Влияние предшественников и удобрений на плодородие слабоглееватой дерново-подзолистой почвы и продуктивность севооборотных звеньев с цикорием корневым

На правах рукописи

Иванова

Светлана Степановна

Влияние предшественников и удобрений

на плодородие слабоглееватой дерново-подзолистой почвы

и продуктивность севооборотных звеньев с цикорием корневым

Специальность 06.01.01 – общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Тверь 2009

Работа выполнена на кафедре растениеводства

ФГОУ ВПО «Ярославская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, профессор,

заслуженный работник высшей школы РФ

Гусев Георгий Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Прудникова Анна Григорьевна

кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент

Лапыгина Валентина Алексеевна

Ведущая организация: ГНУ «Ярославский научно-исследовательский

институт животноводства и кормопроизводства»

Защита диссертации состоится 18 декабря 2009 г. в 12 час.

на заседании диссертационного совета Д.220.063.01 при ФГОУ ВПО

«Тверская государственная сельскохозяйственная академия» по адрес:

170904, г. Тверь, п. Сахарова, ул. Василевского, 7, Тверская ГСХА

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверской ГСХА

Автореферат разослан «17» ноября 2009 г.,

помещен на сайте ТГСХА «www. tvgsha.ru» «17» ноября 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент Петрова А.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из видов сельскохозяйственного сырья для пищевой промышленности служит корневой цикорий, который является важным компонентом при производстве натурального кофе, чайных и кофейных напитков. В кондитерской промышленности он применяется для приготовления конфет, пряников, тортов, пудингов. За рубежом, и у нас в последнее время, как продукт питания, цикорий выпускается в виде растворимого порошка, зерен, растворимой пасты. С незапамятных времен цикорий имеет широкое применение в народной медицине при заболевании желудка, почек, сердца, нервной системы и др.

В настоящее время цикорий выращивают многие страны Европы: Польша, Словения, Бельгия, Франция, Голландия, Дания, Австрия, Румыния, Венгрия, Украина, Латвия и др. В России цикорное промышленное производство относится к 1800 году в Ростовском уезде Ярославской губернии. Расцвет производства цикория относится к первой половине 20 века. Хозяйства цикорного треста получали высокие доходы, а урожайность достигала 350 ц/га и больше корнеплодов. В последние годы из-за ряда объективных причин имело место значительное сокращение посевных площадей и снижение урожайности, хотя спрос на него как на продукт питания не уменьшается. Сложившееся в сельскохозяйственном производстве положение требуют разработки новой концепции поддержания плодородия дерново-подзолистых почв, которая гарантировала бы получение достаточного количества дешевой с.х. продукции хорошего качества.

В решении данной проблемы большая роль отводится севооборотам с включением в них сидеральных культур и выделения лучших предшественников для цикория корневого.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является изучение влияние различных предшественников и удобрений на некоторые элементы плодородия почвы, урожайность цикория корневого и продуктивность севооборотных звеньев.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Определить количество органического вещества, оставляемого в почве после уборки предшественников и содержание гумуса.

2. Изучить влияние предшественников и удобрений на биологическую активность почвы и засоренность посевов.

3. Исследовать влияние предшественников и удобрений на агрофизические свойства почвы, содержание подвижных и обменных форм Р, К и рН.

4. Выявить количественное влияние предшественников и удобрений на урожайность, качество и сохранность цикория в севооборотных звеньях.

5. Определить продуктивность севооборотных звеньев с цикорием корневым.

6. Дать экономическую и энергетическую оценку севооборотных звеньев.

Научная новизна. Впервые в условиях основной зоны возделывания цикория на слабоглееватой среднесуглинистой дерново-подзолистой почве Нечерноземной зоне России были изучены предшественники, совместно с расчетными нормами удобрений и пожнивной сидерацией, на урожайность цикория корневого, его качество и продуктивность севооборотных звеньев. Выявлены лучшие предшественники и фоны удобрений для цикория корневого, обеспечивающий высокий урожай с низкой себестоимостью продукции.

Практическая ценность работы. Результаты исследований севооборотных звеньев с цикорием корневым могут быть использованы для обоснования и проектирования полевых севооборотов, предназначенных для цикоросеющих хозяйств северо-восточной части Центрального района Нечерноземной зоны России. Включение поукосно горчицы белой на сидерат в состав полевых севооборотов с цикорием корневым на слабоглееватых дерново-подзолистых почвах Ярославской области обеспечивало улучшение основных показателей плодородия почвы, повышало урожайность и рентабельность производства цикория корневого.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на научной конференции ФГОУ ВПО ЯГСХА в г. Ярославле в 2002, 2003, 2004 годах и на научной конференции ФГОУ ВПО РГАЗУ г. Балашихе в 2004, 2006 годах.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 1 публикация в реферируемом журнале «Картофель и овощи».

Структура и объём работы. Диссертации изложено на 134 страницах машинописного текста, включает 29 таблиц, 17 рисунков и состоит из введения, пяти глав, выводов, предложений производству, библиографического списка использованной литературы, который включает 305 наименования, в том числе 30 иностранных авторов, 52 приложения.

Основные положения, выносимые на защиту:

- роль предшественников корневого цикория и удобрений в повышении отдельных элементов плодородия почвы;

- влияния элементов плодородия почвы, сложившихся после различных предшественников и удобрений на урожайность цикория и ячменя, качество и сохранность корнеплодов цикория;

- продуктивность, экономическая и энергетическая оценка севооборотных звеньев в зависимости от предшественников и удобрений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2. Место, условия и методика проведения исследований

Исследования проводились в 2001-2005 гг. в краткосрочном двухфакторном (6 х 4) полевом опыте, в трех закладках, заложенном на опытном поле ФГОУ ВПО ЯГСХА, методом рендомезированных повторений. Повторность опыта четырехкратная, площадь делянок первого порядка – 300 м2; второго порядка – 75 м2.

Почва участка дерново-подзолистая слабоглееватая среднесуглинистая на карбонатной морене, с содержанием гумуса 2,3-2,5%, рН 5,6-5,8, сумма обменных оснований 22,10-22,15 мг/100 г почвы, гидролитическая кислотность 2,1-2,3 мг/100 г почвы, подвижного фосфора 163-165 мг/кг почвы, обменного калия 133-135 мг/кг почвы.

В опыте выращивали сорта сельскохозяйственных культур: озимая пшеница Мироновская 808, однолетние травы - вика яровая Немчиновская 42 + овес Скакун, ячмень Зазерский 85, горчица белая Заря, картофель Невский, цикорий корневой Ярославский 30.

Схема опыта включает следующие варианты:

I. Фактор А - звенья полевого севооборота с цикорием корневым: а1 - пар занятый (вико-овсяная смесь) – цикорий – ячмень; а2 - пар занятый (вико-овсяная смесь с посевом поукосно горчицы на сидерат) – цикорий – ячмень; а3 - озимая пшеница – цикорий – ячмень; а4 - ячмень – цикорий – ячмень; а5 - картофель – цикорий – ячмень; а6 - цикорий – цикорий – ячмень;

II. Фактор В - удобрения: в1 - без удобрений; в2 - NРК (минеральный фон на первый уровень урожая); в3 - NРК (минеральный фон на второй уровень урожая); в4 - навоз 60 т/га + NРК (минеральный фон на первый уровень урожая).

Нормы удобрений рассчитывали балансовым методом на планируемый урожай. Первый уровень урожая составляет: зеленой массы однолетних трав, картофеля, цикория (корнеплодов) - 150 ц/га, зерна озимой пшеницы и ячменя - 20 ц/га. Второй уровень урожая составляет соответственно: 300, 40 ц/га.

Под первую культуру севооборотного звена (предшественник цикория) были внесены минеральные удобрения кг/га в дозе: в2 – N50Р30К60; в3 - N100Р60К110; в4 – навоз 60 т/га + N50Р30К60. Под вторую культуру севооборотного звена (цикорий): в2 – N60Р40К70; в3 - N120Р70К130; в4 – N60Р40К70. Под третью культуру севооборотного звена (ячмень): в2 – N50Р30К60; в3 - N100Р60К110; в4 – N50Р30К60. Навоз вносили под предшественник цикория. В среднем на 1 га севооборотного звена было внесено NРК кг/га: в2 - N53Р33К57, в3 – N107Р63К107, в4 – навоз 20 т/га + N53Р33К57.

Фосфорные и калийные удобрения вносили под зяблевую вспашку, азотные - весной.

Горчицу поукосно с нормой высева 40 кг/га высевали в третьей декаде июля месяца. Зеленую массу запахивали во второй половине октября.

Все анализы, наблюдения, и учеты проводили по общепринятым методикам и ГОСТам. Учет корневых и пожнивных остатков культур - по Н.З. Станкову, (1962); влажность почвы - весовым методом; биологическую активность почвы – по степени и скорости распада льняной ткани (И.С. Востров, А. П. Петрова, 1964). Количественный и качественный состав микроорганизмов определяли методом пластинок на твердых питательных средах. Определение засоренности посевов методом учетных площадок, рН солевой вытяжки – потенциометрически; подвижный фосфор (Р2О5) и обменный калий (К2О) в одной вытяжке по Кирсанову; содержание гумуса определяли по методу И.В. Тюрина (вариант ЦИНАО). Сухое вещество в растениях – весовым методом (А.В. Петербургский, 1968). Определение сахаров по методу Бертрана. Общий азот, фосфор и калий в растениях из одной навески по Гинзбургу. Определение сохранности корнеплодов цикория проводили по методике НИИОХ. Урожай учитывали сплошным методом. Результаты проведенных исследований обрабатывали методом дисперсионного анализа. Экономическая и энергетическая оценка дана на основании действующих в хозяйствах области нормативов и цен на продукцию и материалы.

Агротехника возделывания культур была общепринятой (кроме изучаемых факторов).

Метеорологические условия вегетационных периодов в годы проведения исследований резко отличались друг от друга. Вегетационный период 2001 г. был благоприятным для формирования урожая культур. 2002 г. был засушливым, а 2003 и 2004 гг. характеризовались избыточным количеством атмосферных осадков, 2005 г был с меньшим количеством атмосферных осадков при повышенной температуре в сравнении с многолетними данными.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3. Влияние предшественников и удобрений на плодородие почвы

Агробиологические показатели плодородия почвы

Растительные остатки, оставляемые в почве после возделывания культур, имеют большое значение для решения многих вопросов, связанных с разработкой систем земледелия и удобрения, севооборотов и рядом других вопросов.

Изучаемые предшественники оставляли в почве растительных остатков в среднем по фонам удобрений и за три года от 5,1 ц/га до 58,6 ц/га (табл. 1).

Таблица 1 - Растительные остатки в почве после предшественников (в среднем за 3 года), ц/га АСМ

Фон удобрений	Предшественники
	Вико- овсяная смесь		Вико-овсяная смесь с горчицей		Озимая пшеница	Ячмень	Картофель	Цикорий
В1 В2 В3 В4 В среднем		23,3 26,8 28,9 29,1 27,0		48,8 57,1 65,5 63,0 58,6	24,7 29,3 31,6 32,6 29,6	18,1 21,5 26,1 26,6 23,1	9,7 15,0 17,7 18,7 15,3	3,7 5,0 5,6 6,2 5,1

Большое количество растительных остатков наблюдается после озимой пшеницы – 29,6 ц/га и вико-овсяной смеси - 27,0 ц/га. Минимальное количество после пропашных культур картофеля и цикория соответственно 15,3 и 5,1 ц/га. Включение в севооборотное звено горчицы поукосно увеличивало поступление растительных остатков на 31,6 ц/га или на 117%, где наблюдается максимальное их количество.

Внесение удобрений способствовало увеличению поступления растительных остатков в почву, на 15-18,8%, 24-44,2% и 24,9-47% после культур сплошного сева и на 35,1-54,6%, 51,3-82,5% и 67,6-92,8% после пропашных культур соответственно по фонам удобрений. Прибавка от удобрений составила в среднем 6,7 ц/га или 31,5%. Набольшее увеличение содержания растительных остатков по всем предшественникам отмечалась при совместном внесении навоза с NРК.

За ротацию наибольшее количество растительных остатков наблюдается в севооборотном звене (А2) - вико-овсяная смесь с посевом горчицы белой – цикорий - ячмень – 90,8 ц/га (рис. 1).

Рис. 1 - Количество растительных остатков поступающих в почву за ротацию

звена в зависимости от фонов удобрений, (ц/га)

Примечание:

звено севооборота: А1; А2; А3; А4; А5; А6

варианты удобрений: В1; В2; В3; В4

Внесение удобрений увеличивало поступление органических остатков в почве на 26,9%, 46,8%, 41,7% соответственно по вариантам.

Использование поукосно сидерата горчицы в звене севооборота на удобренных фонах повышало в 1,6 раза количество растительных остатков в почве.

Содержания гумуса является обобщающим показателем плодородия почвы, и зависит от количества поступающего органического вещества.

В севооборотных звеньях с предшественниками вико-овсяная смесь, озимая пшеница, ячмень – наблюдалась тенденция увеличения гумуса в почве (табл. 2).

Таблица 2 - Содержание гумуса в почве в конце ротации севооборотного звена, %

Севооборотные звенья
А1	А2	А3	А4	А5	А6
2,55	2,56	2,54	2,52	2,50	2,49

После картофеля изменений содержания гумуса не отмечено, а при повторных посевах цикория наблюдалась незначительное уменьшение гумуса. Наибольшее содержание гумуса в пахотном слое почвы наблюдалось после вико-овсяной смеси с посевом горчицы поукосно 2,56%.

Внесение удобрений способствует увеличению гумуса на 0,01-0,05%. Наилучшие показатели наблюдались при совместном внесении навоза с NРК (В4).

Биологическая активность почвы, определяемая степенью разложения льняного полотна, различалась в зависимости от изучаемых факторов. Предшественники не оказали существенного влияния на степень разложения льняного полотна в течение вегетации цикория, и колебалась от 49,4 до 52,2%, а различия не превышало 1-2%.

Использование сидерата повышало биологическую активность почвы во все годы исследований.

Минеральные удобрения увеличивали скорость распада льняного полотна на 4,5-7%, а совместное внесение навоза с NРК на 11%.

Изучаемые предшественники и удобрений оказали аналогичное влияние на интенсивность разложения льняного полотна и под ячменем.

Численность микроорганизмов в почве, была минимальной после ячменя - 30,9 тыс. клеток в г АСП, возрастает после однолетних трав и озимой пшеницы. Максимальное количество их наблюдалось при использовании сидерата - 66,0 тыс. клеток в г АСП.

Минеральные удобрения увеличивали численность сапрофитных микроорганизмов. Максимальное их количество было при совместном внесении навоза с NРК, где их численность в 1,2-1,5 раза выше. В качественном отношении из сапрофитных микроорганизмов преобладают бактерии родов Pseudomonas, Mycobacterium.

Количество спорообразующих бактерий в состоянии спор составляет 1-2% от их численности. Повышенная норма минеральных удобрений в 5-6 раз увеличивает их количество. Численность спорообразующих микроорганизмов в состоянии спор несколько выше под пропашными, особенно при посеве цикория по цикорию. В качественном отношении преобладают рода Bacillus idosus, Bacillus cereus и Bacillus megaterrium.

Общая численность плесневых грибов сравнительно высокая. Максимальное их количество обнаружено в варианте В3 - 52 тыс. клеток в г. сухой почвы. Их численность несколько выше, где предшественник картофель.

Внесение NРК способствует ускорению минерализации растительных остатков, поэтому в этих вариантах наблюдается снижение численности плесневых грибов рода Mucor. Максимальное количество отмечается в вариантах, с предшественником вико-овсяная смесь, озимая пшеница, ячмень, а в вариантах после пропашных культур наблюдается снижение его процентного содержания. Совместное внесение навоза с NРК способствует повышению микробиологической активности почвы.

Засоренность посевов, в условиях адаптивного земледелия, приобретает особую значимость, особенно при возделывании цикория. Общее количество сорняков в посевах весной до обработки гербицидами колеблется от 46 до 81 шт./м2, в том числе многолетние сорняки составляют 50% (табл. 3). Общее количество сорной растительности перед уборкой сократилось, и составляет от 15 до 21 шт./м2. Количество многолетних сорняков сократилось вдвое.

Таблица 3 - Численность сорной растительности в посевах цикория (в среднем за 2002-2004 гг.), шт/м2

Количество		Севооборотные звенья
		А1	А2	А3	А4	А5	А6
Весной, до обработки гербицидами	всего	81	52	61	66	46	67
	в т.ч. мн.	45	42	35	34	14	15
Перед уборкой культуры	всего	21	18	20	18	15	17
	в т.ч. мн.	18	14	18	16	12	14

Наибольшее количество сорных растений весной было после предшественника вико-овсяной смеси (А1). Запашка горчицы поукосно в севообороте А2 уменьшило общее количество сорняков на 36%.

Внесение минеральных удобрений увеличивало количество сорняков после всех предшественников (рис. 2). Наибольшее их количество было в варианте при совместном внесении навоза с NРК (В4).

Количество сорняков перед уборкой по всем вариантам сократилась в среднем на 71%. Наибольшая численность была в варианте (В4) навоз + NРК - 23 шт./м2, NРК (В3) - 20 шт./м2, NРК (В2) – 16 шт./м2, без удобрений (В1) – 13 шт./м2.

Предшественники и удобрения оказали аналогичное влияние на количество сорной растительности в посевах заключительной культуры севооборотного звена – ячмене.

Рис. 2 - Численность сорных растений в зависимости от удобрений в посевах цикория

(в среднем за 2002-2004 гг.)

Агрофизические показатели плодородия почвы

Влажность почвы является важным показателем, поскольку влияет на все процессы, проходящие в почве, на рост и развитие сельскохозяйственных культур.

В целом, как показали результаты исследования, водный режим слабоглееватой среднесуглинистой дерново-подзолистой почвы во многом определялся количеством и равномерностью выпадения осадков в течение вегетационного периода возделываемых культур и носит неустойчивый характер (рис 3.).

Рис. 3 - Влажность почвы пахотного слоя под цикорием, % АСМ

Примечание:

сроки отбор образцов: 1-15 мая; 2-30 мая; 3-15 июня; 4-30 июня; 5-15 июля; 6-30 июля; 7-15 августа; 8-30 августа; 9-15 сентября; 10-30 сентября.

В 2002 году влажность почвы колебалась от 11,29 до 37,50% относительно АСВ. Избыточное увлажнение почвы было в июне, где влажность превышало 100% ППВ. Рост и развитие цикория в июле и августе протекал в оптимальных условиях влагообеспеченности. В сентябре наблюдалось не значительное увеличение влажности почвы.

2003 год отличался более резкими колебаниями влажности пахотного слоя. В июне влажность почвы доходила до 80-85% ППВ, а в июле наблюдается резкое снижение до 35-40%. В августе отмечено избыточное увлажнение почвы.

В течение всего вегетационного периода 2004 года влажность почвы находится в пределах 80+7% ППВ. Такая картина наблюдается по всем изучаемым предшественникам.

Изучаемые предшественники не оказали влияния на накопление влаги в пахотном слое под цикорием корневым и ячменем. Внесение органических удобрений способствует увеличению водоудерживающей способности почвы и, тем самым, обеспечивало бездефицитное использование влаги в засушливые периоды вегетации.

Плотность почвы под цикорием была практически одинакова после всех предшественников, за исключением вико-овсяной смеси с посевом горчицы поукосно (табл. 4).

Таблица 4 - Плотность почвы под цикорием в слое 0-20 см, г/см3

Варианты	Годы
	2003	2004	В среднем
Фактор А - севооборотные звенья
А1	1,16	1,18	1,17
А2	1,09	1,12	1,10
А3	1,17	1,19	1,18
А4	1,16	1,18	1,17
А5	1,18	1,19	1,18
А6	1,17	1,19	1,18
Фактор В – фон удобрений
В1	1,13	1,14	1,13
В2	1,17	1,18	1,17
В3	1,18	1,20	1,19
В4	1,15	1,18	1,16

Запашка сидерата способствовала снижению плотности почвы на 6,4% по сравнению с вико-овсяной смеси и ячменя, на 7,3% озимой пшеницы и пропашным культурам.

Внесение удобрений способствовало небольшому уплотнению пахотного слоя. Наибольшее уплотнение было в вариантах В2 - на 3,5% и В3 - на 5,3%. Внесение навоза способствовало разуплотняющему действию по сравнению с минеральными удобрениями.

Влияние предшественников и удобрений на плотность почвы под ячменем была практически одинаково. Сидерация практически не повлияла на плотность почвы под заключительной культурой севооборотного звена. Последействие навоза незначительно снижало плотность почвы под ячменем.

Агрохимические показатели плодородия почвы зависят от содержания подвижного фосфора и обменного калия, и реакции почвенной среды.

За ротацию севооборотного звена содержание фосфора в почве незначительно возросло, а калия практически не изменилось. Эти показатели по севооборотным звеньям колеблются по фосфору от 226 мг/кг (А1) до 269 мг/кг (А4), по калию от 169 мг/кг (А6) до 239 мг/кг (А2) (табл.5).

Таблица 5 - Влияние предшественников на содержание подвижного фосфора и обменного калия в почве за ротацию, мг/кг

Севооборотные звенья
А1		А2		А3		А4		А5		А6
Р2О5	К2О	Р2О5	К2О	Р2О5	К2О	Р2О5	К2О	Р2О5	К2О	Р2О5	К2О
226	205	257	239	267	175	269	188	229	184	255	169

Заделка сидерата увеличивает содержание фосфора и калия на 31 и 34 мг/кг почвы.

Внесение удобрений привело к повышению содержания фосфора и калия в почве (рис. 4).

Рис. 4 - Содержания фосфора и калия за ротацию севооборота в зависимости от удобрений

Увеличение подвижного фосфора составило 25; 56; 41% и обменного калия 20; 59; 35% соответственно по вариантам удобрений.

В течение ротации севооборотного звена наблюдается незначительное подкисление почвы, в среднем на 0,18. Реакция почвенной среды близкая к нейтральным лишь в звене севооборота вико-овсяных трав с посевом горчицы – 5,91, в остальных звеньях севооборота рНксl 5,31…5,41 слабокислая.

Подкисление почвы просматривается по фонам удобрений, в среднем на рНксl 0,20, и составляет по вариантам: В2 – 5,25, В3 – 5,13, В4 – 5,6.

Включение сидерата в севооборотное звено снизило кислотность почвы на 0,57 или 10,7%, что говорит о его положительной роли.

Таким образом, наиболее благоприятная реакция почвенной среды за ротацию севооборота была отмечена в севооборотном звене с посевом горчицы белой поукосно на фоне удобрений - навоз + NРК (В4), где кислотность почвы к концу ротации севооборота составила 6,20.

4. Влияние предшественников и удобрений на урожайность и качество полевых культур

Урожайность полевых культур является интегральным показателем эффективности изучаемых предшественников и удобрений (табл. 6).

Урожайность предшественников цикория зависит от удобрений. Применяемые удобрения повышали урожайность зеленой массы однолетних трав, зерна озимой пшеницы и ячменя, клубней картофеля и корнеплодов цикория в 1,3-2,2 раза.

Урожайность корнеплодов цикория в зависимости от изучаемых предшественников изменялась от 154 ц/га (А6) до 195 ц/га (А2). Минимальная урожайность была получена после пропашных предшественников: цикория - 154 ц/га и картофеля - 160 ц/га; затем зерновых: ячменя - 163 ц/га и озимой пшеницы - 173 ц/га. Максимальная урожайность - после однолетних трав с сидератом 195 ц/га.

Существенное влияние на урожайность цикория оказали удобрения. Средняя урожайность по удобренному фону составила 190 ц/га, что на 77 ц/га или 68,1% больше. Прибавка от внесения удобрений составила: вариант - В2 56 ц/га или 49,6%; В3 – 97 ц/га или 85,8%; В4 - 79 ц/га или 69,9%.

Запашка зеленой массы горчицы в среднем по всем вариантам повышала урожайность цикория на 41 ц/га, или 7,1%. Особенно заметно было влияние сидерации при совместном внесении NРК с навозом.

Предшественники цикория не оказали существенного влияния на урожайность заключительной культуры севооборотного звена – ячменя.

Наибольшее влияние на урожайность ячменя, как и на урожайность цикория, оказало внесение удобрений. Внесение минеральных удобрений в количестве N50Р30К40 увеличивало урожайность ячменя на 7,0 ц/га или 40,5%; N100Р60К80 – 12,7 ц/га или 73,4%; навоз + N50Р30К40 – 8,3 ц/га или 48,0%.

Таким образом, из изучаемых факторов наибольшее положительное влияние на урожайность полевых культур в севооборотных звеньях оказало внесение в почву минеральных удобрений N107Р63К107 и запашка сидерата.

Таблица 6 - Урожайность полевых культур в зависимости от фонов удобрений и предшественников в среднем за три закладки опыта

Севооборотное звено (Фактор А)	Фон удобрений (Фактор В)	Предшественник		Цикорий		Ячмень
		ц/га	прибавка от удобрений, %	ц/га	прибавка от удобрений, %	ц/га	прибавка от удобрений, %
А1	В1 В2 В3 В4 В среднем	155,0 201,0 237,0 219,0 203,0	- 29,7 52,9 41,3 41,3	122,0 179,0 223,0 205,0 182,0	- 46,7 82,3 68,0 65,7	17,5 24,4 30,7 26,0 24,6	- 39,4 75,4 48,6 54,5
А2	В1 В2 В3 В4 В среднем	156,0 199,0 239,0 220,0 204,0	- 27,6 53,2 41,0 40,6	130,0 194,0 237,0 218,0 195,0	- 49,2 82,3 67,7 66,4	18,4 25,8 32,7 27,2 26,0	- 40,2 77,7 47,8 55,2
А3	В1 В2 В3 В4 В среднем	17,2 23,3 30,6 25,7 24,2	- 35,5 77,9 49,4 52,3	115,0 172,0 212,0 194,0 173,0	- 49,6 84,3 68,7 67,5	17,1 24,1 29,4 25,0 23,9	- 40,9 71,9 46,2 53,0
А4	В1 В2 В3 В4 В среднем	15,8 20,6 26,3 22,3 21,3	- 30,4 66,5 41,1 46,0	106,0 160,0 200,0 185,0 163,0	- 50,9 88,7 74,5 71,4	17,0 23,9 29,6 25,4 24,0	- 40,6 71,1 49,4 54,7
А5	В1 В2 В3 В4 В среднем	104,0 173,0 232,0 206,0 179,0	- 66,4 123,1 98,1 95,9	106,0 158,0 196,0 178,0 160,0	- 49,1 84,5 67,9 50,9	16,9 23,9 29,0 24,8 23,7	- 41,4 71,6 46,7 53,2
А6	В1 В2 В3 В4 В среднем	118,0 167,0 207,0 193,0 171,0	- 41,5 75,4 63,6 60,2	101,0 150,0 193,0 171,0 154,0	- 48,5 91,1 69,3 69,6	16,5 23,8 28,8 24,9 23,5	- 44,2 74,5 50,9 56,5

НСР05, ц/га:

частных различия 13,1 12,3

по предшественникам 6,3 5,9

по удобрениям 6,9 6,6

Качество и сохранность корнеплодов. Вынос питательных веществ урожаем предшественников зависел от вносимых удобрений и изменялся в незначительных количествах: однолетние травы - азот - 3,73-3,90%, фосфор – 1,05- 1,20%, калий – 3,30-3,51%; озимая пшеница - азот – 2,25-2,68%, фосфор – 0,84-0,86%, калий – 0,49-0,53%; ячменя - азот – 2,06-2,14%, фосфор – 0,85-0,87%, калий – 0,54-0,58%; картофель - азот – 1,33-1,43%, фосфор – 0,50-0,57%, калий – 2,25-2,44%; цикорий - азот – 0,91-1,10%, фосфор – 0,43-0,45%, калий – 1,37-1,54%.

Содержание азота, фосфора и калия в цикории, практически не зависела от изучаемых предшественников и находилась в диапазоне - азот - 0,99-1,03%, фосфор - 0,42-0,45%, калий - 1,41-1,44%. Достоверных различий по данному фактору не установлено. Но наблюдалась тенденция увеличения после вико-овсяной смеси с горчицей.

Удобрения увеличивали вынос основных питательных веществ: азота с 0,91 до 1,10%, фосфора с 0,42 до 0,45%, калия с 1,37 до 1,53%. Применение сидерата увеличило содержание в корнеплодах цикория азота на 0,02%, фосфора на 0,01%, калия на 0,01%.

Предшественники не повлияли на содержание азота, фосфора и калия в ячмене. Удобрения увеличивали их содержания, азота с 2,05 до 2,12%, фосфора с 0,85 до 0,87%, калия с 0,53 до 0,58%. Самое высокое содержание в зерне ячменя было на варианте В3: азот – 2,12%, фосфор – 0,87%, калий – 0,58%.

Предшественники и удобрения влияли на качество и сохранность корнеплодов цикория (табл. 7).

Таблица 7 - Влияние предшественников и удобрений на качество и сохранность корнеплодов цикория, %

Варианты	Стандартные корнеплоды	Сухое вещество	Общее количество сахаров	Моносахара	Сохранность корнеплодов
Фактор А - севооборотные звенья
А1	70,0	23,5	10,4	0,97	69,8
А2	74,0	23,7	10,0	0,99	70,3
А3	70,0	23,5	10,3	0,96	71,2
А4	70,0	23,5	10,4	0,95	68,9
А5	69,0	23,5	10,4	0,95	69,3
А6	66,0	23,5	10,4	0,94	68,8
Фактор В - фон удобрений
В1	59,0	24,0	10,1	0,84	70,0
В2	67,0	23,5	10,8	0,98	70,3
В3	74,0	22,9	9,6	1,08	66,7
В4	77,0	23,8	10,7	0,95	71,9

Таким образом, из анализа наших исследований было установлено, что корнеплоды цикория высокого качество были получены в звене севооборота вико-овсяной смеси с посевом горчицы поукосно (А2) на варианте навоз 20 т/га + N60Р40К70 (В4), где выход стандартных корнеплодов составляет 79%, сухого вещества 23,9%, общее содержание сахаров 9,8%, монасахаров 0,97%. Запашка горчицы поукосно увеличила на 4% выход стандартных корнеплодов.

Высокая сохранность корнеплодов была получена после предшественника озимой пшеницы и вико-овсяной смеси (71,2 и 70,3%). Внесение навоза увеличило сохранность корнеплодов по сравнению с минеральными удобрениями на 1,7-5,6%. Запашка сидерата также способствовало увеличению сохранности корнеплодов в период хранения на 0,5%

Продуктивность севооборотных звеньев с цикорием корневым зависит от набора культур в звене и удобрений (табл. 8).

Таблица 8 - Продуктивность трехлетних севооборотных звеньев в зависимости от удобрений (в среднем за 2001-2005 гг), ц корм. ед.

Звено севооборота (Фактор А)	Фон удобрения (Фактор В)	Выход с 1 га пашни
		предшественник	цикорий	ячмень	всего
А1	В1 В2 В3 В4 В среднем	27,9 36,2 42,3 39,4 36,5	37,5 55,0 68,5 63,0 56,0	27,9 38,9 48,9 41,4 39,3	93,3 130,1 159,7 143,8 131,8
А2	В1 В2 В3 В4 В среднем	28,1 35,8 43,0 39,6 36,6	39,9 59,6 72,8 66,9 59,8	29,3 41,1 52,1 43,3 41,5	97,3 136,5 167,9 149,8 137,9
А3	В1 В2 В3 В4 В среднем	27,4 30,0 48,6 40,9 36,7	35,4 52,8 65,1 59,6 53,2	27,2 38,3 46,8 39,9 38,1	90,0 121,1 160,5 140,4 128,0
А4	В1 В2 В3 В4 В среднем	25,1 32,8 41,8 35,5 33,7	32,5 49,1 61,4 56,8 50,0	27,1 38,0 47,1 40,4 38,2	84,7 119,9 150,3 132,7 121,9
А5	В1 В2 В3 В4 В среднем	44,7 74,4 99,7 88,6 76,8	32,5 48,5 60,2 54,6 49,0	26,9 38,0 46,2 39,5 37,7	104,1 160,9 206,1 182,7 163,5
А6	В1 В2 В3 В4 В среднем	36,2 51,3 63,6 59,3 52,5	31,1 46,1 59,3 52,5 47,3	26,2 37,9 45,8 39,6 37,4	93,5 135,3 168,7 151,4 137,2

Высоко продуктивным звеном является звено - картофель – цикорий – ячмень (А5) – 163,5 ц/га корм. ед. Здесь получено на 18,8 ц корм. ед. с 1 га больше, чем в звене с повторным посевом цикория (А6), и на 35,5 и 41,6 ц корм. ед. больше, чем в зерновых звеньях с озимой пшеницей (А3) и ячменем (А4) соответственно. Снижение продуктивности на бессменных посевах цикория связанно с уменьшением урожайности цикория при повторных посевах.

Продуктивность севооборотного звена с вико-овсяной смесью (А1) составляет 131,8 ц/га корм. ед. Включение в севооборотное звено горчицы поукосно на сидерат (А1) увеличивало продуктивность на 6,1 ц/га корм. ед. или на 4,6%.

Внесение минеральных удобрений способствовало повышению продуктивности на 40,2-75,1 ц/га корм. ед. или на 42,9-80,1%. При внесении навоза с NРК продуктивность возросла на 56,3 ц/га корм. ед. или на 60,0%.

5. Экономическая и энергетическая оценка применения агротехнических приемов

Снижение себестоимости и повышение рентабельности являются важнейшей задачей всех сельскохозяйственных отраслей.

За годы исследований (2001-2005 гг) наилучшие экономические результаты получены в севооборотном звене А5 – картофель-цикорий-ячмень на варианте удобрений В3, где сбор кормовых единиц превышал на 20-34%, а себестоимость была самая низкая – 198,2 руб./ц при 152% рентабельности и 62,2 тыс. рублей условного чистого дохода. Неплохие результаты получены и в севооборотном звене с посевом горчицы на сидерат (А2 – однолетние травы с посевом горчицы – цикорий - ячмень) обеспечивший 50,3 тыс. руб. условный чистый доход при рентабельности 149% с себестоимостью 200,5 руб. за ц корм. ед.

Самый низкий уровень рентабельности 85% и условный чистый доход 38,8 тыс. руб. с высокой себестоимостью 270,0 руб./ц был получен в севооборотном звене с повторным посевом цикория (А6 – цикорий – цикорий - ячмень).

Высокая рентабельность использования поукосно горчицы на зеленое удобрение, полностью окупается дополнительными прибавками урожая цикория корневого. Выход продукции увеличился на 4100 руб. Производительность труда возросла на 11%, а условно чистый доход вырос в 1,1 раз. Себестоимость снизилась на 8,37 руб. Рост рентабельности производства при этом увеличился на 10%.

Сельскохозяйственное производство на современном уровне потребляет значительное количество техногенной энергии. Каждый гектар пашни в зависимости от возделываемой культуры, технологии, зональных особенностей получает от 42 до 420 ГДж энергии. Ученые полагают, что при затратах энергии 15-20 ГДж/га наступает деградация среды.

В наших исследованиях самый высокий коэффициент энергетической эффективности получена в звене севооборота вико-овсяная смесь с посевом горчицы на сидерат – 2,1. Коэффициент энергетической эффективности изменяется от предшествующей культуры и составил: 1,9 – после картофеля, 1,8 – однолетних трав, 1,7 – цикория, 1,5 – озимой пшеницы и самый низкий был после ячменя – 1,4.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Корневой цикорий на слабоглееватых среднесуглинистых дерново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны РФ может давать экономически оправданные высокие урожаи.

2. Хорошими предшественниками цикория являются вико-овсяная смесь и озимая пшеница, обеспечивающая урожайность за три года в среднем по вариантам удобрений 182 и 173 ц/га соответственно.

3. Включение поукосно горчицы белой на сидерат не только улучшает отдельные показатели плодородия почвы, но и повышает урожайность корнеплодов цикория на 13 ц/га или на 7,1 % в среднем по фонам питания.

4. Применение удобрений значительно повышает урожайность корнеплодов цикория после всех изучаемых предшественников: N60Р40К70 (В2) на 46,7-50,9%, N120Р80К140 (В3) на 82,3-91,1% и N60Р40К70+навоз 20 т/га (В4) на 68,0-74,5%. Самый высокий урожай корнеплодов был получен по всем изучаемым предшественникам при внесении минеральных удобрений N120Р80К140 и колебался от 193 до 237 ц/га.

5. Вико-овсяная смесь с посевом горчицы поукосно на сидерат в качестве предшественника цикория корневого (А2) с минеральными удобрениями N100Р60К110 увеличивало количества растительных остатков в почве до 104,2 ц/га и гумуса до 2,60%.

6. На слабоглееватой дерново-подзолистой почве максимальная целлюлозоразлагающая способность почвенных микроорганизмов под цикорием была после предшественник вико-овсяная смесь (А2) – 54,4% и внесение навоза + NРК (В4) – 57,0%. Она возрастает на 2,1% при запашке горчицы поукосно на сидерат. Однолетние травы с включением горчицы поукосно в севообороте в сочетании с удобрениями (В4) способствовали повышению численности сапрофитных микроорганизмов, что в свою очередь способствовало усилению минерализации растительных остатков.

7. При выращивании цикория корневого наименьшее количество сорной растительности получено после предшественника вико-овсяной смеси (А2) – 52 шт./м2. Включение горчицы поукосно способствовало уменьшению общего количества сорной растительности. Внесение удобрений давало увеличение сорняков, особенно, при совместном внесении навоза с NРК.

8. Изучаемые предшественники не оказали влияния на накопление влаги в пахотном слое 0-20 см. Внесение навоза повышало водоудерживающую способность почвы. Плотность почвы наименьшая была под предшественникам однолетние травы (А2) - 1,10 г/см3. Разуплотняющее действие на почву пахотного слоя оказала заделка навоза и сидерата.

9. Предшественник однолетние травы с посевом горчицы поукосно и удобрения NРК (В3) способствовали улучшению агрохимических показателей почвы за ротацию севооборота: содержание фосфора увеличилась на 34 мг/кг и калия 4 мг/кг. Заделка сидерата способствовала снижению кислотности почвы на 0,57.

10. Изучаемые предшественники не повлияли на содержание азота, фосфора и калия, как в основной, так и в побочной продукции. Внесение удобрений повлияло на их содержание, особенно на варианте В3. Корнеплоды цикория высокого качества были получены после предшественника вико-овсяной смеси (А2) с удобрениями - навоз + N60Р40К70, где выход стандартных корнеплодов составил 79,0%, сухого вещества 23,9%, общее содержание сахаров 9,8%, моносахаров 0,97%. Включение в севооборот горчицы поукосно увеличивало выход стандартных корнеплодов на 4%. Высокая сохранность корнеплодов была после предшественника озимой пшеницы (А3) - 71,2% и вико-овсяной смеси (А2) - 70,3%. Внесение навоза и заделка сидерата увеличивали сохранность корнеплодов цикория на 1,9% и 0,5%.

11. Наибольшая продуктивность звеньев севооборота по сбору кормовых единиц обеспечили предшественники картофель (А5) и вико-овсяная смесь (А2) – 163,5 и 137,9 ц/га. Включение горчицы на сидерат увеличило выход продуктивности севооборотного звена на 4,6%.

12. Наилучшие экономические результаты получены в севооборотном звене А5 – картофель – цикорий - ячмень на варианте удобрений В3, где сбор кормовых единиц превышал на 20-34%, а себестоимость была самая низкая – 198,2 руб./ц при 152% рентабельности и 62,2 тыс. рублей условного чистого дохода. Севооборотное звене с посевом горчицы на сидерат (А2 – однолетние травы с посевом горчицы – цикорий - ячмень) обеспечивают 50,3 тыс. руб. условный чистый доход при рентабельности 149% с себестоимостью 200,5 руб. за ц корм. ед. Использование поукосно горчицы на зеленое удобрение снизило себестоимость продукции на 8,37%, дало дополнительный доход 3793 руб. увеличило уровень рентабельности производства на 10%. Высокий коэффициент энергетической эффективности получен в звене севооборота с однолетними травами (А2) – 2,1. Сидерация способствовала увеличению коэффициента энергетической эффективности на 0,3.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На дерново-среднеподзолистой среднесуглинистой слабоглееватой почве Центрального района Нечерноземной зоны России рекомендовать в качестве предшественников цикория корневого однолетние травы и озимую пшеницу с внесением N120Р70К130 под цикорий и 60 т/га навоза под предшественник, как обеспечившие высокую урожайность и хорошее качество корнеплодов с наилучшими экономическими и энергетическими показателями.

2. Применять поукосно посевы горчицы белой на сидерат для улучшения показателей плодородия дерново-подзолистых почв и повышения урожайности цикория.

3. Севооборотное звено картофель - цикорий – ячмень обеспечившее самый высокий сбор кормовых единиц с га (на 20-34,1% больше) следует включать в полевые севообороты для повышения продуктивности пашни.

Основные положения диссертации нашли отражения

в следующих публикациях:

Публикация в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Иванова, С.С. Предшественники и удобрения цикория корневого / С.С. Иванова // Картофель и овощи. – 2009. - №7. –С. 17.

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференции:

2. Комаревцева, Л.Г. Численность и качественный состав плесневых грибов и актиномицетов на фоне разных предшественников цикория и систем удобрения / Л.Г. Комаревцева, С.С. Циндяйкина (С.С. Иванова), С.В. Павлова // Сборник научных трудов ЯГСХА ч. 1.: - Ярославль. – ЯГСХА, 2003. - С. 38-42.

3. Циндяйкина, С.С. (Иванова, С.С.) Влияние удобрений на продуктивность севооборотных звеньев с цикорием корневым / С.С. Циндяйкина (С.С. Иванова), Н.В. Зубков // Сборник научных трудов ЯГСХА ч. 1.: - Ярославль. – ЯГСХА, 2003. - С. 87-93.

4. Циндяйкина, С.С. (Иванова, С.С.) Микробиологическая активность почвы на фоне разных предшественников цикория и систем удобрений / С.С. Циндяйкина (С.С. Иванова), Л.Г. Комаревцева, Н.В. Зубков // Сборник научных трудов ЯГСХА ч. 1.: - Ярославль. – ЯГСХА, 2003. - С. 93-97.

5. Зубков, Н.В. Влияние предшественников и удобрений на урожайность цикория корневого / Н.В. Зубков, Н.М. Майдебура, С.С. Циндяйкина (С.С. Иванова) // Вестник РГАЗУ. - 2004. – С. 146-148.

6. Зубков, Н.В. Продуктивность и качество цикория корневого при внесении различных доз азотных удобрений / Н.В. Зубков, С.С. Циндяйкина (С.С. Иванова) // Вестник РГАЗУ. – 2006. №1 (6). – С. 62-64.