НТП:

НТП: земледелие и растениеводство
УДК 631.81:631.582:631.445.51
Влияние различных систем удобрений
на продуктивность зернопарового севооборота
на каштановой почве
Н.А. Ходжаева, зав. отделом агроэкологии
Прикумская опытно-селекционная станция
Е.П. Шустикова, кандидат сельскохозяйственных
наук, старший научный сотрудник
Ставропольский НИИСХ Россельхозакадемии
E-mail: sniish@mail.ru
ресурсов особенно важно для слабогумусированных
почв засушливой зоны. Каштановые почвы относятся
к восточно-европейской фации и сформированы
под влиянием сухостепной растительности со степенью покрытия 50…70 % [4]. Они характеризуются
непромывным типом водного режима при уровне
испаряемости в 2,5 раза превышающем годовую
Резюме. На основании длительных исследований (с 1985
сумму осадков. Общие запасы гумуса в горизонтах
по 2010 гг.) в стационарном полевом опыте дана оценка
А + В таких почв составляют 112…154 т/га против
влияния минеральной, органической и органо-минеральной
424 т/га в обыкновенном черноземе [5]. Поэтому
систем удобрений на продуктивность зернопарового сеисследования, направленные на увеличение их
вооборота и плодородие каштановой почвы. При внесении
органических удобрений наибольший относительный отклик
производительной способности, имеют большое
(38…44 % к контролю) получен на первой культуре севообозначение.
рота – озимой пшенице. Эффективность навоза в последейЦель наших исследований – оценить влияние
ствии постепенно снижалась. Использование минеральной
различных
систем удобрений (органической, минесистемы более рационально под культуры, идущие по коральной и органо-минеральной) на продуктивность
лосовым предшественникам. В этом случае относительная
прибавка увеличивается с 35 % (озимая пшеница по пару)
типичного для засушливой зоны Ставропольского
до 46…50 % (вторая озимая пшеница и яровой ячмень). В
края зернопарового севооборота и агрохимическое
сумме за 4 ротации общая продуктивность зернопарового
состояние почвы.
севооборота на фоне естественного плодородия состаУсловия, материалы и методы. Исследования
вила 37,03 т/га. Изучаемые системы удобрений повысили
проводили в стационарном полевом опыте, заложенсбор зерна на 12,91…19,22 т/га. Прибавка с каждого гектара севооборотной площади составила 0,36…0,80 т, или
ном в 1985 г. Почва – каштановая среднесуглинистая
23…52 %. Самый высокий уровень урожайности отмечен в
на лессовидных суглинках. Содержание органического
варианте с повышенной дозой навоза (60 т/га) и наложевещества в пахотном слое 1,9…2,1 % (по Тюрину),
нием минеральных удобрений. Однако оптимальные покаподвижного фосфора и обменного калия (по Мачигизатели агроэкономического действия удобрений (уровень
ну) 11,8…12,5 и 280…300 мг/кг почвы соответственвалового сбора зерна и окупаемость единицы N, Р и К) выявлены при использовании органо-минеральной системы с
но. Реакция почвенного раствора – слабощелочная
внесением умеренного количества органических удобрений
(рНвод 7,8). Количество нитратного азота в почве было
(40 т/га) в первом поле севооборота. Применение изучаеобусловлено предшественником. После пара оно домых доз органических и минеральных удобрений привело к
стигало 30…32 мг, а после колосовых культур – 5…8
накоплению остаточных форм основных элементов питания,
мг/кг почвы.
как в пахотном слое, так и в метровом профиле почвы. К
концу четвертой ротации запасы нитратного азота в слое 0…
В опыте изучали влияние трёх систем удобрения –
100 см увеличились, относительно неудобренного вариминеральной, органической и органно-минеральной
анта, на 36…140 %, подвижного фосфора – на 51…112 %.
(табл. 1). В течение 2004-2010 гг. исследования провоКроме того, в верхнем горизонте на 0,02…0,33 % повысидили только на озимой пшеницей после чистого пара.
лось содержание органического вещества.
При этом поскольку органические удобрения примеКлючевые слова: севооборот, удобрения органические и
минеральные, плодородие каштановой почвы
няли один раз на 6 лет, то три двухполки были условно
приняты за шестипольный севооборот. В варианте с
Важный прием повышения урожайности сельскохоминеральной системой в этом случае вносили N30P30
зяйственных культур и улучшения плодородия – рациопод пшеницу, с органической – навоз 40 и 60 т/га в
нальное применение органических и минеральных удопервом паровом поле, с органно-минеральной – набрений. Внесение органического вещества позволяет
воз 40 и 60 т/га в первом паровом поле + N30P30 под
не только улучшить агрохимические свойства почвы,
каждую пшеницу.
но и создает благоприятный водно-воздушный режим.
В пространстве севооборот развернут тремя
Среди местных удобрительных средств большое значеполями. Технология возделывания культур общение имеет навоз, который обладает повышенной спопринятая для засушливой зоны края. Повторность
собностью к гумификации.
Таблица 1. Схема внесения удобрений (навоз – т/га, NPK – кг/га д.в.),
Действию органических 1985-2010 гг.
удобрений и промышленных
Культура
В расчетуков посвящено большое
те на 1 га
Система
озимая
озимая
количество исследований,
удобрения чистый пшени- пшени- чистый озимая озимый севообопар
пар пшеница ячмень ротной
в которых установлена выца
ца
площади
сокая эффективность их исБез удобрений
0
0
0
0
0
0
0
пользования применительно Минеральная
P80
N30
N60
P120N120
N30
N60
N50P33
к конкретным почвенно- Органическая
навоз 40
0
0
0
0
0
навоз 6,7
климатическим условиям
навоз 60
0
0
0
0
0
навоз 10
Органнонавоз
N30
N60
P120N120
N30
N60
навоз 6,7
[1, 2, 3].
40+Р80
+ N50P33
Рациональное исполь- минеральная
навоз
N30
N60
P120N120
N30
N60
навоз 10 +
зование имеющихся в
60+Р80
N50P33
Ставропольском крае биоДостижения науки и техники АПК, №7-2012
23
НТП: земледелие и растениеводство
Таблица 2. Влияние органических и минеральных удобрений на урожай культур севооборота, 19862004 г. (среднее за 3 ротации)
Культура севооборота
озимая пшеница по озимая пшеница по озимой озимая пшеница по
яровой ячмень
пару (пятое поле)
(шестое поле)
Вариант пару (второе поле) пшенице (третье поле)
прибавка
урожай, прибавка
урожай,
урожай, прибавка урожай, прибавка
т/га
т/га
т/га
т/га
т/га
%
т/га
%
т/га
%
т/га
%
0
2,96
1,39
3,35
1,30
N50Р33
4,05
1,09
37
2,03
0,64
46
4,31
0,96
29
1,95
0,65
50
Навоз (6,7)
4,07
1,11
38
1,73
0,34
24
3,93
0,58
17
1,59
0,29
22
Навоз (6,7) +
N50Р33
4,57
1,61
54
2,32
0,93
67
4,48
1,13
34
2,18
0,88
68
Навоз (10)
4,26
1,30
44
1,88
0,49
35
4,07
0,72
21
1,71
0,41
32
Навоз (10) +
N50Р33
4,69
1,73
58
2,47
1,08
78
4,60
1,25
37
2,17
0,87
67
четырехкратная, общая площадь делянки – 216 м2,
1,25 т/га и в шестом – 0,87 т/га, что выше контроля на
учетная – 120 м2.
58, 78, 37 и 67 % соответственно.
В качестве органического удобрения применяли
Оценка действия различных систем удобрений на
подстилочный навоз КРС ( N – 5 кг/т, P2O5 – 3 кг/т, K2O –
общую продуктивность зернопарового севооборота в
6 кг/т), который вносили 1 раз за ротацию в первом
сумме за 4 ротации показала, что наибольшее полополе севооборота. Минеральные удобрения: в 1, 2 и 3
жительное влияние на урожай оказывает совместное
ротациях – аммиачная селитра (N – 34,4 %) и простой
применение органических и минеральных удобрений.
суперфосфат (Р2О5 – 24 %), в 4-ой ротации – аммиачная
При внесении на 1 га севооборотной площади 10 т населитра и аммофос (N – 12 %, Р2О5 – 52 %).
воза, 41 кг азота и 29 кг фосфора прибавка составила
Погодные условия периода проведения исследо0,80 т/га, или 52 %, тогда как эффективность органиваний (1985-2010 гг.) в основном складывались блаческой системы была равна 23…31 %, минеральной –
гоприятно. Отклонение среднегодовых показателей
35 % (табл. 3).
температурного режима от климатической нормы не
Вместе с тем, по окупаемости зерном единицы
превышало 1…2 0С. Суммарное количество осадков за
действующего вещества удобрений наилучшие
сельскохозяйственный год или несколько превышало
результаты обеспечила минеральная система. При
среднегодовые показатели, или было близким к ним.
оценке величины агрономической эффективности и
Только в 1993-1994, 1998-1999 и 2000-2001 сельскоокупаемости единицы туков видно, что использование
хозяйственных годах отмечена влагообеспеченность
навоза более рационально в умеренной дозе (40 т/га
ниже нормы на 22, 18 и 7 % соответственно. Все наза ротацию) с последующим наложением минеральблюдения в опыте проведены согласно общепринятым
ных удобрений. При этом оплата 1 кг питательных веметодикам и ГОСТам.
ществ хотя и снижается, но на 49 % возрастает общая
Результаты и обсуждение. Продуктивность возпродуктивность севооборота, что всего на 3 % ниже
делываемых в севообороте культур в значительной стеварианта с наибольшим уровнем урожайности.
пени определялась их биоТаблица 3. Влияние органических и минеральных удобрений на общую
логическими особенностями
и предшественником. Без продуктивность зернопарового севооборота, 1986-2008 гг. (среднее за 4
внесения удобрений озимая ротации)
На 1 га севооборотной
Окупаемость
Сбор зерна
пшеница, высеваемая по чиплощади
зерном, кг
в
сумме
за
стому пару, превосходила по
Вариант
прибавка
4 ротации, урожайность,
1 т на- суммы
урожайности вторую озимую
т/га
т/га
воза
NРК
т/га
%
пшеницу и яровой ячмень в 0
37,03
1,54
2,1-2,4 раза (табл. 2).
N41Р29
49,94
2,08
0,54
35
7,7
Эффективность систем Навоз* – 6,7 т
45,56
1,90
0,36
23
53,7
3,8
удобрения хотя и была ниже, Навоз – 6,7 т +
54,92
2,99
0,75
49
4,6
чем влияние предшествен- N41Р29
48,48
2,02
0,48
31
48,0
3,4
ников, но и их положитель- Навоз – 10 т
Навоз – 10 т +
ное действие было доста- N Р
56,25
2,34
0,80
52
3,8
41 29
точно велико. Наибольшее
увеличение сбора зерна
благодаря удобрениям в абсолютном выражении
К концу 4-ой ротации зернопарового севооборота
(1,09…1,73 т/га) отмечено во втором поле севообопроизошло изменение основных агрохимических порота. При этом на последующих культурах (вторая
казателей плодородия каштановой почвы (табл. 4). При
озимая пшеница и ячмень), несмотря на меньший
этом в варианте с повышенной дозой навоза и минеуровень прибавок относительный отклик был выше.
ральных туков содержание органического вещества в
Одновременно происходило постепенное снижение
пахотном слое возросло на 0,33 %.
отзывчивости на внесение органических удобрений
Применяемые системы удобрений обеспечили
и рост положительного влияния минеральных туков.
значительное накопление в почвенном поглощающем
При анализе уровня продуктивности озимой пшеницы
комплексе подвижных форм фосфатов. Их содержание
и ячменя наибольшая агрономическая отзывчивость
в пахотном слое относительно контрольного варианта
выявлена на совместное внесение 60 т/га навоза и
при минеральной системе увеличилось в 1,6 раза, а на
минеральных удобрений. Прибавка во втором поле
фоне совместного внесения повышенной дозы навоза
составила 1,73 т/га, в третьем – 1,08 т/га, в пятом –
и промышленных туков – в 3,1 раза.
24
Достижения науки и техники АПК, №7-2012
НТП: земледелие и растениеводство
Таблица 4. Изменение агрохимического состояния каштановой почвы под влиянием длительного
применения удобрений (конец 4 ротации)
Накопление относительно контроля
Содержание в слое почвы 0…20 см
слой почвы 0…20 слой почвы 0…100
Вариант
см, мг/кг
см, кг/га
гумус, % N- NО3, мг/кг Р2О5, мг/кг К2О, мг/кг N- NО3 Р2О5 К2О N- NО3 Р2О5 К2О
0
1,75
6,8
16,4
363
N41Р29
1,83
10,6
26,3
334
3,8
9,9
17,3
59,8
14
Навоз (6,7)
1,77
10,0
29,8
417
3,2
13,4
54
16,0
68,9 215
Навоз (6,7) + N41Р29
1,87
11,3
34,3
412
4,5
17,9
49
29,3
98,6 273
Навоз (10)
1,85
10,3
34,2
445
3,5
17,8
82
27,0
99,6 350
Навоз (10) + N41Р29
2,08
16,7
50,6
458
9,9
34,2
95
66,4
130,1 510
Содержание остаточных форм легкоусвояемого
азота и обменного калия выросло на меньшие величины. Так, количество нитратов в верхнем слое при
минимальной в опыте насыщенности удобрениями
(N 41Р 29) к концу четвертой ротации повысилось в
1,56 раза, а при самой большой (навоз, 10 т + N41Р29) –
почти в 2,5 раза. При этом следует отметить, что
применение только азотно-фосфорных удобрений
способствовало снижению запасов усвояемого калия в
пахотном слое. В то же время внесение навоза, особенно в повышенных дозах (60 т/га), привело к увеличению
содержания этого элемента на 15…26 %.
Определение запасов основных элементов питания в метровом профиле показало, что количество
легкоусвояемого азота в этом горизонте выросло
на 36…140 %, подвижного фосфора – на 51…112 %,
обменного калия – на 7…16 %. Наиболее заметное
накопление основных элементов питания отмечено
при самой высокой насыщенности севооборота удобрениями. При этом 71…76 % остаточных соединений азота и фосфора находилось в пахотном и подпахотном слоях, где сосредоточена основная масса
корневой системы.
В то же время распределение калия в метровом
профиле заметно отличалось. Во всех вариантах
его накопление отмечено только до 60 см. В более
глубоких слоях наблюдалась тенденция к снижению
естественных запасов.
Выводы. Длительное применение удобрений в
зернопаровом севообороте на каштановой почве
привело к увеличению продуктивности 1 га севооборотной площади на 0,36…0,80 т, или 23…32 %.
Кроме того, отмечено значительное повышение
содержания остаточных форм основных элементов
питания не только в пахотном слое, но и по всему
метровому профилю. К концу четвертой ротации
накопление нитратного азота относительно варианта без удобрений в слое 0…100 см составило
36…140 %, подвижного фосфора – 51…112 % и обменного калия – 7…16 %.
Использование высоких доз навоза (60 т/га) способствовало увеличению содержания органического
вещества и улучшению калийного режима почвы.
Оптимальные условия для формирования повышенной продуктивности культур, сохранения и улучшения агрохимических свойств почвы в засушливой
зоне были созданы посредством применения органоминеральной системы удобрений с умеренной дозой
навоза (40 т/га за ротацию шестипольного зернопарового севооборота).
Литература.
1. Белоус Н.М., Шаповалов В.Ф., Коренев В.Б., Талызин В.В. Влияние средств химизации при длительном применении на
продуктивность плодосменного севооборота и плодородие дерново-подзолистой почвы // Материалы международной научнометодической конференции учреждений участников Геосети России и стран СНГ. – М.: Изд. ВНИИА, 2010. – С. 17-21.
2. Богатырева Е.В., Шаповалова Н.Н. Роль органических удобрений в сохранении и повышении плодородия черноземов
Центрального Предкавказья // Ресурсосберегающие технологии использования органических удобрений в земледелии.Владимир, 2010. – С. 23-27.
3. Доманов Н.М., Ибудуллаев К.Б., Солнцев П.И. Эффективность комплексного применения удобрений и средств защиты
растений в зернопропашном севообороте // Результаты длительных исследований в системе Географической сети опытов с
удобрениями Российской Федерации (К 70-летию Геосети). – М.: Изд. ВНИИА, 2011. – С. 222-234.
4. Вальков В.Ф., Колесников С.И., Казеев К.М. Почвы юга России: Классификация и диагностика. – Ростов-на-Дону: Изд.
СКНЦВШ, 2002. – 168 с.
5. Куприченков М.Т. Почвы Ставрополья. – Ставрополь, 2005. – 424 с.
Influence of various fertilizers on productivity grain-fallow crop rotation
on chestnut soils
N.A. Khodjaeva, E.P. Shustikova
Summary. Based on long-term studies (from 1985 to 2008), obtained in the stationary field experiment, the estimation of the
influence of mineral, organic and organo-mineral fertilizer systems on the productivity of grain-fallow crop rotation and fertility
chestnut soil.
When making organic fertilizers largest relative response (38-44% of control) was obtained in the first crop rotation – winter wheat.
The effectiveness of manure as an aftereffect gradually decreased. The use of mineral systems more efficiently under culture,
going to kolosov predecessors. In this case, the relative gain increases from 35% (winter wheat for a couple) to 46-50% (second
winter wheat and spring barley). The sum total of four rotations of grain-fallow crop rotation productivity on variant without fertilizers
was 37,03 t/ha. The studied system of fertilizers increased the yield of grain on the 12,91-19,22 t/ha. With each hectare of crop
rotation area obtained gain 0,36-0,80 t/ha, or 23-52%. The maximum level of productivity observed in the variant with high doses
of manure (60 t/ha) and applying fertilizer. However, the optimal performance of the agro-economic fertilizer (the level of gross
harvest of grain and return the unit N, P and K) revealed the use of organo-mineral fertilizer system with the introduction of a
moderate amount of organic matter (40 t / ha) in the first field crop rotation. The test doses of organic and mineral fertilizers has
led to the accumulation of the main nutrients in residual form as in the plow layer and in the meter of the soil profile. By the end of
the fourth rotation of stocks of nitrate nitrogen in the 0-100 cm layer increased with respect to unfertilized variant on 36-140% of
available phosphorus – by 51-112%, and exchangeable potassium in 0,4-16%. In addition, in the upper horizon at 0,02 – 0,33%
increased the content of organic matter.
Key words: crop rotation, organic and mineral fertilizers, soil fertility of the chestnut.
Достижения науки и техники АПК, №7-2012
25