WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Повышение продуктивности агроценозов и воспроизводство плодородия чернозема обыкновенного Западного Предкавказья при длительном применении минеральных удобрений

Автореферат докторской диссертации по сельскому хозяйству

  СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА  
Страницы: | 1 | 2 | 3 |
 

КВАШИН АЛЕКСАНДР АЛЕКСЕЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ АГРОЦЕНОЗОВ

И ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ ЧЕРНОЗЕМА

ОБЫКНОВЕННОГО ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ

МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Специальность: 06.01.04 – агрохимия

06.01.01 – общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Краснодар – 2011


Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» и ГНУ «Северокубанская сельскохозяйственная опытная станция» Краснодарского НИИСХ Россельхозакадемии в 1999-2006 гг.

Научный консультант:

Малюга Николай Григорьевич

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Официальные оппоненты:

Шеуджен Асхад Хазретович

доктор биологических наук,

профессор, член-Корреспондент РАСХН

Петрова Людмила Николаевна

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, академик РАСХН

Агафонов Евгений Васильевич

доктор сельскохозяйственных

наук, профессор

Ведущая организация:       

ГНУ Всероссийский

научно-исследовательский институт

масличных культур имени

В.С. Пустовойта             

Россельхозакадемии

          Защита состоится « 24 »  ноября  2011 г. в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 220.038.03 в ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» по адресу: 350044 г. Краснодар,  ул. Калинина, 13, тел/факс (8-861) 221-57-93

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного аграрного университета и на сайте университета http: // www.kubsau.ru

Автореферат разослан «____» ___________ 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор биологических наук, профессор                          Цаценко Л.В.


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Краснодарский край является ведущим регионом по производству зерна озимой пшеницы и семян подсолнечника. Здесь размещается более 1 млн га посевов озимой пшеницы и около 0,5 млн га подсолнечника, в том числе в зоне неустойчивого увлажнения на обыкновенном черноземе Западного Предкавказья – около 600 тыс. га озимой пшеницы и более 290 тыс. га подсолнечника.

В процессе сельскохозяйственного использования чернозема обыкновенного происходит деградация почвы, что ведет к снижению продуктивности агроэкосистем и ослаблению устойчивости урожаев полевых культур. В связи с этим необходим поиск агроприемов, позволяющих сохранить и приумножить плодородие почвы и повысить продуктивность пашни, а также эффективность различных систем удобрения, применяемых с целью оптимизации продуктивности и стабилизации урожаев важнейших зерновых и технических культур.

Имеется объективная необходимость уточнения приемов применения минеральных удобрений с целью повышения их эффективности в различных видах севооборотов с учетом прямого действия и последействия удобрений, а также поддержания уровня плодородия почвы в соответствии с потребностями сельскохозяйственных культур. Позитивное решение этой проблемы является чрезвычайно актуальным и важным для народного хозяйства.

Цель и задачи исследований. Цель работы – обосновать приемы повышения продуктивности озимой пшеницы и подсолнечника и сохранение плодородия чернозема обыкновенного Западного Предкавказья при длительном применении удобрений в различных севооборотах.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- изучить особенности азотного, фосфорного и калийного режимов почвы, содержание и баланс гумуса при длительном применении удобрений в севообороте;

- установить роль предшественников и различных систем удобрений в севообороте на накопление и эффективное использование доступной влаги растениями озимой пшеницы и подсолнечника;

- уточнить потребление, вынос основных элементов питания изучаемыми культурами и баланс NPK в севообороте;

- выявить особенности роста, развития и формирование продуктивности озимой пшеницы и подсолнечника при различных системах удобрения  в севообороте;

- определить влияние длительного использования удобрений в севообороте на продуктивность и качество зерна озимой пшеницы и семян подсолнечника;

- дать экономическую и биоэнергетическую оценку эффективности длительного использования удобрений озимой пшеницы и подсолнечника.

Научная новизна заключается в том, что впервые в стационарном длительном опыте в условиях недостаточного увлажнения изучено комплексное влияние экологических факторов и агротехнических приемов (севооборота, предшественника и различных систем удобрения) на продуктивность сортов озимой пшеницы и гибрида подсолнечника, а также эффективное плодородие чернозема обыкновенного Западного Предкавказья.

Впервые в зависимости от видов севооборота и предшественника установлены нормы и состав удобрений, обеспечивающие высокую продуктивность озимой пшеницы и подсолнечника и сохранения эффективного плодородия чернозема обыкновенного, уточнен потенциал продуктивности пашни на не удобренном фоне.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Продуктивность озимой пшеницы и подсолнечника при различных системах удобрений в зернопропашном и зернотравяно-пропашном севооборотах.

2. Динамика потребления и выноса азота, фосфора и калия основными полевыми культурами в зависимости от используемых агроприемов.

3. Изменение плодородия чернозема обыкновенного при длительном применении минеральных удобрений в изучаемых севооборотах.

4. Биоэнергетическая и экономическая эффективность применения удобрений в севооборотах под озимую пшеницу и подсолнечник.

Практическую значимость работы представляют результаты многолетних исследований, позволяющие рекомендовать сельскохозяйственному производству экономически и энергетически обоснованные системы удобрения при возделывании озимой пшеницы и подсолнечника, предусматривающие экономически оправданный уровень урожайности соответственно финансово-экономического, организационно-технического уровня хозяйства и почвенно-клима-тических условий.

Реализация результатов исследований. Положения и выводы по результатам исследований использованы в «Системах земледелия Краснодарского края» (методические рекомендации, Краснодар, 2009), рекомендациях «Системы удобрения основных полевых культур» (Краснодар, 2004), «Агроэкологический мониторинг в Земледелии Краснодарского края, 2007), при разработке краевой программы «Плодородие», в ежегодных рекомендациях по агротехническим мероприятиям выполнения полевых работ в Краснодарском крае (2003-2010 гг.)

Производственная проверка разработанных технологических приемов возделывания озимой пшеницы по различным предшественникам, а также подсолнечника проводилась в ОАО им. Ильича Ленинградского района, СПК (колхоз) «Знамя Ленина» Щербиновского района, ОАО «Нива Кубани» Брюховецкого района. Внедрение научных разработок осуществлялось в 2002-2009 гг.

Озимая пшеница по предлагаемым технологиям в крае возделывалась на площади 370 тыс. га, подсолнечник – на 52 тыс.га. За счет повышения урожайности этих культур общий экономический эффект получен в сумме 480 млн руб.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на ежегодных совещаниях-семинарах руководителей и специалистов хозяйств Краснодарского края по вопросам технологии возделывания и ухода за посевами озимых и яровых культур, при подготовке сборника «Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края» (Краснодар, 2002), при разработке систем земледелия в различных агроландшафтах Краснодарского края (Краснодар, 2008), а также на международной научно-практической конференции «Пути повышения и стабилизации производства высококачественного зерна» (Краснодар, 2002), международной научно-практической конференции 6-9 февраля 2007 г. «Инновационные пути развития АПК – магистральное направление научных исследований для сельского хозяйства» (п. Персиановский, 2007 г.).

Публикация в печати. По материалам диссертации опубликованы 44 научных работы, в том числе 20 работ в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 508 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству. Включает 16 рисунков, 120 таблиц и 79 приложений. Список используемой литературы насчитывает 651 наименование, в том числе 60 – иностранных авторов.

Автор признателен и выражает благодарность профессору Н.Г. Малюге за разработку программы стационара и консультирование данной работы, доктору с.-х. наук С.И. Баршадской и коллективам отдела земледелия Северо-Кубанской с.-х. опытной станции и кафедры растениеводства КубГАУ за помощь в проведении НИР и обработку экспериментального материала.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. ВЛИЯНИЕ СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ

И ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ

ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ И ПОДСОЛНЕЧНИКА

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

На основе анализа научной литературы рассмотрено состояние изученности влияния отдельных элементов технологии: севооборота, предшественника и систем удобрения на плодородие почв, рост, развитие и продуктивность озимой пшеницы и подсолнечника в различных почвенно-климатических условиях РФ, а также в ближнем и дальнем зарубежье. Обсуждаются вопросы биологизации технологий возделывания культур, возможность повышения эффективности удобрений для получения высококачественной конкурентно способной продукции при одновременном сохранении  плодородия почвы и окружающей среды.

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 1999-2006 гг. в третьей ротации  10-ти польных севооборотов многофакторного стационарного опыта Северокубанской сельскохозяйственной опытной станции, расположенной в северной, недостаточного увлажнения, зоне края на черноземе обыкновенном Западного Предкавказья (№ государственной регистрации 01.2001. 15507).

Климат умеренно-континентальный с гидротермическим коэффициентом 0,85-0,90. Среднемноголетнее количество осадков – 569 мм, среднегодовая температура воздуха 10,9оС. Сумма положительных температур выше 10оС составляет 3200-3400оС.

Распределение осадков крайне неравномерное. Анализ данных метеонаблюдений за 30-летний период показал, что за теплый период (апрель-октябрь) выпадает от 198,3 до 692,6 мм, что соответствует 49,4-82,0% среднегодового количества. За годы исследований (1999-2006) при количестве осадков за сельскохозяйственный год 499,2-764,2 мм 278-598,6 мм 44,4-77,1% выпало за теплый период года. Небольшое количество осадков в допосевной и послепосевной периоды в сочетании с высокой температурой воздуха, как правило, сдерживали появление всходов осенью и последующее развитие растений озимой пшеницы.

Почва – чернозем обыкновенный, мощный, малогумусный, тяжелосуглинистый на лессовидном суглинке. Содержание гумуса в пахотном (0-30 см) слое почвы на начало проведения опытов 1999 г. составило 3,88-3,93%, общего азота – 0,18-0,22%, валового фосфора – 0,16-0,22%, калия – 1,7-2,0%. Обеспеченность подвижными формами азота – 0,18-17,4 мг/кг почвы, фосфора – 10,2-47,9, калия – 345-380 мг/кг почвы. Реакция почвенного раствора слабощелочная (рН 7,99-8,02).

Опыт развернут одновременно в двух десятипольных севооборотах – зернопропашном (ЗП) и зернотравяно-пропашном (ЗТП). В структуре посевных площадей озимая пшеница занимает 40%, подсолнечник – 10%. В севооборотах предусмотрено следующее чередование культур в зернопропашном севообороте; 1 – кукуруза на зерно, 2- озимая пшеница, 3 – озимая пшеница, 4 – сахарная свекла, 5 – озимая пшеница, 6 – кукуруза на зерно, 7 – горох, 8 – озимая пшеница, 9 – подсолнечник, 10 – яровой ячмень; в ЗТП севообороте в поле 10 – яровой ячмень с подсевом эспарцета, в поле 1 – эспарцет, а на остальных полях – такие же культуры, как в ЗП севообороте.

Схема опыта представлена восемью вариантами, условно обозначенными: 1 – без удобрений (контроль); 2 – средняя доза РК; 3 – средняя доза NК; 4 – средняя доза NР; 5 – минимальная доза NРК; 6 – средняя доза NРК; 7 – повышенная доза NРК; 8 – высокая доза NРК (таблицы 1–2).

Общая площадь делянки озимой пшеницы и подсолнечника 190,4 м2 (5,6 м ? 34 м), учетная – 108 м2 (3,6 м ? 30 м), у подсолнечника– 126 м2 (4,2 м ? 30 м). Повторность четырехкратная. Расположение делянок систематическое. Удобрения в полной дозе вносили под основную обработку почвы. В вариантах 7 и 8 50% азота использовали под основную обработку, вторую половину – в подкормку рано весной.

Таблица 1 – Схема внесения удобрений под озимую пшеницу, СКСХОС, 1999-2006 гг.

Вариант

Удобрения по предшественникам, кг/га д. в.

эспарцет

кукуруза

сахарная свекла

озимая пшеница

горох

Без удобрений (к)

0

0

0

0

0

Средняя доза PK

P40

P60K60

P60K60

P60K60

P40

Средняя доза NK

N20

N60K60

N40K60

N60K60

N20

Средняя доза NP

N20P40

N60P60

N40P60

N60P60

N20P40

Минимальная

доза NPK

N10P20

N30P30K30

N20P30K30

N30P30K30

N10P20

Средняя доза NPK

N20P40

N60P60K60

N40P60K60

N60P60K60

N20P40

Повышенная

доза NPK

N20P40 +N20

N60P60K60

+N60

N40P60K60 + N40

N60P60K60 + N60

N20P40

+N20

Высокая доза NPK

N20P80

+N20

N60P120K120 + +N60

N40P120K120+N40

N60P120K120 +N60

N20P80

+N20

Примечание. Дозы удобрений под озимую пшеницу по предшественникам в ЗП и ЗТП севооборотах идентичны. Удобрения в вариантах 2-6 вносились под основную обработку, в вариантах 7 и 8 под основную обработку и в подкормку.

Таблица 2 – Схема внесения удобрений под  подсолнечник,          кг/га д.в.

Вариант

Всего

в т.ч. элементов  питания

N

P2O5

К2О

Без удобрений - контроль

0

0

0

0

Средняя доза Р

60

0

60

0

Средняя доза N

40

40

0

0

Средняя доза NP

100

40

60

0

Минимальная доза NP

50

20

30

0

Средняя доза NP

100

40

60

0

Повышенная доза NP

140

80

60

0

Высокая доза NP

200

80

120

0

Примечание. Дозы удобрений под подсолнечник в ЗП и ЗТП севооборотах идентичны. Удобрения в вариантах 2-6 вносились под основную обработку, в вариантах 7 и 8 под основную обработку и весной до посева.

Агротехника возделывания озимой пшеницы и подсолнечника общепринятая. В опыте использовались районированные для данной почвенно-климатической зоны сорта Лира, Краснодарская 99 и гибрид Арена. Наблюдения, учеты и анализы проводились по общепринятым методикам.

Растительные и почвенные образцы отбирали в основные фазы развития растений. Содержание основных элементов питания в растениях определяли методом ускоренного мокрого озоления: азот по методу Кьельдаля, фосфор – колориметрически (с хлористым оловом), калий – на пламенном фотометре. Технологическое качество зерна определяли в лаборатории Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко, содержание жира в семенах подсолнечника – методом ядерно-магнитного резонанса в лаборатории отдела биохимии ВНИИМК им. В.С. Пустовойта.

В почвенных образцах содержание нитратного и аммонийного азота проводилось соответственно ГОСТу 26489-85, 26951-86, подвижных фосфатов и обменного калия – по методике Мачигина (ГОСТ 26205-84).

Фенологические наблюдения, густоту стояния и биометрические показатели растений накопление сырой и сухой массы – определяли по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1971, 1972) и в соответствии с «Рекомендациями по методике проведения наблюдений и исследований в полевом опыте» (1975). Показатели фотосинтетической деятельности растений в посевах: площадь листовой поверхности, фотосинтетический потенциал, продуктивность работы листьев – рассчитывали по методике А.А. Ничипоровича (1977), коэффициент водопотребления – по методике И.С. Шатилова (1986).

Влажность почвы измеряли термостатно-весовым методом в двухметровом слое почвы в основные фазы вегетации культур.

Структуру урожая озимой пшеницы определяли по «Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (1972); подсолнечника – по методике ВНИИМК им. В.С. Пустовойта. Учет урожая обеих культур проводили в фазу полной спелости, после комбайновой уборки.

Урожайность культур пересчитывали на 100%-ную чистоту и стандартную влажность зерна озимой пшеницы – 14%, семян подсолнечника – 12%.

Математическая обработка экспериментальных данных проводилась методом множественного регрессионного и дисперсионного анализа в вычислительном центре КубГАУ (Доспехов, 1965; Адлер и др., 1976; Дрейнер, 1986).

Экономическую эффективность изучаемых систем удобрения и других приемов рассчитывали в соответствии с рекомендациями по определению экономической эффективности использования научных разработок в земледелии (1986), биоэнергетическая оценка – по методике КубГАУ (1995).

3. РОЛЬ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ И СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ

В НАКОПЛЕНИИ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРОДУКТИВНОЙ ВЛАГИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЕЙ И ПОДСОЛНЕЧНИКОМ

3.1 Влияние агротехнических приемов возделывания озимой пшеницы на эффективность накопления и использования влаги в почве

Наличие влаги в почве нередко определяет уровень урожайности культур, особенно в зоне недостаточного увлажнения. Одним из способов регулирования этого фактора является чередование культур в севообороте, которое способствует накоплению ее в почве и продуктивному использованию.

Вопросам водного режима чернозема обыкновенного большое внимание уделяли Е. С. Блажний, 1958; А. И. Носатовский, 1965; Н. Н. Бородин, 1967; И. М. Шапашникова, 1975; Б. И. Тарасенко; Н.Г. Малюга, 1992. Однако приемы накопления и эффективного потребления влаги в зависимости от вида севооборота, предшественника и системы удобрения недостаточно изучены в длительных стационарных опытах.

Проведенные нами наблюдения за динамикой накопления и использования продуктивной влаги в слое почвы 0-200 см показали, что после уборки культур севооборота остается различное ее количество, наибольшее – 87,9 мм в зернотравяно-пропашном севообороте, обеспечивающее на дату посева озимой пшеницы запасы в 176 мм и минимальные значения в зернопропашном севообороте после сахарной свеклы  и кукурузы 124,9 мм.

За годы проведенных исследований 28,5% лет отличались недостаточной влагообеспеченностью слоя почвы 0-30 см – 7,5-10,8 мм и 43,0% лет характеризовались оптимальными параметрами по содержанию влаги, что обеспечивало получение своевременных всходов.

Изучаемые системы удобрения не оказывали существенного влияния на накопление влаги, но способствовали большему ее потреблению на формирование биологической массы и урожая.

Суммарное водопотребление озимой пшеницы за годы исследований составило по предшественнику эспарцет 3663 м3/га, по озимой пшенице – 3395-3871, по гороху – 3348-3393 м3/га. При этом следует отметить, что 58-59% общего потребления влаги происходило из слоя 0-100 см и 40-42% – из слоя 100-200 см.

На создание 1 т зерна на неудобренном фоне зернопропашного севооборота было потреблено 968-1618 м3 влаги, зернотравяно-пропашного – 745-1053 м3. Минимальными показатели водопотребления были по предшественнику эспарцет – 745 м3/т и по гороху – 725-968 т/га, максимальными – 1618 м3/га – по кукурузе. При внесении удобрений общий расход влаги изменялся мало. На удобренных вариантах имела место тенденция к его увеличению. Однако удобренные растения использовали влагу на создание единицы товарной продукции на 17,8-48,3 % более продуктивно.

3.2 Агротехнические приемы, повышающие эффективность использования влаги подсолнечником

Накопление влаги в почве предопределялось остаточным количеством после уборки предшествующей культуры и осадками осенне-зимнего периода. Остаточное количество продуктивной влаги после уборки озимой пшеницы, предшествующей подсолнечнику, составляло в метровом слое почвы соответственно севооборотам 101,7-105,6 мм, в двухметровом – 170,0-174,6 мм. На дату посева количество влаги за счет осадков возросло до 282 мм (слой 200 см) с варьированием по годам от 237до 372мм. Суммарный расход влаги и эвакотранспирационный коэффициент определяли рост, развитие и продуктивность культуры (рисунок 1) от всходов до уборки подсолнечника.

За период вегетации подсолнечника с единицы площади расходовалось 53-54% весенних запасов влаги, при суммарном водопотреблении с учетом выпадающих осадков 3192-3303м3/га, в том числе на создание единицы товарной продукции,1045-1378 и 1092-1291 м3/т соответственно вариантам опыта с интервалом по годам от 721-2143 и 971-2152м3/т. Минеральные удобрения снижали коэффициент водопотребления на 11,6-26,0%. Более высокий коэффициент водопотребления 1378-1291 м3/т был на контрольных вариантах, а также при внесении только фосфорных (Р60) и азотных (N40) удобрений – 1215 и 1141 м3/т.

Рисунок 1 – Динамика содержания доступной влаги под посевом подсолнечника по фазам вегетации в зависимости от севооборота, мм (1 – посев, 2 – всходы, 3 – образование корзинки,  4 – цветение, 5 – полная спелость)

Проведенный дисперсионный анализ зависимости между содержанием продуктивной влаги в слое почвы 0-200 см и урожайностью подсолнечника показал их тесную прямую связь, при этом  коэффициент корреляции составил 0,612±0,280 в зернопропашном и 0,661±0,261 – в зернотравяно-пропашном севообороте.

4. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ

В СЕВООБОРОТЕ НА ПОВЫШЕНИЕ ПОЧВЕННОГО

ПЛОДОРОДИЯ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО

4.1 Влияние вида севооборота, возделываемой культуры и системы удобрения на содержание и баланс гумуса

Положительное влияние удобрений на накопление общего гумуса определялось их высокой эффективностью в накоплении корневых и пожнивных остатков.

На систематически неудобряемых контрольных вариантах возмещение в почву органического вещества растительных остатков культур севооборота в среднем за предыдущие ротации составило 3,2-5,6 т/га. Минеральные удобрения увеличивали количество растительных остатков на 19,1-44,6%. Строгое чередование культур в севооборотах равномерное соответственно систем удобрения поступление органического вещества корневых и пожнивных остатков способствовало стабилизации содержания гумуса на уровне 3,76-3,98 и 3,79-4,01% (таблица 3).

Таблица 3 – Содержание гумуса в обыкновенном черноземе         (2000-2006 гг.)

Вариант опыта

Содержание гумуса

в слое 0-30 см, %

Прибавка

гумуса, %

Исходное содержание гумуса, % (1979-1980 гг.)

3,86-3,88

зернопропашной севооборот (1999-2006 гг.)

Контроль, без удобрений

3,76

-0,12

Минимальная доза NPK

3,89

+0,01

Средняя доза NPK

3,96

+0,08

Повышенная доза NPK

3,98

+0,10

зернотравянопропашной севооборот

Контроль, без удобрений

3,79

-0,09

Минимальная доза NPK

3,92

+0,04

Средняя доза NPK

3,99

+0,11

Повышенная доза NPK

4,01

+0,13

Вид севооборота и удобрения оказали различное влияние на накопление гумуса в слое почвы 0-30 см. За 27 лет проведенных исследований на варианте без применения удобрений этот показатель был ниже исходного уровня в начале закладки опыта. При ежегодном внесении удобрений в севообороте без трав имела место тенденция к некоторому повышению гумуса в пахотном слое почвы.

4.2 Агрохимические приемы, способствующие повышению эффективного плодородия почвы в посевах озимой        пшеницы

Исследованиями установлено значительное различие в содержании основных элементов питания под озимой пшеницей, размещенной по различным предшественникам, поскольку естественный фон почвенного плодородия на неудобренных фонах складывается под влиянием растительных остатков культур севооборота, а на удобряемых – от сформировавшегося уровня плодородия посредством систематического внесения удобрений в течение предыдущих двух ротаций.

По уровню обеспеченности слоя почвы 0-90 см доступными формами азота предшественники располагались в следующей последовательности: эспарцет – 14,8 мг/ кг почвы; озимая пшеница – 11,8-12,8; горох – 10,8-12,5; сахарная свекла – 12,6-12,8; кукуруза – 9,9 мг/кг почвы. Удобрения увеличивали содержание N-NO3 + N-NН4 в среднем в зернопропашном севообороте на 0,9-39,1 %, в зернотравяно-пропашном – на 6,2-40,6%, с минимальными значениями при систематическом внесении только фосфорных и фосфорно-калийных удобрений (Р40, Р60К60, Р60К40), максимальными – при высоких дозах полного минерального удобрения (N40P80, N80Р120К80 и N120Р120К120).

Лучшие условия по азотному питанию складывались при наличии в составе удобрений средних и высоких доз азота (таблица 4).

Таблица 4 – Динамика содержания минерального азота в слое почвы 0-90 см под посевом озимой пшеницы по фазам вегетации в зависимости от севооборота и системы удобрения, мг/кг почвы (среднее по предшественникам за 2000-2006 гг.)

Система удобрения

Возобновление весенней

вегетации

Выход

растений

в трубку

Колошение

Полная спелость

зернопропашной севооборот

Без удобрений

(контроль)

11,5

7,6

7,2

8,7

Средняя доза РК

11,6

7,9

7,7

8,7

Средняя доза NК

13,9

9,1

8,7

9,9

Средняя доза NР

14,0

9,0

8,4

9,0

Минимальная доза NРК

13,1

7,5

8,3

7,8

Средняя доза NРК

14,2

7,8

8,6

8,4

Высокая доза NРК

16,0

8,5

9,4

9,9

зернотравяно-пропашной севооборот

Без удобрений

(контроль)

12,8

7,3

7,4

9,8

Средняя доза РК

13,6

8,8

9,3

10,9

Средняя доза NК

15,7

8,5

8,5

10,0

Средняя доза NР

15,5

9,2

8,1

10,6

Минимальная доза NРК

13,7

7,3

8,0

10,3

Средняя доза NРК

16,5

7,8

8,4

11,3

Высокая доза NРК

18,0

8,9

8,7

10,4

К фазе колошения концентрация минерального азота снизилась до уровня 7,2-9,43 мг/кг почвы в зернопропашном и 7,4-9,3 – в зернотравяно-пропашном, или на 31,6-45,2% и 31,6-51,7%, в том числе на естественном агрохимическом фоне контрольных вариантов на 37,4 и 51,7%.

Динамика подвижных фосфатов и обменного калия в пахотном слое почвы (0-30 см) находилась в меньшей зависимости от предшественника, но значительно изменялась под влиянием удобрений (таблица 5).

Таблица 5 – Динамика содержания подвижного фосфора в слое почвы 0-30 см под озимой пшеницей в зависимости от севооборота и системы удобрения, мг/кг почвы (среднее по предшественникам за 2000-2006 гг.)

Система удобрения

Возобновление весенней вегетации

Выход

растений

в трубку

Колошение

Полная спелость

зернопропашной севооборот

Без удобрений(контроль)

13,3

10,0

10,0

10,6

Средняя доза РК

34,5

29,5

28,4

24,2

Средняя доза NК

14,4

12,7

12,3

11,1

Средняя доза NР

24,5

18,5

20,6

18,6

Минимальная доза NРК

18,4

15,2

11,4

13,3

Средняя доза NРК

30,2

23,7

20,4

20,4

Повышенная доза NРК

33,7

28,8

25,6

26,6

Высокая доза NРК

44,4

39,1

37,0

36,5

зернотравяно-пропашной севооборот

Без удобрений (контроль)

12,5

11,6

10,5

9,9

Средняя доза РК

31,2

27,9

25,3

23,9

Средняя доза NК

14,0

12,7

10,6

10,6

Средняя доза NР

23,8

17,7

15,9

17,2

Минимальная доза NРК

21,5

16,6

14,5

13,8

Средняя доза NРК

29,5

23,7

22,0

22,5

Повышенная доза NРК

31,9

29,0

25,4

27,7

Высокая доза NРК

50,8

38,3

36,7

40,8

Низким было содержание подвижного фосфора на неудобренных вариантах 10,0-13,3 и 9,9-12,5 мг/кг почвы. При длительном возделывании культур и систематическом, в том числе и под озимую пшеницу, исключении из состава удобрений фосфора оно так же было не высоко (11,1-14,4 и 10,6-14,0 мг/кг почвы). Внесение полного минерального удобрения в средних, повышенных и высоких дозах увеличивало содержание Р2О5 в сравнении с контрольным вариантом на 16,9-31,1 и 17,0-38,3мг/кг почвы, или на 127,5-233,8 и 136,0-306,4%, в начале весенней вегетации и поддерживалось на достаточно высоком уровне на протяжении всего вегетационного периода. Более высокой концентрацией Р2О5 24,2-34,5 и 23,9-31,2 мг/кг почвы отличался вариант с систематическим внесением фосфорно-калийных удобрений (Р40, Р60К60).

На естественном фоне питания в пахотном слое почвы содержание К2О колебалось в пределах 292-352 и 277-357 мг/кг почвы. Внесение калия с удобрениями в дозе 60 кг/га увеличивало содержание обменного калия на 5,7-14,5 и 4,8-13,6% в начале весенней вегетации и на 13,0-21,2 и 11,9-20,6% в фазу колошения в зависимости от севооборота.

Установлена тесная прямая корреляция между вносимыми дозами фосфорных удобрений и содержанием этого элемента питания в почве, r=0,99. Динамика обменного калия в почве обоих севооборотов в течение вегетации озимой пшеницы выражена слабее, чем подвижных фосфатов.

Корреляционная связь между содержанием элементов питания в почве и урожайностью зерна озимой пшеницы выразилась следующими уравнениями регрессии (таблица 6).

Таблица 6 – Зависимость урожайности зерна озимой пшеницы от содержания макроэлементов в почве (среднее за 2000-2006 гг.)

Предшественник

Уравнение регрессии

Коэффициент корреляции, R

зернопропашной севооборот

Кукуруза

У = 4,943 + 0,168х1 + 0,0587х2 + 0,018х3

0,758

Озимая пшеница

У= 4,232 + 0,0074х1 + 0,0213х2 + 0,0245х3

0,766

Горох

У = 3,816 + 0,461х1 + 0,065х2 + 0,0094х3

0,833

Сахарная свекла

У = 6,687 + 0,233х1 + 0,414х2 + 0,233х3

0,815

зернотравяно-пропашной севооборот

Эспарцет

У= 4,232 + 0,0074х1 + 0,0213х2 + 0,0245х3

0,900

Озимая пшеница

У = 6,817 + 0,0379х1 + 0,052х2 + 0,0088х3

0,849

Горох

У = 7,283 - 0,0325х1 + 0,506х2 - 0,00715х3

0,851

Сахарная свекла

У = 4,831 + 0,437х1 + 0,090х2 + 0,0175х3

0,864

Примечание: х1 – содержание минерального азота, мг/кг почвы; х2 – содержание подвижных фосфатов, мг/кг почвы; х3 – содержание обменного калия, мг/кг почвы.

4.3 Агрохимические приемы повышения эффективного плодородия почвы в посевах подсолнечника

Динамика минерального азота в слое почвы 0-30 см определялась остаточным количеством данного элемента питания после уборки предшествующей культуры, вносимыми дозами удобрений под подсолнечник, погодными условиями и степенью минерализации пожнивных остатков.

На дату получения всходов содержание минерального азота увеличилось с 7,4-10,3; 9,3-13,7 мг/кг почвы до 10,5-13,4; 12,3-14,5 мг/кг почвы в зависимости от севооборота.

Используемые в севообороте системы удобрения в совокупности с внесенными под подсолнечник обеспечили содержание Р2О5 в слое почвы 0-30 см в начале вегетации культуры на уровне 13,0-42,6 и 13,8-46,6 мг/кг почвы, в течение вегетации оно снижалось на 8,4-36,7 и 15,2-40,1% в зависимости от севооборота. За годы исследований более высоким содержанием подвижных фосфатов во все периоды определения отличались варианты с внесением N40Р60, N80Р60 и N80Р120, а также при внесении только фосфорных удобрений Р60.

Потребность растений в калии удовлетворялась за счет содержания его в почве созданного посредством внесения этого элемента питания под предыдущие культуры севооборота на протяжении длительного времени, обеспечивших содержание его в 0-30 см слое почвы в пределах 331-389 и 322-401 мг/кг почвы с временной и сезонной динамикой.

Сезонная динамика К2О и Р2О5 несколько различалась, содержание К2О уменьшалась вплоть до полного созревания подсолнечника.

Во все годы исследований как на удобренном, так и на неудобренном фоне содержание обменного калия соответствовало средней и повышенной обеспеченности характерной для чернозема обыкновенного Западного Предкавказья.

При определении уровня содержания основных элементов питания в почве под подсолнечником нами установлена прямая средняя корреляционная связь: с вносимыми дозами азота – r=0,559-0,556, фосфора – r=0,664-0,728. Корреляционная связь между обеспеченностью почвы макроэлементами и урожайностью подсолнечника выразилась следующими коэффициентами: с минеральным азотом – 0,823, с подвижными фосфатами – 0,771-0,724, с обменным калием – 0,788-0,702.

  СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА  
Страницы: | 1 | 2 | 3 |
 





© 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.