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.