Эффективность севооборотов с различными видами паров и удобрений на дерново-подзолистой почве востока нечерноземной зоны
На правах рукописи
Егошина Татьяна Павловна
ЭФФЕКТИВНОСТЬ СЕВООБОРОТОВ
С РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ ПАРОВ И
УДОБРЕНИЙ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ ВОСТОКА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ
06.01.01 – общее земледелие
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук
Йошкар-Ола – 2011
Диссертационная работа выполнена на кафедре агрохимии и земледелия ГОУ ВПО Марийского государственного университета 2005-2010 гг.
Научный руководитель: | Доктор сельскохозяйственных наук, профессор Новоселов Сергей Иванович |
Официальные оппоненты: | Доктор сельскохозяйственных наук, Каргин Василий Иванович |
Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Манюкова Ирина Геннадьевна | |
Ведущая организация: | ГНУ «Марийский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии» |
Защита состоится ‹‹ 28 ›› января 2011 г. на заседании диссертационного совета ДМ 212.116.02. в ГОУ ВПО ‹‹Марийский государственный университет›› по адресу 424002 г. Йошкар-Ола, ул. Красноармейская, 71, ауд. 320.
Факс: 8(8362)424017, e-mail: [email protected]
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО ‹‹Марийский государственный университет››, с авторефератом – на официальном сайте http: / [email protected]
Автореферат разослан ‹‹ 22 ›› декабря 2010 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Маслова Н.Ф.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Сложные экономические условия и ухудшающаяся экологическая обстановка вызывают необходимость разработок новых технологий, адаптированных к современным условиям землепользования. Сокращение за последние годы применения минеральных и органических удобрений привело к снижению плодородия почвы, урожайности и ухудшению качества продукции. В связи с этим возникла проблема поиска новых дополнительных источников питания растений. Среди них особая роль принадлежит биологическому азоту и, в первую очередь, использованию в севообороте сидератов и бобовых культур. Они оказывают положительное влияние на пищевой режим, фитосанитарное состояние агроценозов, являются важным резервом пополнения почвы органическим веществом и повышения урожайности полевых культур. Сравнительная дешевизна и высокая эффективность сидератов обеспечивают снижение энергозатрат, себестоимости продукции и повышение рентабельности производства. Однако их эффективность во многом определяется агротехническими и почвенно-климатическими условиями. Выявление закономерностей влияния севооборотов с различными видами паров на свойства почвы, условия питаний и формирование урожайности является важной задачей и служит теоретической основой для разработки ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур.
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось изучение эффективности севооборотов с различными видами паров и удобрений на дерново-подзолистой почве Востока Нечерноземной зоны.
В соответствии с поставленной целью исследований предусматривалось решение следующих задач:
– выявить влияние севооборотов с различными видами паров и удобрений на агрофизические, физико-химические и агрохимические свойства почвы;
– изучить роль севооборотов и удобрений в формировании урожая сельскохозяйственных культур;
– сравнить продуктивность севооборотов с различными видами паров;
– определить влияние севооборотов и удобрений на качество урожая сельскохозяйственных культур;
– дать экономическую оценку возделывания сельскохозяйственных культур в севообороте.
Научная новизна. Впервые на дерново-подзолистой почве Востока Нечерноземной зоны проведена комплексная оценка влияния севооборотов с различными видами паров и удобрений на агрофизические, физико-химические и агрохимические свойства почвы, урожайность и качество сельскохозяйственной продукции. Выявлено, что максимальную урожайность сельскохозяйственных культур и высокое качество продукции обеспечивают севообороты с сидеральным и занятым паром при применении минеральных и органических удобрений. Установлено, что для обеспечения бездефицитного баланса гумуса в севооборотах с клевером, насыщенность пашни навозом должна составлять не менее 8 т/га.
Практическая значимость работы. Результаты исследований являются теоретической и практической основой для совершенствования и разработки технологий возделывания сельскохозяйственных культур, обеспечивающих получение стабильных урожаев в условиях региона.
Использование в севообороте сидерального пара и удобрений способствует сохранению почвенного плодородия, повышению урожайности, улучшению качества производимой продукции и увеличению экономических показателей производства.
Положения, выносимые на защиту:
1. Минеральные и органические удобрения, применяемые в севообороте, влияют на агрофизические, физико-химические и агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы.
2. Урожайность и качество сельскохозяйственных культур зависят от вида севооборота и применяемых удобрений.
3. На дерново-подзолистой почве Востока Нечерноземной зоны наивысшую продуктивность обеспечивают севообороты с занятым и сидеральным парами при применении органических и минеральных удобрений.
4. Применение удобрений в севооборотах с сидеральным и занятым парами экономически эффективно.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на международной, и региональных научно-практических конференциях «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» (Йошкар-Ола, 2007-2010)
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 5 работ, в том числе одна – в издании, рекомендованном ВАК РФ для кандидатских диссертаций.
Объем и структура работы. Работа изложена на 135 страницах текста компьютерной верстки, содержит 32 таблицы и 16 приложений. Состоит из введения, 4 глав, выводов и рекомендаций производству. Список литературы включает 198 наименований, из них 12 – иностранных авторов.
УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Полевой опыт был заложен в 2002 г. на опытном поле МарГУ в совхозе «Пригородный» Медведевского района. Исследования проводили в 2006-2008 гг. в звене севооборота: клевер 1 г.п. – озимая пшеница – ячмень методами полевого опыта и лабораторных исследований. Предшественники – чистый, занятый и сидеральный пары. В занятом и сидеральном пару возделывали вико-овсяную смесь.
В звене севооборота высевали следующие сорта: клевер ВИК 7, озимая пшеница Мироновская 808, ячмень Зазерский 85.
Двухфакторный опыт составлен по принципу полного факториального эксперимента (Доспехов, 1985). Повторность вариантов в опыте трёхкратная. Размещение вариантов систематическое. Общая площадь делянки – 90, учетная – 52 м.
Схема опыта:
Фактор А – севооборот:
А 1 – севооборот № 1 (1. Чистый пар. 2. Озимая рожь. 3. Картофель. 4. Ячмень + клевер. 5. Клевер 1 г.п. 6. Озимая пшеница. 7. Ячмень).
А 2 – севооборот № 2 (1. Занятый пар. 2. Озимая рожь. 3. Картофель. 4. Ячмень + клевер. 5. Клевер 1 г.п. 6. Озимая пшеница. 7. Ячмень).
А 3 – севооборот № 3 (1. Сидеральный пар. 2. Озимая рожь. 3. Картофель. 4. Ячмень + клевер. 5. Клевер 1 г.п. 6. Озимая пшеница. 7. Ячмень).
Фактор В – удобрения: В1 – без удобрений; В2 – NPK; В3 – навоз. Минеральные удобрения в севообороте внесены в количестве эквивалентном содержанию их в 60 т/га навоза. В изучаемом звене севооборота под клевер удобрения не вносили, под озимую пшеницу внесено N30P0K45 (на 3,0 т/га зерна) и под ячмень – N30P0K0 (на 2,0 т/га зерна). Навоз внесен в начале севооборота под озимую рожь в дозе 60 т/га. С навозом внесено азота 275, фосфора 100 и калия 285 кг/га. Из минеральных удобрений использовали аммиачную селитру (34 % азота), хлористый калий (60 % К2О), которые вносили согласно схеме опыта вручную.
Показатели плодородия почвы определяли методами, рекомендованными ЦИНАО для зоны. Содержание гумуса – по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-84), содержание щелочно-гидролизуемого азота – по Корнфилду, подвижные формы в вытяжке – по Кирсанову в модификации ЦИНАО; фосфора – колориметрическим методом, обменного калия – на пламенном фотометре (ГОСТ 26207-84); кислотность почвы рНсол. – потенциометрическим методом (ГОСТ 26483-85); гидролитическую кислотность – по Каппену в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-84); сумму обменных оснований – по Каппену-Гильковицу (ГОСТ 27821-88). Влажность пахотного слоя почвы определяли весовым методом по фазам развития растений, содержание водопрочных агрегатов – по методу Н.И. Саввинова, плотность сложения почвы – методом цилиндров, содержание продуктивной влаги – по Б.А. Доспехову (1987).
В растениях после озоления по Гинзбург, определяли общий азот фотоколориметрическим методом с использованием реактива Несслера, фосфор – фотоколориметрическим методом, калий – на пламенном фотометре. Перед уборкой с каждого варианта в трёх повторениях отбирали сноповой материал для структурного анализа, который проводили по методике Государственной комиссии по сортоиспытанию (1986). Урожай учитывали поделяночно.
Расчёт содержания сырого белка в зерне был проведён с помощью коэффициента перевода содержания общего азота – 5,7 (Практикум по агрохимии, 2001). Массу 1000 зерен определяли по ГОСТу 10842-89, натуру зерна – по ГОСТу 10840-64.
Статистическая обработка результатов исследований осуществлена на ПЭВМ с использованием дисперсионного анализа с применением пакета программ прикладной статистики «Stat» (ИВЦ МарГУ, 1993). Экономические расчёты проводились на основании фактических затратах, сложившихся при возделывании культур в соответствии с методическими указаниями (Методические указания..., 1979; Программа и методика …, 1990; Шарипов, Гареев, 1998).
Почвенный покров опытного участка представлен малогумусной дерново-среднеподзолистой среднесуглинистой почвой, которая перед закладкой опыта почва имела следующие агрохимические показатели: рН сол – 6,0, Нг – 1,6 мгэкв/100 г, Sосн. – 13,1 мгэкв/100 г, содержание гумуса – 1,97 %, щелочно-гидролизуемого азота – 7,3 мг/100 г, подвижных форм фосфора 33,7 и калия – 19,4 мг/100 г почвы.
Погодные условия 2006-2008 гг. были довольно благоприятными для роста растений и формирования урожая изучаемых культур.
Агротехника возделывания культур была рекомендованной для зоны, за исключением изучаемых вопросов.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Агрофизические, физико-химические и агрохимические свойства почвы
Количество водопрочных агрегатов. Наибольшее количество водопрочных агрегатов в пахотном слое почвы было в севообороте с сидеральным паром (табл. 1).
Таблица 1 –Агрофизические свойства почвы
(конец первой ротации севооборота, 2008 г.)
Вариант | Содержание водопрочных агрегатов, % | Плотность, г/см3 | Влажность, % |
Севооборот № 1 | |||
Без удобрений | 53,8 | 1,38 | 17,2 |
NPК (275 100 285) | 54,2 | 1,38 | 16,8 |
Навоз (275 100 285) | 54,3 | 1,36 | 16,3 |
Севооборот № 2 | |||
Без удобрений | 53,9 | 1,37 | 17,4 |
NPК (275 100 285) | 55,2 | 1,37 | 17,3 |
Навоз (275 100 285) | 55,8 | 1,35 | 16,3 |
Севооборот № 3 | |||
Без удобрений | 56,8 | 1,38 | 16,8 |
NPК (275 100 285) | 56,9 | 1,36 | 16,0 |
Навоз(275 100 285) | 57,2 | 1,36 | 15,7 |
На варианте без удобрений их количество составило 56,8 %. При внесении минеральных и органических удобрений это значение не изменилось и соответственно составило 56,9 и 57,2 %. В почве севооборота с занятым паром водопрочных агрегатов содержалось 53,9-55,8 %. Наименьшее их количество было в почве севооборота с чистым паром и составляло 53,8-54,3 %. По градации С.И. Долгова и П.У. Бахтина (1970), структурное состояние почвы можно оценить в севообороте с чистым паром как удовлетворительное, а с сидеральным паром и занятым парами при применении удобрений – как хорошее.
Плотность почвы после уборки ячменя изменялась в пределах от 1,35 до 1,38 г/см3. Полученные значения соответствовали равновесной плотности для данного типа почв. Как показали исследования, она не зависела от вида севооборота и применения минеральных удобрений. Наименьшие ее значения (1,35-1,36 г/см3) были в почве, где применялся навоз (табл. 1).
Влажность почвы. В конце ротации севооборотов после уборки ячменя влажность почвы изменялась от 15,7 до 17,4 %. Без применения удобрений ее показатели изменялись незначительно: в севообороте № 1 – 17,2, в севообороте № 2 – 17,4 и в севообороте № 3 – 16,8 %. В почве удобренных вариантов она была несколько ниже, что объясняется большим расходом влаги на формирование урожая. На вариантах с минеральными удобрениями содержание влаги в почве изменялось от 16,0 % в севообороте с сидеральным паром до 17, 3 % в севообороте с занятым паром. При внесении навоза влажность почвы в севообороте с сидеральным паром составляла 15,7 %, в севооборотах с чистым и занятым парами 16,3 %.
Обменная кислотность. При закладке опыта рНКСl почвы составляла 6,0. К концу ротации севооборотов без применения минеральных удобрений и с последействием органических удобрений обменная кислотность почвы возросла до 5,8, а при применении минеральных удобрений – до 5,7 (табл. 2).
Гидролитическая кислотность при закладке опыта была 1,6 мг-экв./100 г. К концу ротации севооборотов на всех вариантах ее значения в почве возросли. В севообороте с чистым паром без удобрений она составила 1,9 мг-экв./100 г, а с внесением минеральных удобрений 2,0 мг-экв./100 г. В севооборотах с занятым и с сидеральным парами без удобрений и с их применением ее значения в почве были одинаковыми и составили соответственно 1,8 и 1,9 мг-экв/100 г. В почве, где в севообороте вносили навоз, ее значение увеличилось до 1,7 мг-экв./100 г (табл. 2).
Сумма обменных оснований в почве без удобрений и при внесении минеральных удобрений снизилась с 13,1 до 12,0-12,9 мг-экв./100 г. В почве, где применялись органические удобрения, она несколько возросла. В севообороте с чистым паром ее значения составили 13,6 мг-экв./100 г, с занятым паром – 13,8 мг-экв./100 г, а с сидеральным паром – 13,3 мг-экв./100 г (табл. 2). Понижение этого показателя в почве севооборотов с занятым и сидеральным парами связано с большим выносом кальция и магния с урожаем.
Таблица 2 –Физико-химические свойства почвы
(конец первой ротации севооборота, 2008 г.)
Вариант | Гумус, % | рНКСl | Гидролитическая кислотность, мг-экв./100 г | Сумма обменных оснований, мг-экв./ 100 г | Степень насыщенности основаниями, % |
Севооборот № 1 | |||||
Без удобрений | 1,76 | 5,8 | 1,9 | 12,9 | 87,1 |
NPК (275 100 285) | 1,74 | 5,7 | 2,0 | 12,6 | 86,3 |
Навоз (275 100 285) | 1,76 | 5,8 | 1,7 | 13,6 | 88,8 |
Севооборот № 2 | |||||
Без удобрений | 1,80 | 5,8 | 1,8 | 12,0 | 86,9 |
NPК(275 100 285) | 1,77 | 5,7 | 1,9 | 12,0 | 86,3 |
Навоз (275 100 285) | 2,00 | 5,8 | 1,7 | 13,8 | 89,0 |
Севооборот № 3 | |||||
Без удобрений | 1,82 | 5,8 | 1,8 | 12,0 | 86,9 |
NPК(275 100 285) | 1,79 | 5,7 | 1,9 | 12,0 | 86,3 |
Навоз(275 100 285) | 2,02 | 5,8 | 1,7 | 13,3 | 88,7 |
При закладке опыта | 1,97 | 6,0 | 1,6 | 13,1 | 89,1 |
Степень насыщенности основаниями к концу ротации севооборота на всех вариантах опыта снизилась. В почве без удобрений ее показатели уменьшились с 89,1 до 86,9-87,1 %, а при применении минеральных удобрений – до 86,3 %. При внесении органических удобрений ее значения были несколько выше и составляли: в севообороте с чистым паром 88,8, с занятым – 89,0 и с сидеральным паром 88,7 % (табл. 2).
Агрохимические свойства почвы. Содержания гумуса во всех изучаемых севооборотах в вариантах без удобрений и с применением минеральных удобрений снизилось. Увеличение содержания гумуса наблюдалось в вариантах с последействием органических удобрений. В севообороте с чистым паром без применения удобрений содержание гумуса снизилось с 1,97 до 1,76 %, с занятым паром – до 1,80 %, а с сидеральным паром до 1,82 %. Влияние минеральных удобрений на содержание гумуса было незначительным. По итогам первой ротации севооборота можно говорить лишь о тенденциях к снижению содержания гумуса в почве при применении минеральных удобрений. В семипольном севообороте, где одно поле было занято клевером, внесение 60 т/га навоза обеспечивало поддержание гумуса на исходном уровне. В севообороте с чистым паром его содержание в почве составляло 1,96 %, а с сидеральным паром – 2,02 %. Таким образом, для обеспечения бездефицитного баланса гумуса в севооборотах с клевером, насыщенность пашни навозом должна составлять не менее 8 т/га.
Содержание элементов питания в почве зависело от севооборота и применяемых удобрений. Содержание легкогидролизуемого азота в почве в конце ротации севооборотов на всех вариантах опыта возросло. Это было обусловлено возделыванием в севообороте клевера, корневые и пожнивные остатки которого после минерализации обогащали почву азотом. При закладке опыта его содержалось 7,3 мг/100 г. Наименьшее содержание азота в почве было в севообороте с чистым паром на варианте без удобрений и составило 7,5 мг/100 г. Внесение расчетных доз минеральных удобрений увеличило его содержание в пахотном слое почвы до 8,4-8,6 мг/100 г в зависимости от вида севооборота. Наибольшее содержание легкогидролизуемого азота в почве отмечалось севообороте с занятым паром, где вносился навоз, и составило 9,9 мг/100 г. К концу ротации севооборота содержание фосфора в почве значительное снизилось. Меньше всего его было в севооборотах без применения удобрений – от 18,0 до19,2 мг/100 г. Внесение навоза увеличило его содержание в почве до 20,6-22,2 мг/100 г. Применение минеральных удобрений увеличило обеспеченность почвы фосфором до 22,1-23,1 мг/100 г. Увеличение содержания фосфора на удобренных вариантах в севообороте с сидеральным паром можно объяснить дополнительным его поступлением с сидеральной массой и поглощением из нижележащих горизонтов сидератом.
Содержание калия в почве в севообороте с сидеральным паром без удобрений за годы исследований снизилось с 19,4 мг до 9,6 мг/100 г. При применении минеральных удобрений оно было несколько выше. В почве севооборота с сидеральным паром его значение было 13,0, с занятым – 13,8 и с чистым паром – 15,0 мг/100 г. При внесении органических удобрений содержание фосфора в почве возросло с 11,8 до 13,1 мг/100 г в зависимости от вида севооборота.
Таким образом, к концу ротации всех севооборотов в почве без удобрений и при их применении минеральных удобрений возросла обменная и гидролитическая кислотность, снизилась степень насыщенности почвы основаниями, уменьшилось содержание гумуса, фосфора и калия. Внесение в севообороте навоза увеличило сумму обменных оснований, степень насыщенности почвы основаниями и содержание гумуса.
Урожайность сельскохозяйственных культур
и продуктивность севооборотов
Урожайность культур определялась видом севооборота и применяемыми удобрениями. Несмотря на то, что минеральные и органические удобрения непосредственно под клевер не применялись, лучшая обеспеченность почвы элементами питания на этих вариантах позволила получить более высокие урожаи. Минимальная урожайность зеленой массы (22,40 т/га) была получена при возделывании клевера в севообороте с чистым паром без применения удобрений. В севообороте на варианте с внесением минеральных удобрений урожайность клевера возросла до 25,37 т/га, а навоза – до 30,47 т/га. Несколько выше урожайность получена при возделывании клевера в севообороте с занятым паром (табл. 3).
Таблица 3 –Урожайность культур в звене севооборота, т/га (2006-2008 гг.)
Вариант | Клевер | Озимая пшеница | Ячмень |
Севооборот № 1 | |||
Без удобрений | 22,40 | 2,37 | 1,65 |
NPK | 25,37 | 2,83 | 1,72 |
Навоз | 30,47 | 2,93 | 1,67 |
Севооборот № 2 | |||
Без удобрений | 23,73 | 2,41 | 1,60 |
NPK | 28,00 | 2,97 | 1,75 |
Навоз | 35,40 | 3,23 | 1,77 |
Севооборот № 3 | |||
Без удобрений | 26,80 | 2,58 | 1,62 |
NPK | 32,90 | 3,01 | 1,90 |
Навоз | 39,43 | 3,28 | 1,78 |
НСР 05 А (севооборот) В (удобрения) | 0,92 1,54 | 0,23 0,30 | 0,14 0,16 |
Без применения удобрений, согласно данным таблицы 3, урожайность составила 23,73, на фоне минеральных удобрений – 28,00 и на фоне навоза – 35,40 т/га. Наибольшая урожайность была получена при возделывании клевера в севообороте с сидеральным паром. Без удобрений она составила 26,80 т/га, на фоне минеральных и органических удобрений соответственно 32,90 и 39,43 т/га.
Наибольшая урожайность озимой пшеницы была получена в севообороте с сидеральным паром на варианте с навозом и составила 3,28 т/га. При внесении минеральных удобрений она была несколько ниже – 3,01 т/га, и соответствовала запланированной урожайности. Несколько ниже урожайность была в севооборотах № 1 и № 2. Без удобрений она составила соответственно 2,37 и 2,41 т/га, при применении расчетных доз минеральных удобрений она увеличилась до 2,83 и 2,97 т/га, а на фоне навоза – до 2.93 и 3,23 т/га.
Неблагоприятные весенние погодные условия 2008 года негативно сказались на формировании урожайности ячменя. Урожайность зерна была в пределах от 1,6 до 1,9 т/га. Наибольшая урожайность была получена в севообороте № 3 с сидеральным паром при применении минеральных удобрений и составила 1,90 т/га. В севооборотах с занятым и чистым паром урожайность составила 1,75 т/га и 1,72 т/га соответственно. Без применения удобрений урожайность была меньше: в севообороте № 1 с чистым паром – 1,65, с занятым паром – 1,60 и с сидеральным паром – 1,62 т/га. В вариантах с последействием органических удобрений урожайность составила 1,62 в севообороте с чистым паром, 1,90 – в севообороте с занятым паром и 1,78 т/га – в севообороте с сидеральным паром. Таким образом, запланированная урожайность озимой пшеницы получена при внесении расчетных доз в севообороте с сидеральным паром и близкая к расчетной в севооборотах с занятым и чистым парами. Урожайность ячменя получена на 86-93% от запланированной.
Продуктивность звеньев севооборота зависела как от вида севооборота, так и от применяемых удобрений (табл. 4).
Таблица 4 – Продуктивность культур в севообороте, т/га зерновых единиц
Вариант | Клевер, 2006 г. | Озимая пшеница, 2007 г. | Ячмень, 2008 г. | Звена севооборота | Всего севооборота за 2002-2008 гг. |
Севооборот № 1 | |||||
Без удобрений | 2,69 | 2,37 | 1,65 | 6,71 | 12,42 |
NPК | 3,04 | 2,83 | 1,72 | 7,59 | 15,91 |
Навоз | 3,66 | 2,93 | 1,67 | 8,26 | 16,06 |
Севооборот № 2 | |||||
Без удобрений | 2,85 | 2,41 | 1,60 | 6,86 | 13,71 |
NPК | 3,36 | 2,97 | 1,75 | 8,08 | 17,87 |
Навоз | 4,24 | 3,23 | 1,77 | 9,24 | 18,18 |
Севооборот № 3 | |||||
Без удобрений | 3,22 | 2,58 | 1,62 | 7,42 | 13,46 |
NPК | 3,95 | 3,01 | 1,90 | 8,86 | 17,23 |
Навоз | 4,73 | 3,28 | 1,78 | 9,79 | 17,54 |
Данные об урожайности предыдущих культур севооборота взяты из отчетов кафедры агрохимии и земледелия Марийского государственного университета.
Наиболее продуктивным было звено севооборота с сидеральным паром. Сбор зерновых единиц с 1 га в варианте без удобрений составил 7,42 т/га. При применении минеральных удобрений продуктивность увеличилась до 8,86 т/га з.е. Наибольшая продуктивность 9,79 т/га з.е. получена при применении органических удобрений. Несколько ниже была продуктивность в звене севооборота с занятым паром. Без применения удобрений она составила 6,86, при их внесении – 8,08, с последействием навоза – 9,24 т/га з.е. Продуктивность звена севооборота с чистым паром без применения удобрений составила 6,71 т/га з.е. При применении минеральных удобрений она возросла до 7,59, а навоза до 8,26 т/га з.е.
В целом наибольший сбор зерновых единиц получен в севообороте с занятым паром и составил 13,71 т/га на варианте без внесения удобрений, 17,87 – на варианте с применением минеральных удобрений, 18,18 т/га – при внесении навоза. В севообороте с сидеральным паром сбор зерновых единиц по вариантам составил 13,46, 17,23, 17,54 т/га соответственно. Продуктивность севооборота с чистым паром без применения удобрений составила 12,42 т/га з.е. При применении минеральных удобрений она возросла до 15,91 т/га з.е., а навоза – до 16,06 т/га з.е. Сравнивая продуктивность севооборотов с органической и минеральной системой применения удобрений, следует отметить, что, несмотря на близкие показатели, некоторое преимущество прослеживается за первой.
Следовательно, на дерново-подзолистой почве востока Нечерноземной зоны, наивысшую продуктивность обеспечивают севообороты с занятым и сидеральным паром при применении органических и минеральных удобрений.
Качество урожая сельскохозяйственных культур.
Химический анализ сена клевера показал, что его качество по вариантам опыта изменялось. Несмотря на то, что при возделывании этой культуры не применялись никакие удобрения, а изучалось их последействие, показатели качества оказались чувствительными к сложившимся водно-воздушному и пищевому режимам почвы. На качественные показатели сена клевера оказали влияние и севооборот, и применяемые удобрения.
Наименьшее 15,6 % содержание белка было в сене, полученном в севообороте с сидеральным паром без применения удобрений. Наибольшее 17,7 % его содержание наблюдалось на аналогичном варианте севооборота с чистым паром. При применении минеральных удобрений содержание сырого белка в сене возросло с 16,4 до 19,8 %, а навоза – с 16,7 до 20,8 %.
Наибольшее содержание жира в сене клевера было при внесении в почву органических удобрений. В севообороте с чистым паром оно составило 2,6 %, с занятым –3,0 % и с сидеральным – 2,9 %. На не удобренных вариантах оно изменялось от 2,4 % в севообороте с сидеральным паром до 2,8 % в севообороте с занятым паром. При внесении минеральных удобрений его содержание снижалось с 2,3 до 2,4 %.
Содержание клетчатки на вариантах без удобрений изменялось с 22,9 % в севообороте с чистым паром до 24,5 % – в севообороте с сидеральным паром. При внесении минеральных удобрений во всех севооборотах ее содержание в сене снизилось до 21,0-22,3 %, а при применении навоза – до 20,2-22,3 %. Зольность сена клевера в севообороте с сидеральным паром без применения удобрений составила 8,1 %. В севооборотах с чистым и занятым парами это значение возросло до 9,2 %. В вариантах с минеральными удобрениями зольность составила 8,4-10,0 %, а при внесении навоза – 9,5-10,1 %.
На содержание сырого белка в зерне озимой пшеницы оказывали влияние применяемые удобрения, и не влиял вид севооборота. На вариантах без удобрений содержание белка составляло 11,4-12,2 %. При применении минеральных удобрений и навоза оно несколько возрастало. Наибольшее содержание сырого белка было в зерне, выращенном на вариантах с последействием навоза. В севообороте с чистым паром оно составило 13,2, с занятым паром – 13,9 и с сидеральным паром – 14,1 %.
Наименьшая натура зерна озимой пшеницы была получена в севооборотах с чистым и сидеральным паром без применения удобрений и составила 636 и 650 г/л соответственно. При применении минеральных удобрений ее значения возросли до 673-690 г/л в зависимости от вида севооборота. Наибольшее ее значение 720 г/л было получено в севообороте с чистым паром при применении органических удобрений.
Наименьшая масса 1000 зерен была получена в вариантах без применения удобрений и составила 38,5 г в севообороте с чистым паром, 40,3 г – в севообороте с занятым паром и 41,0 г – в севообороте с сидеральным паром. При применении минеральных удобрений ее значения возросли от 40,2 г до 42,8 г. Наибольшие значения массы 1000 зерен отмечались на вариантах с применением навоза. В севообороте с чистым паром величина данного показателя составила 42,9, с занятым паром – 44,2, с сидеральным паром – 43,9 г.
Наименьшее содержание сырой клейковины в зерне озимой пшеницы было получено без применения удобрений. В севообороте с чистым паром ее содержание составило 23,4, с занятым паром – 29,9, с сидеральным паром – 30,5 %. При внесении минеральных удобрений содержание сырой клейковины в зерне увеличилось до 28,7 % в севообороте с чистым паром, до 31,4 – в севообороте с занятым паром и до 32,0 % – в севообороте с сидеральным паром. Наибольшее содержание клейковины отмечено при внесении органических удобрений. В севообороте с чистым паром оно составило 31,0 %, с занятым – 36,2, а с сидеральным паром – 34,7 %.
Наименьшее значение массы 1000 зерен ячменя было получено на вариантах без удобрений. В севообороте с чистым паром она составила 40,4 г, с занятым паром – 40,1 г, с сидеральным паром – 40,4 г. Несколько выше этот показатель был при применении навоза. В севооборотах с чистым, занятым и сидеральным паром он составил 41,6, 40,5 и 40,8 г соответственно. Наибольшая масса 1000 зерен наблюдалась при внесении минеральных удобрений и составила 42,3-42,7 г в зависимости от вида севооборота.
Содержание сырого белка в зерне ячменя зависело только от применяемых в севооборотах удобрений. В вариантах без применения удобрений оно составляло 11,3-12,2 %. На фоне последействия органических удобрений содержание белка несколько увеличивалось и составило 12,3 % в севообороте с чистым паром, 12,5 – с занятым паром и 12,1 % – с сидеральным паром. При внесении минеральных удобрений этот показатель увеличился и составил в севообороте с чистым паром 12,5 %, в севооборотах с занятым и сидеральным парами – 13,0 %. На натуру зерна ячменя, изучаемые факторы влияния не оказали. Ее значение по вариантам составляло 560-579 г/л.
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА
Экономическая эффективность применения удобрений в различных севооборотах рассчитана нами на основе технологических карт по ценам соответствующим годам их возделывания. Затраты на производство продукции зависели от вида севооборота, применяемых удобрений и урожайности. В зависимости от этого они изменялись от 17006,5 до 20716,0 руб./га (табл. 5).
Таблица 5 – Экономическая эффективность возделывания культур
в звене севооборота клевер, озимая пшеница, ячмень
Вариант | Сбор зерновых единиц, т/га | Стоимость урожая, руб. | Прямые затраты, руб./га | Чистый доход, руб./га | Рентабель- ность, % |
Севооборот № 1 | |||||
Без удобрений | 6,71 | 19970 | 17006,5 | 2963,5 | 17 |
NPК | 7,59 | 22457 | 19679,0 | 2778,0 | 14 |
Навоз | 8,26 | 23117 | 18291,5 | 4825,5 | 26 |
Севооборот № 2 | |||||
Без удобрений | 6,86 | 20013 | 17118,7 | 2894,3 | 17 |
NPК | 8,08 | 23430 | 20012,9 | 3417,1 | 17 |
Навоз | 9,24 | 25310 | 18811,5 | 6498,5 | 34 |
Севооборот № 3 | |||||
Без удобрений | 7,42 | 21030 | 17380,5 | 3649,5 | 21 |
NPК | 8,86 | 24830 | 20716,0 | 4114,0 | 20 |
Навоз | 9,79 | 25963 | 19254,1 | 6708,9 | 26 |
Чистый доход с 1 га посева, как это видно из данных таблицы 5, изменялся в соответствии со сбором зерновых единиц и затратами на производство. В целом по опыту он составлял от 2778,0 до 6708,9 руб./га. Наибольший чистый доход 6498,5 руб./га и 6708,9 руб./га был получен в севообороте с занятым и сидеральным паром с последействием навоза. Уровень рентабельности по вариантам изменялся от 14 до 34 %. Наименьшая (14-26 %) рентабельность была в звене севооборота с чистым паром, а наибольшая 34 % – в звене севооборота с занятым паром.
Наибольший 6708,9 руб./га чистый доход звена севооборота был получен в севообороте № 3 с сидеральным паром на варианте, где вносили навоз. Уровень рентабельности на данном варианте составил 26 %.
ВЫВОДЫ
1. К концу ротации наибольшее (56,8-57,2%) количество водопрочных агрегатов в почве содержалось в севообороте с сидеральным паром, а наименьшее (53,8-54,3%) – с чистым паром. Наименьшая плотность сложения пахотного слоя почвы 1,35-1,36 г/см3 была в вариантах с применением в севооборотах навоза.
2. В почве без удобрений и при применении минеральных удобрений возросла обменная и гидролитическая кислотность, снизилась степень насыщенности основаниями, уменьшилось содержание гумуса, фосфора и калия в почве. Внесение в севообороте навоза увеличило сумму обменных оснований, степень насыщенности почвы основаниями и содержание гумуса. Для обеспечения бездефицитного баланса гумуса в севооборотах с клевером, насыщенность пашни навозом должна составлять не менее 8 т/га.
3. Наибольшие запасы продуктивной влаги в пахотном слое в начале вегетации озимой пшеницы были в почве севооборота с сидеральным паром при применении минеральных и органических удобрений и составляли соответственно 50,7 и 50,4 мм/га. Несколько меньше (43,9-47,3 мм/га) ее содержалось в почве севооборотов с чистым и занятым парами.
4. Наибольший урожай зеленой массы клевера (39,43 т/га) и озимой пшеницы (3,28 т/га) получен в вариантах с последействием навоза в севообороте с сидеральным паром, а ячменя 1,90 т/га – в данном севообороте с применением минеральных удобрений. Запланированная урожайность озимой пшеницы получена при внесении расчетных доз минеральных удобрений в севообороте с сидеральным паром, а близкая к расчетной – в севооборотах с занятым и чистым парами. Урожайность ячменя получена на 86-93% от запланированной.
5. Наиболее продуктивным было звено севооборота с сидеральным паром. Сбор зерновых единиц с 1 гектара изменялся от 7,42 до 9,79 т/га. Несколько ниже была продуктивность звена севооборота с занятым паром – 6,86-9,24 т/га з.е. Наименьшая продуктивность от 6,71 до 8,26 т/га з.е получена в звене севооборота с чистым паром.
6. На дерново-подзолистой почве Востока Нечерноземной зоны наивысшую (17,23-18,18 т/га з.е.) продуктивность обеспечивают севообороты с занятым и сидеральным паром при применении органических и минеральных удобрений.
7. Наибольшее содержание сырого белка в зерне озимой пшеницы и ячменя было при применении минеральных и органических удобрений в севооборотах с занятым и сидеральным парами. Наибольшее содержание клейковины в зерне озимой пшеницы было в варианте с применением навоза. При применении минеральных и органических удобрений в сене клевера увеличивалось содержание сырого белка, жира и золы и снижалось содержание клетчатки.
8. Вид севооборота и применяемые удобрения влияли на содержание элементов питания в урожае. Наибольшее содержание азота, фосфора и калия было в сене клевера в севообороте с сидеральным паром при применении навоза и составляло соответственно 3,81%, 0,48 и 1,81 %. При применении минеральных удобрений и навоза содержание этих элементов увеличивалось в соломе и азота в зерне озимой пшеницы. Внесение расчетных доз минеральных удобрений увеличивало содержание азота в зерне и калия в соломе ячменя.
9. Наиболее экономически эффективным было возделывание культур в звене севооборота с сидеральным паром с применением органических удобрений. Уровень рентабельности на этом варианте составил 26 %, а чистый доход – 6708,9 руб./га.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
В целях получения высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственные культуры необходимо возделывать в севооборотах с сидеральным и занятым паром с применением минеральных и органических удобрений. Для сохранения почвенного плодородия и обеспечения бездефицитного баланса гумуса в зернотравянопропашных севооборотах, насыщенность пашни навозом должна составлять не менее 8 т/га.
Список
работ соискателя, опубликованных по теме диссертации
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:
1. Новоселов С. И. Действие и последействие органических удобрений на урожайность культур в таежно-лесной зоне / С. И. Новоселов, В. Е. Пекельдина, М. А. Евдокимова, Г. А. Зыкова, Т. П. Егошина // Плодородие. – 2009. – № 1. – С. 18.
Публикации в других изданиях:
2. Егошина Т. П. Влияние последействия удобрений на продуктивность клевера / Т. П. Егошина // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Мосоловские чтения. Материалы международной научно-практической конференции. Вып. 9. – Йошкар – Ола. – 2007. – С. 247-248.
3. Егошина Т. П. Влияние предшественников и удобрений на урожайность и структуру урожая озимой пшеницы / Т. П. Егошина // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Мосоловские чтения. Материалы международной научно-практической конференции. Вып. 10. – Йошкар – Ола. – 2008. – С. 12-13.
4. Егошина Т. П. Влияние удобрений на урожайность и качество зерна ячменя / Т. П. Егошина // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Мосоловские чтения. Материалы международной научно-практической конференции. Вып. 11. – Йошкар – Ола. – 2009. – С. 11-13.
5. Егошина Т. П. Влияние удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность звена севооборота / Т. П. Егошина // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Мосоловские чтения. Материалы международной научно-практической конференции. Вып. 12. – Йошкар – Ола. – 2010. – С. 5-7.