1,80

0,68

0,64

Б.Н. 150 т/га

2,11

2,12

0,99

0,80

Б.Н. 99 т/га

1,80

1,82

1,05

1,03

П.Н. 80 т/га + N120P80K100

2,38

2,29

1,05

0,90

П.Н. 80 т/га + N132P48K84

2,02

1,96

1,03

0,75

П.Н. 120 т/га + N120P80K100

2,19

2,36

0,94

0,84

П.Н. 120 т/га + N132P48K84

2,10

2,06

1,11

1,03

Б.Н. 100 т/га + N120P80K100

2,38

2,29

1,05

0,91

Б.Н. 66 т/га + N132P48K84

2,19

2,12

1,05

0,81

Б.Н. 150 т/га + N120P80K100

2,27

2,39

1,12

1,00

Б.Н. 99 т/га + N132P48K84

2,24

2,15

1,18

1,06

Биологическая технология

П.Н. 40 т/га

2,29

2,13

1,07

0,90

П.Н. 40 т/га

1,74

1,78

0,94

0,76

Б.Н. 50 т/га

2,18

2,04

0,91

0,79

Б.Н. 33 т/га

1,62

1,68

0,83

0,71

Солома 4,1 т/га

2,25

2,20

1,01

0,85

Солома 6,0 т/га

2,07

2,05

1,04

0,75

Сидерат 35,0 т/га

3,43

3,30

1,04

0,83

Сидерат 30,0 т/га

2,12

2,10

1,23

0,88

Солома 4,1 т/га + сидерат 35,0 т/га

3,36

3,20

1,18

0,90

Солома 6,0 т/га + сидерат 30,0 т/га

1,95

1,89

0,89

0,85

Альтернативная технология

N120P80K100 + солома 4,1 т/га

2,24

2,13

1,03

0,99

N132P48K84 + солома 6,0 т/га

1,92

1,84

0,90

0,78

N120P80K100 + сидерат 35,0 т/га

2,79

2,74

1,24

1,19

N132P48K84 + сидерат 30,0 т/га

2,22

2,24

1,19

0,89

N120P80K100 + солома 4,1 т/га + сидерат 35,0 т/га

3,23

3,13

0,78

0,69

N132P48K84  + солома 6,0 т/га + сидерат 30,0 т/га

1,99

2,02

0,87

0,80

Примечание: в числителе – исходное, в знаменателе – конечное

По биологической технологии высокая исходная величина содержания гумуса не была достигнута, а при низкой - получен прирост органического вещества от подстилочного и бесподстилочного навоза, а также соломы озимой ржи. Использование сидерата и соломы с сидератом в меньшей степени влияло на конечное содержание гумуса.

По альтернативной технологии системы удобрения обеспечили положительный баланс гумуса при низком исходном содержании и дефицитный – при высоком.

Наиболее ценная группа гумуса – гуминовые кислоты, в дерново-подзолистых песчаных почвах составляет 15-20%, а преобладает группа фульвокислот. Систематическое применение навоза способствовало увеличению доли гуминовых кислот. Однако, отмеченные изменения группового состава гумуса, по всей вероятности, не затрагивали сущности процесса гумусообразования, определенного генетическими особенностями дерново-подзолистых песчаных почв.

Органическая и органоминеральная системы удобрения увеличивали углерод гуминовых кислот, оставляли неизменными или снижали фульвокислоты, в результате чего соотношение гуминовых кислот к фульвокислотам составило 0,54-0,57% и 0,69%. Количество негидролизуемого остатка колебалось от 0,80 до 0,92%.

По биологической технологии умеренные дозы навоза практически обеспечили исходное соотношение Сгк к Сфк, в тоже время использование соломы, сидерата и их сочетание увеличило количество негидролизуемого остатка, а гуминовых кислот образовалось на уровне или ниже исходного значения. Системы удобрения альтернативной технологии по влиянию на групповой состав гумуса идентичны применению соломы и сидерата, т.е. уступают системам удобрения интенсивной технологии.

В кормовом севообороте 2 органическая система удобрения интенсивной технологии пополнила органическим веществом почву в результате применения подстилочного навоза (на 0,13 и 0,10%), в то же время от бесподстилочного произошло снижение (на 0,11- 0,12%). Органоминеральная система с подстилочным навозом обеспечила рост гумуса на 0,28-0,23%, бесподстилочным – 0,22-0,18%, однако повышенные дозы навоза в меньшей степени увеличивали гумус в пахотном слое и снижали в подпахотном.

По биологической технологии органические удобрения способствовали получению бездефицитного баланса гумуса, а от применения соломы и соломы с сидератом – небольшого положительного баланса. Аналогичное влияние на органическое вещество почвы оказывали системы удобрения альтернативной технологии. В подпахотном горизонте установлен отрицательный баланс гумуса независимо от изучаемых систем удобрения.

Содержание углерода гуминовых кислот несколько выше, чем в зернопропашном севообороте 1, что повлияло на соотношение Сгк к Сфк в сторону увеличения до 0,52 против 0,46. Превысила этот показатель органоминеральная система удобрения интенсивной технологии (0,57-0,59) и системы удобрения альтернативной технологии (0,54-0,55), за исключением совместного внесения NPK с сидератом, где он ниже. Положительного влияния систем удобрения биологической технологии на групповой состав гумуса не выявлено.

Результатами микрополевого опыта установлено что, минерализация бесподстилочного навоза за 2,5 года составила около 80% независимо от его количества, а подстилочного навоза уменьшалась с ростом заложенного количества и составила немногим больше половины. Процент минерализации соломы (1,5 г.) в полевом опыте 17-26% и лабораторном 21-30%, зеленой массы редьки масличной соответственно 64 и 79%. В результате минерализации навоза за вегетационный период высвобождалось больше калия, затем азота и фосфора и такая последовательность сохранялась по истечении последнего срока экспозиции (рис. 6, 7, 8).

подстилочный навоз

бесподстилочный навоз

Рис. 6.  Минерализация подстилочного и бесподстилочного навоза по азоту

подстилочный навоз

бесподстилочный навоз

Рис. 7. Минерализация подстилочного и бесподстилочного навоза по фосфору

Увеличение содержания азота, фосфора и калия в бесподстилочном навозе после первого срока экспозиции свидетельствует о максимальной доступности элементов питания за вегетационный период, тогда как в подстилочном навозе концентрация их ниже. Однако, при определении во второй и третий срок экспозиции количество NPK в подстилочном навозе выше, чем в бесподстилочном, что  подтверждает выводы о продолжительности его последействия.

подстилочный навоз

бесподстилочный навоз

Рис. 8. Минерализация подстилочного и бесподстилочного навоза по калию

Обеспеченность почвы под опытами подвижным фосфором высокая 314-440 мг/кг в севообороте 1, ниже в севообороте 2 - 244-320 мг/кг. (табл. 18).

От органической системы удобрения интенсивной технологии потери подвижного фосфора составили 100-142  и 15-32 мг/кг, 10-20 и 16-35 мг/кг соответственно в пахотном и подпахотном горизонтах в севооборотах 1 и 2. По органоминеральной системе убыль фосфора несколько меньше – 88-127 и 10-27 мг/кг, 40-58 и 15-26 мг/кг.

От систем удобрения биологической технологии в опыте с высоким содержанием убыль фосфора в пределах 50 мг/кг от умеренных доз навоза и 41-48 мг/кг от применения соломы, сидерата и соломы с сидератом; при более низкой обеспеченности – соответственно 3-14 мг/кг и 10-25 мг/кг.        

От систем удобрения альтернативной технологии потери фосфора при высоком исходном содержании составили 10-32 мг/кг, при низком – 6-9 мг/кг в слое 0-20 см, тогда как в подпахотном горизонте за севооборот 1 он увеличился на 19-24 мг/кг, а за севооборот 2 снизился на 8-19 мг/кг.

В подпахотном горизонте содержание подвижного фосфора уменьшалось в большей степени от применения органоминеральной системы удобрения интенсивной технологии, в меньшей – по биологической и альтернативной технологиям.


18. Изменение содержания фосфора и калия в зависимости от систем

удобрения технологий возделывания

Система удобрения

P2O5

K2O

Система удобрения

P2O5

K2O

мг/кг

мг/кг

0-20

20-40

0-20

20-40

0-20

20-40

0-20

20-40

       Интенсивная технология        

П.Н. 80 т/га

440

300

260

260

76

60

53

60

П.Н. 80 т/га

285

263

164

148

54

41

47

48

П.Н. 120 т/га

400

300

233

223

67

60

58

60

П.Н. 120 т/га

305

290

200

165

56

48

49

48

Б.Н. 100 т/га

400

258

200

180

67

50

71

69

Б.Н. 66 т/га

280

255

110

99

46

38

51

44

Б.Н. 150 т/га

447

333

240

230

72

70

58

60

Б.Н. 99 т/га

327

295

210

190

46

41

54

62

П.Н. 80 т/га + N120P80K100

440

318

256

198

80

70

81

80

П.Н. 80 т/га + N132P48K84

315

305

210

185

54

45

50

60

П.Н. 120 т/га + N120P80K100

408

320

210

150

83

80

70

60

П.Н. 120 т/га + N132P48K84

305

285

255

240

47

45

43

48

Б.Н. 100 т/га + N120P80K100

430

303

190

140

83

70

67

65

Б.Н. 66 т/га + N132P48K84

305

283

120

105

62

54

57

49

Б.Н. 150 т/га + N120P80K100

420

300

245

188

88

79

75

69

Б.Н. 99 т/га + N132P48K84

320

293

216

190

58

48

47

58

Биологическая технология

П.Н. 40 т/га

335

320

196

190

76

67

57

50

П.Н. 40 т/га

263

250

194

168

47

52

42

45

Б.Н. 50 т/га

370

345

176

173

73

69

58

50

Б.Н. 33 т/га

253

239

193

165

46

44

50

40

Солома 4,1 т/га

330

282

179

168

70

64

46

45

Солома 6,0 т/га

249

224

190

157

44

46

40

42

Сидерат 35,0 т/га

347

301

220

201

72

70

43

40

Сидерат 30,0 т/га

277

264

180

167

52

53

49

48

Солома 4,1 т/га + сидерат 35,0 т/га

400

359

206

184

77

75

47

45

Солома 6,0 т/га + сидерат 30,0 т/га

269

259

212

202

58

57

32

37

Альтернативная технология

N120P80K100 + солома 4,1 т/га

314

324

200

200

73

74

69

70

N132P48K84 + солома 6,0 т/га

244

238

173

165

52

49

40

41

N120P80K100 + сидерат 35,0 т/га

360

338

215

234

68

75

63

60

N132P48K84 + сидерат 30,0 т/га

273

264

185

166

53

47

50

46

N120P80K100 + солома 4,1 т/га + сидерат 35,0 т/га

362

350

220

244

77

79

67

65

N132P48K84  + солома 6,0 т/га + сидерат 30,0 т/га

255

261

145

151

50

46

50

45

Примечание: в числителе – исходное, в знаменателе – конечное

В кормовом севообороте 3 сложился положительный баланс подвижного фосфора как в пахотном, так и подпахотном горизонтах от систем удобрения изучаемых технологий. Выявлено, что по органической и органоминеральной системам удобрения интенсивной и альтернативной технологии конечное содержание подвижного фосфора в почве превышало исходное.

Анализируя, данные по групповому составу фосфора следует отметить, что он в основном состоял из железо - и алюмофосфатов (до 91%), на кальций фосфат и рыхлосвязанные соединения приходилось 4-7%.

В зернопропашном севообороте органические системы удобрения интенсивной технологии способствовали некоторому повышению общей суммы за счет алюмофосфатов (на 11%). Аналогичные результаты получены от органоминеральной системы удобрения, по которой в большей степени повысились алюмо-железофосфаты, а общая сумма на 11,8-18,0 мг/кг с преимуществом подстилочного навоза над бесподстилочным.

По биологической технологии в случае применения соломы, сидерата и их сочетания все формы фосфатов снизились: рыхлосвязанные на 3-9%, алюмо- на 5-6%, железо- на 5-4%, кальций фосфаты на 3,-4% и общая сумма на 5%. Системы удобрения альтернативной технологии не обеспечили исходного содержания форм фосфора, а общая сумма уменьшилась на 1-2%.

Аналогичное влияние систем удобрения технологий возделывания на групповой состав форм фосфора наблюдалось в кормовом севообороте 3.

Калийный режим песчаных почв характеризуется низким и средним его содержанием. Отмечено больше потерь обменного калия по интенсивной технологии, чем биологической и альтернативной технологиям в результате большего выноса с урожаем.

От органической системы убыль обменного калия  составляла 2-17 мг/кг и органоминеральной – 2-13 мг/кг, уменьшаясь с ростом доз навоза. По биологической технологии содержание обменного калия снижалось на 2-9 мг/кг, альтернативной на 1-7 мг/кг. В подпахотном горизонте сложился  положительный баланс обменного калия или его снижение меньше, чем в пахотном слое.

Органическая система удобрений интенсивной технологии не обеспечила повышения общей суммы форм калия: убыль составила 23 мг/кг от применения подстилочного навоза и 12 мг/кг от бесподстилочного. Органоминеральная система превысила исходную сумму форм калия на 2 и 9 мг/кг соответственно с подстилочным и бесподстилочным навозом. Как снижение, так и повышение обеспечивали обменная, легкообменная и водорастворимая формы калия.

Системы удобрения биологической и альтернативной технологии по влиянию на формы калия уступали системам удобрения интенсивной технологии: получено снижение относительно органической на 10-35 мг/кг и 0-26 мг/кг, органоминеральной на 35-55мг/кг и 21-47 мг/кг.

По влиянию на формы калия в порядке убывания технологии возделывания располагаются: интенсивная – альтернативная -  биологическая.

В кормовом севообороте 2 сумму форм калия превысила органоминеральная система удобрения интенсивной технологии с бесподстилочным навозом (на 5-19 мг/кг). Системы удобрения биологической технологии способствовали её снижению: солома на 31-44 и 48-62 мг/кг относительно органической и органоминеральной систем интенсивной технологии, сидерат на 23-36 и 40-54 мг/кг и солома с сидератом на 20-33 и 37-51 мг/кг. Разница по величине суммы форм калия между интенсивной и альтернативной технологиями меньше: по NPK с соломой – 23-36 и 40-54 мг/кг, NPK с сидератом – 20-33 и 37-51 мг/кг и NPK с соломой и сидератом – 11-24 и 28-42 мг/кг.

Энергетическая эффективность систем удобрения технологий возделывания в севооборотах

При возделывании культур по интенсивной технологии высокие показатели затрат энергии на 1 га  при органической системе получены от применения подстилочного навоза (87-113 ГДж) в кормовом севообороте с 75% зерновых, от бесподстилочного с 50% насыщенностью зерновыми 95-125 ГДж; по органоминеральной системе - в кормовом севообороте с 50% зерновых по обоим видам навоза (106,7-131,8 и 113-145,3 ГДж). Наибольшая совокупная затратная энергия приходилась на зернопропашной севооборот 1 при интенсивной технологии, как по органической, так и органоминеральной системе удобрения (86-132 и 119-170 ГДж).

Низкую совокупную затратную энергию на производство 1 ц зерновой единицы с га обеспечили системы удобрения биологической технологии: солома в кормовом севообороте с 50% зерновых - 284 МДж, сидерат – 236 и солома с сидератом - 303 МДж. Несколько выше показатели в кормовом севообороте с 75% зерновых соответственно – 359, 328 и 368 МДж и зернопропашном 1 – 363, 319 и 497 МДж. По подстилочному и бесподстилочному навозу биологической технологии она колебалась от 379 до 507 МДж и от 415 до 547 МДж при больших величинах в зернопропашном севообороте и меньших – в кормовом с 50% зерновых.

От систем удобрения альтернативной технологии затратная энергия составила: по NPK с соломой 469-447 МДж, NPK с сидератом 308-411 МДж и NPK с соломой и сидератом 366-445 МДж.

Максимальная себестоимость 1 ц зерновой единицы с га установлена в зернопропашном севообороте: по органической системе она увеличивалась с ростом доз подстилочного навоза от 671 МДж до 816 МДж и бесподстилочного от 767 до 948 МДж. По органоминеральной системе наблюдалось снижение себестоимости соответственно на 14% и на 9-11%.

В кормовом севообороте 3 высокая затратная энергия на производство 1 ц зерновой единицы с га получена от систем удобрения интенсивной технологии: по органической (80 т/га) - 664 МДж и органоминеральной (80 т/га + NPK) - 668 МДж. Доза навоза 40 т/га с теми же удобрениями снизила ее до 534 МДж, а повышенная доза минеральных удобрений до 483 МДж. Системы удобрения альтернативной технологии уменьшили затратную энергию соответственно на 17, 29, 43 и 27%.

В результате положительного последействия соломы, сидерата и соломы с сидератом в 1,3 раза снизилась себестоимость 1 ц зерновой единицы от систем удобрения интенсивной технологии и в 1,2-1,4 раза альтернативной относительно естественного фона и других севооборотов.

ВЫВОДЫ


  1. В исследованиях 2000-2010 г.г. на дерново-подзолистой песчаной почве изучена эффективность систем удобрения в интенсивной, биологической и альтернативной технологиях возделывания сельскохозяйственных культур. Исследованиями выявлено преимущество органоминеральной системы удобрения над органической как по влиянию на продуктивность отдельных культур , так и севооборотов в целом.
  2. В прямом действии на картофеле, кукурузе и кормовой свекле по органоминеральной системе в сравнении с органической, получено в интенсивной и альтернативной технологиях дополнительно 7,3-9,4 т/га клубней, в биологической – 7,5-10,3 т/га;3,7-5,0 и 9,9-11,5 т/га зеленой массы кукурузы и 12,7-16,6 т/га корнеплодов. Альтернативная технология возделывания по эффективности занимала третье место.
  3. Положительное последствие органоминеральной системы удобрения в интенсивной технологии отмечалось в течение 3-х лет на ячмене , овсе, однолетних травах и озимой ржи в полевом зернопропашном и кормовых севооборотах с 50-75 % зерновых.
  4. При использовании соломы, сидерата раздельно и совместно в качестве органического удобрения при биологической технологии урожайность картофеля, ячменя, овса, озимой ржи, кукурузы, однолетних трав практически была равноценна урожайности их по органической системе с внесением навоза в интенсивной технологии.
  5. Совместное внесение минеральных удобрений с соломой, сидератом и при их сочетании в альтернативной технологии обеспечило урожайность культур на уровне органической системы интенсивной технологии. Было получено около 24 т/га картофеля , 1,73-1,90 т/га овса и ячменя 2,10-2,33 т и зимней ржи и от 30,5 до 41,9 т/га  зеленой массы люпина, сераделла овсяной смеси и кукурузы.
  6. Продуктивность зернопропашного севооборота с органоминеральной системой интенсивной технологии составила 4,21-4,30 т/га зерновой единицы, кормового с 50% зерновых 4,85-5,19 т, с 75% зерновых 3,53-3,70 т и в кормовом 3 – 3,91-5,67 т/га зерновой единицы
  7. По биологической технологии получено в зернопропашном севообороте 2,87-3,80 т/га зерновой единицы, в кормовых с 50 и 75% зерновых 4,01-4,23 и 2,67-3,05 т/га зерновой единицы соответственно.
  8. Применение альтернативной технологии способствовало повышению продуктивности зернопропашного севооборота до 3,53-4,59 т/га зерновой единицы, кормового с 50 и 75% зерновых до 4,60 и 3,46 т/га зерновой единицы, За счет последействия соломы и сидерата, при уменьшенных дозах минеральных удобрений продуктивность, севооборотов практически сравнялась с органоминеральной системой интенсивной технологии.
  9. Экологическая оценка выявила преимущество систем удобрения биологической технологии на качество клубней картофеля: содержание крахмала, витамина С, кулинарные свойства и др.
  10. В прямом действии системы удобрения интенсивной и альтернативной технологий ухудшали качество клубней картофеля по основным показателям, но увеличивали накопление белка, углеводов и жира в зеленой массе кукурузы и корнеплодах. В последствии они повышали содержание белка, жира и углеводов у зерновых культур и люпина и способствовали снижению накопления тяжелых металлов и цезия 137 у всех культур.
  11. Содержание гумуса поддерживалось на исходном уровне ( при слабо выраженной тенденции к снижению) по всем системам удобрения в биологической и альтернативной технологиях. При интенсивной технологии количественные изменения зависели от исходной гумусированности почвы: чем выше содержание гумуса в начале опыта, тем больше потери его были зафиксированы в конце. На почве с пониженным содержанием гумуса динамика его  уменьшения выражено слабее.
  12. Снижение содержания подвижного Р2О5 отмечено по органической и органоминеральной системам интенсивной технологии (на 100-142 мг и 88-127 мг/кг соответственно), в биологической технологии на 15-58 и 12-37 мг/кг. В альтернативной, в зависимости от доз вносимого фосфора, содержание Р2О5 осталось на исходном уровне со слабым плюсом или минусом. Остаточные фосфаты депонируются во фракциях, соответствующих типу почвы.
  13. Органическая и органоминеральная системы удобрения интенсивной технологии повысили содержание обменного калия к концу опыта. Системы удобрения в биологической и  альтернативной технологиях , наоборот снизили его содержание, исключая кормовой севооборот с 75% зерновых, где он остался без изменений.
  14. Внесение органических удобрений во всех видах не стабилизировало химических свойств почвы, а способствовало постепенному подкислению, что отрицательно повлияло на количественные и качественные показатели и пахотного, и подпахотного слоев почвы.
  15. Самые низкие затраты энергии на производство 1 ц зерновых единиц обеспечило применение на удобрение соломы -270 МДж, сидерата – 236 МДж (в кормовом севообороте 50% зерновых), 328-368 МДж (с 75% зерновых) и 319-369 в зернопропашном севообороте.
  16. Благодаря последействию соломы, сидерата и их совместного применения в системах удобрения себестоимость производства 1 ц зерновой единицы при интенсивной технологии снизилась в 2-3 раза, при альтернативной и биологической – в 2,0-2,2 раза.
  17. В биологической технологии плодосменного севооборота применение альтернативных источников органического вещества (соломы, сидерата) позволяет полнее использовать продуктивный потенциал культур и агроклиматические ресурсы региона, поддерживать плодородие почвы, получать экологически чистую продукцию и сохранять окружающую среду от загрязнения.


ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На дерново-подзолистых песчаных почвах юго-запада Нечерноземной зоны России с целью получения стабильного урожая культур, сохранения и повышения плодородия почвы рекомендуется:

- в экономически крепких хозяйствах применять органическую и органоминеральную системы удобрения в рамках интенсивных технологий сельскохозяйственных культур. Внесение на 1 гектар от 80 до 150 т навоза отдельно и в сочетании с N180P78K119  обеспечит получение в среднем за севооборот 38-56 ц зерновой единицы и стабильное состояние плодородия почвы;

- системы удобрений биологической технологии, включающие навоз (40-50 т/га), солому озимых и пожнивной сидерат могут составить основу ведения сельскохозяйственного производства в хозяйствах любых организационно-правовых форм собственности. Внесение органического удобрения под первую культуру и N180P40K150 суммарно под остальные, обеспечивает продуктивность севооборота 30-40 ц/га зерновой единицы, хорошее качество продукции и  низкие энергозатраты;

- системы удобрений альтернативной технологии, основанные на сочетании пониженных доз минеральных удобрений с соломой, сидератом отдельно и совместно, или внесение N180P40K150 пригодны для экономически средних хозяйств. При этом обеспечивается получение за севооборот 35-50 ц/га зерновой единицы с высоким качеством продукции и поддерживается  плодородие почвы на исходном уровне;

- внесение соломы и сидерата в качестве биологических источников органического вещества в севооборотах кормового направления, позволит получать 52-54 ц/га зерновой единицы при значительном снижении затрат энергии.















СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

  В изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Комков, П. Д. Плодородие почвы в условиях длительного стационарного опыта / П. Д. Комков, С.А. Бельченко //Агрохимический Вестник. - 2007. - №1. - С. 9-10.

2. Бельченко,  С.А.  Регулирование продукционного процесса посевов озимой  тритикале технологическими приемами  / С. А. Бельченко, В. Ф. Мальцев //

Зерновое хозяйство. - 2007. - №5. - С. 8-9. 

3. Сорокин, А. Е. Структура посевов и фотометрические показатели яровой пшеницы Лада при разных уровнях применения средств химизации / А. Е. Сорокин, С. А. Бельченко // Зерновое хозяйство. - 2007.- №5. - С. 11-12.

4. Мальцев, В. Ф. Фотометрические  показатели посевов и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от густоты стеблестоя и фона питания / В. Ф. Мальцев, С.А. Бельченко, А.Е. Сорокин // Зерновое хозяйство. - 2007. - №5. - С. 19-21.

5. Бельченко, С.А. Продукционный процесс ячменя эльф в условиях биологизации земледелия / С. А. Бельченко, Сорокин А. Е., Мальцев В. Ф. // Зерновое хозяйство. - 2007. - №5. - С. 26-28.

6. Мальцев, В. Ф. Продуктивность озимой ржи в условиях биологизации земледелия / В. Ф. Мальцев, С. А. Бельченко, Шапочкин С. С.// Зерновое хозяйство. - 2007. - №6. - С. 13-14.

7. Бельченко, С.А. Изменение качества зеленой массы люпина в зависимости от технологий возделывания / С.А. Бельченко //Агрохимический вестник. – 2011. - №3 - С.9-11.

8. Драганская, М.Г. Продуктивность севооборотов в зависимости от систем удобрения технологий возделывания культур / М.Г. Драганская, Н.М. Белоус, С.А. Бельченко // Проблемы агрохимии и экологии. – 2011. - №2. - С.13-19.

9. Малявко, Г.П. Влияние агрохомических приемов на засоренность посевов и урожайность озимой ржи / Г.П. Малявко, С.А. Бельченко, И.Н. Белоус, А.Б. Пиняев // Проблемы агрохимии и экологии. - -2011 - №2 - С.46-49.

10. Бельченко, С.А. Влияние систем удобрения на урожайность и качество зеленой массы кукурузы / С.А. Бельченко, Н.М. Белоус, М.Г. Драганская // Достижения науки и техники АПК . – 2011. - №5 - С.59-61.

В монографиях:

  1. Мальцев, В.Ф. Основные направления биологизации земледелия юго-запада России / В.Ф. Мальцев, А.И. Артюхов, В.П. Лямцев, С.А. Бельченко, Г.П. Малявко // Биологизация земледелия юго-запада России. Брянск. – 2000. – С. 3-17.
  2. Мальцев, В.Ф. Особенности технологий возделывания озимой ржи в Нечерноземье Российской Федерации / В.Ф. Мальцев, В.Е. Ториков, С.А. Бельченко Г.П. Малявко и др. // Биологизация земледелия юго-запада России. Брянск. – 2000. – С. 140-151.
  3. Мальцев, В.Ф. Влияние норм  высева семян, удобрений и сортов на урожайность и качество зерна озимой пшеницы / В.Ф. Мальцев, В.Е. Ториков, В.П. Лямцев, М.П. Наумова, С.А. Бельченко, А.А. Прудников //  Биологизация земледелия юго-запада России. - Брянск. - 2000. С.117-129.
  4. Мальцев, В.Ф. Система биологизации земледелия Нечерноземной зоны России. Часть 1 (монография) / В.Ф. Мальцев, М.К. Каюмов, … С.А. Бельченко и др. – М.: ФГНУ «Росинформагротех». – 2002. – 544 с.
  5. Мальцев, В.Ф. Система биологизации земледелия Нечерноземной зоны России. Часть 2 (монография) / В.Ф. Мальцев, М.К. Каюмов, … С.А. Бельченко и др. – М.: ФГНУ «Росинформагротех». – 2002. – 576 с.
  6. Белоус, Н.М. Система удобрений и реабилитация песчаных почв  (монография) / Н.М. Белоус, М.Г. Драганская,  С.А. Бельченко. - Брянск, 2010. - 224 с.

3. В сборниках научных трудов и других изданиях:

1. Бельченко,  С.А. Экономическая и энергетическая оценка эффективности доз минеральных удобрений под ячмень, рассчитанных разными методами / С.А. Бельченко // Молодые ученые – возрождению сельского хозяйства России в XXI веке. Брянск, 2000.- С. 108-111

2. Бельченко, С.А. Влияние сочетаний и доз минеральных удобрений на урожайность и вынос элементов питания ячменем разных сортов на серых лесных почвах / С.А. Бельченко // Молодые ученые – возрождению сельского хозяйства России в XXI веке. 2000. - С. 112-115.

3. Мальцев, В.Ф. Сравнительная оценка навоза и сидератов по сухому веществу и биогенным элементам / В.Ф.Мальцев, А.М.Бердников, А.Е.Сорокин, С.А. Бельченко // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. - 2006. - №1. - С. 11-17.

4. Бельченко, С.А. Сортовые различия яровой пшеницы по минеральному составу зерна / С.А. Бельченко // Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур.  Материалы 41 международной научной конференции (ВНИИА).- М.: ВНИИА, 2007. - С. 68-69.

5. Бельченко, С.А. Видовые различия яровой пшеницы и зернобобовых культур по минеральному составу зерна и семян / С.А. Бельченко, А.Е. Сорокин // Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур. Материалы 41 международной  научной конференции (ВНИИА).- М.: ВНИИА, 2007. - С.70-71.

6. Мальцев, В. Ф. Особенности технологий возделывания озимой ржи в Нечерноземье РФ / В.Ф. Мальцев, В.Е. Ториков, С.А. Бельченко // Биологизация земледелия юго-запада России.- Брянск, 2000.- С.140-151.

7. Мальцев, В.Ф.  Эффективность сидерации в сочетании с навозом  в спецализированном звене севооборота с картофелем / В.Ф.Мальцев, А.М.Бердников, А.Е.Сорокин, С.А. Бельченко // Вестник «Брянская сельскохозяйственная академия». - 2006. - №1. - С. 18-24.

8. Мальцев, В.Ф. Минеральный состав сельскохозяйственных культур в зависимости от технологий возделывания / В.Ф.Мальцев, А.Е.Сорокин, С.А. Бельченко, С.П. Камков //Биологизация земледелия в Нечерноземной зоне России. Научные труды Брянсой ГСХА. – Выпуск 2. – Брянск, 2006. - С. 161-173.

9. Мальцев, В.Ф. О накоплении тяжелых металлов (тм) в почве и растениях / В.Ф. Мальцев, С.А. Бельченко, А.Е.Сорокин, С.В. Фесенко //Биологизация земледелия в Нечерноземной зоне России. Научные труды Брянской ГСХА. – Выпуск 2. - Брянск, 2006. - С. 174-185.

10. Ториков, В. Е.        Влияние гумистима на урожайность сельскохозяйственных культур / В.Е. Ториков, А.Е. Сорокин, И.И. Мешков, А.В. Прокопенков,  С.А. Бельченко // Биологизация земледелия в Нечерноземной зоне России. Научные труды Брянсой ГСХА. – Выпуск 2. - Брянск 2006. - С. 186-192.

11. Мальцев, В.Ф. Программирование урожайности сельскохозяйственных культур в условиях биологизации земледелия / В.Ф. Мальцев, С.А. Бельченко, А.Е.Сорокин, А.В. Прокопенков, С.С., Шапочкин // Программирование урожаев и биологизация земледелия. - Выпуск 3, ч.1. - Научные труды Брянской ГСХА. Брянск 2007. - С. 81-95.

12. Мальцев, В.Ф. Совершенствование сортоиспытания в условиях биологизации земледелия / В.Ф. Мальцев, С.А. Бельченко, О.В. Мельникова, А.В. Прокопенков,  А.Е. Сорокин // Программирование урожаев и биологизация земледелия. - Выпуск 3,  ч.1. - Научные труды Брянской ГСХА. – Брянск, 2007. - С. 96-101.

13. Бельченко, С.А. Биоклиматическая продуктивность и коэффициент использования ФАР зерновыми культурами / С.А. Бельченко // Программирование урожаев и биологизация земледелия. - Выпуск 3, ч.1. - Научные труды Брянской ГСХА. - Брянск 2007. - С. 114-118.

14. Бельченко, С.А. Энергетическая эффективность технологий возделывания зерновых культур / С.А. Бельченко // Программирование урожаев и биологизация земледелия.  Выпуск 3, ч.1. - Научные труды Брянской ГСХА. Брянск, 2007. - С. 256-260.

15. Бельченко, С. А. Агроэкологическая оценка различных систем удобрений картофеля / С. А. Бельченко, А.М. Бердников, А.Е. Сорокин // Вестник "Брянская государственная сельскохозяйственная академия.- 2007.- №5. - С. 9-13. 

16.Бельченко, С. А. Качество клубней картофеля в связи с использованием зелёных удобрений / С. А. Бельченко, В. Ф. Мальцев,  А. Е. Сорокин, А.М. Бердников // Вестник "Брянская государственная сельскохозяйственная академия". - 2007.- №5. - С. 19 - 23.

17.Бельченко, С. А. Сравнительная оценка технологий возделывания картофеля / С. А. Бельченко, В. Ф. Мальцев,  А. Е. Сорокин // Вестник "Брянская государственная сельскохозяйственная академия". - 2007.- №5. - С. 41-49.

18. Бельченко, С. А. Фитометрические показатели посевов овса и их регулирование в условиях биологизации земледелия / С. А. Бельченко, В. Ф., Мальцев, А. Е. Сорокин // Вестник "Брянская государственная сельскохозяйственная академия". - 2007.- №5. - С.50-53.

19. Бельченко, С. А. Фотосинтетическая деятельность, структура посевов и урожая проса в зависимости от густоты стояния и фона питания / С. А. Бельченко, В. Ф. Мальцев,  А. Е. Сорокин // Вестник "Брянская государственная сельскохозяйственная академия". - 2007.  №5.  С.54-58.

20. Бельченко, С. А. Влияние средств химизации на урожайность озимой пшеницы / С.А. Бельченко // Вестник «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» 2009. - №3 - С. 44-46.

21. Белоус, Н.М. Мониторинг радиологического состояния агросистем и их реабилитация в Брянской области / Н.М. Белоус, И.Н. Белоус, С.А. Бельченко… и др. //  Современные проблемы радиологии в сельскохозяйственном производстве. - Москва-Рязань, 2010. - С. 7-50.

22. Бельченко, С.А. Урожайность и качество ячменя на радиоактивно загрязненных почвах / С.А. Бельченко, М.Г. Драганская, Г.П. Малявко // Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК на территориях загрязненных радионуклидами. – Брянск, 2011.- С.42.

23. Бельченко, С.А. Влияние удобрения на качество корнеплодов кормовой свеклы / С.А. Бельченко // Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК.  – Брянск, 2011. - С.39-42.

24. Белоус, Н.М. Изменение параметров плодородия песчаных почв в результате длительного применения удобрений / Н.М.Белоус, М.Г. Драганская, С.А. Бельченко // Результаты длительных исследований в системе географической сети опытов с удобрениями Российской Федерации (К 70-летию Геосети). - Выпуск 1. – М.: ВНИИА.  – 2011. - С.95-103.

Подписано к печати 24.09.2011 г. Формат 60х84 1/16.

Бумага офсетная. Усл. п. л. 2,44. Тираж 100 экз. Изд. №1466.

Издательство Брянской государственной сельскохозяйственной академии

243365 Брянская обл., Выгоничский район, с. Кокино,

ФГБОУ ВПО «Брянская ГСХА»







© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.