Эффективность минеральных и органических удобрений при возделывании кукурузы в условиях Орловской области

Введение . В современных условиях развития аграрного сектора экономики ресурсосбережение представляет собой одно из приоритетных направлений оптимизации сельскохозяйственного производства. Оно основывается не на упрощении технологических процессов, а на научно обоснованном использовании и сохранении природных условий и агроландшафтов, достигаемом за счет рационального применения различных систем земледелия.

Кукуруза, как пропашная культура, при соблюдении передовых агротехнических приемов способствует эффективному очищению полей от сорной растительности. Вместе с тем, в условиях снижения плодородия почв и недостатка элементов минерального питания, повышается эффективность применения удобрений при возделывании кукурузы [1].

Оптимизация норм внесения удобрений осуществляется на основе планируемого уровня урожайности. Для этого используется расчетная методика, базирующаяся на данных о средних показателях урожайности зерна или зеленой массы кукурузы на стандартных агрофонах. Рассчитывается фактический вынос основных питательных элементов — азота, фосфора и калия — с удобренных и неудобренных почв после предшествующих культур. На основе разницы в выносе питательных веществ определяется потребность в дополнительных удобрениях, при этом учитывается последействие ранее внесенных минеральных и органических веществ, а также коэффициент усвоения питательных элементов [2, 3, 4].

Цель исследования заключалась в разработке рациональных систем применения различных видов удобрений, обеспечивающих достижение высокой урожайности и качества продукции кукурузы.

Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи:

• 1.    Исследовать влияние различных видов удобрений на агроэкологическое состояние темно-серых лесных почв.

• 2.    Изучить особенности роста, развития и продуктивности кукурузы в зависимости от условий корневого питания.

• 3.    Оценить влияние норм внесения органических и минеральных удобрений на показатели урожайности кукурузы.

• 4.    Определить качественные характеристики кукурузной продукции.

Материалы и методика исследований . Исследования проводились в 2022 году на территории Орловского района Орловской области. Почва опытного участка представлена темно-серыми лесными почвами, характеризующимися средним содержанием гумуса, слабокислой реакцией почвенного раствора и средним уровнем обеспеченности фосфором и калием. Почвообразующие подстилающие породы представлены покровными суглинками, микрорельеф участка выровненный.

Объектом исследования выступал гибрид кукурузы Эмилио. Эксперимент был заложен в трехкратной повторности с систематическим размещением вариантов на учетной площади 2000 м². Предшествующей культурой являлась соя. После её уборки проводилось лущение стерни агрегатом ЛДГ-10, а затем культивация КПС-4 на глубину 5–6 см.

Схема опыта:

• 1.    Контроль (без внесения удобрений).

• 2.    Внесение навоза (30 т/га).

• 3.    Минеральные удобрения (N26P38K38).

• 4.    Комбинированное внесение: навоз (30 т/га) + N26P38K38.

На всех вариантах опыта в третьей декаде сентября выполнялась вспашка. В вариантах 2 и 4 дополнительно вносился навоз из расчета 40 т/га под осеннюю обработку почвы.

Агротехнические мероприятия осуществлялись в соответствии с общепринятыми стандартами возделывания кукурузы в Орловской области. В процессе исследований применялись стандартные и рекомендованные методики. Фенологические наблюдения, измерение высоты растений и их массы проводились на 20 типичных экземплярах с каждой опытной делянки в соответствии с методикой НИСХ Центральных районов Нечерноземной зоны (1982). Определение количества агрономически ценных агрегатов осуществлялось по методикам Долгова С.И. и Бахтина П.У.

Погодные условия в период исследований характеризовались значительными колебаниями среднесуточной температуры воздуха и уровня атмосферных осадков. Несмотря на это, 2022 год был относительно благоприятным для выращивания кукурузы на силос.

Результаты и их обсуждение . Среди основных агрохимических показателей плодородия почвы (содержание гумуса, элементов питания, реакция почвенного раствора, физико-химические свойства) особое значение имеет биологическая активность. Этот параметр обусловлен деятельностью почвенной микрофлоры, которая играет ключевую роль в синтезе и распаде гумуса, минерализации органических удобрений, пожнивных остатков, а также в трансформации питательных веществ в формы, доступные для растений [5].

Одним из индикаторов биологической активности является целлюлозолитическая активность. Чем интенсивнее разлагается целлюлоза, тем выше скорость биологического круговорота элементов, что обеспечивает культурные растения питательными веществами.

Анализ данных биологической активности почвы в ходе эксперимента показал значительные различия между вариантами опыта и контролем (рис. 1). Наивысшая биологическая активность наблюдалась в варианте с комбинированным внесением органо-минеральных удобрений (вариант 4).

60,00 53,80 _{41 90} 56,70

40,00 28,60 ^,

20,00

0,00

• 1.    Контроль       2. Навоз 30 т/га      3. N26P38K38     4. Навоз 30 т/га +

N26P38K38

Рисунок 1 - Биологическая активность почвы в слое 0-20 см при внесении различных видов удобрений (2022 гг.), % разложения льняного полотна

Важным компонентом биологической активности и плодородия почвы являются дождевые черви. Их присутствие способствует формированию «биологической спелости» почвы, служа индикатором её экологического благополучия. Дождевые черви, совместно с микроорганизмами, стабилизируют основные свойства почвы, повышая её устойчивость к эрозии, что особенно важно для склоновых земель.

Анализ данных, полученных в ходе исследования влияния различных видов удобрений на численность дождевых червей, показал, что наименьшая плотность их заселения была зафиксирована в вариантах с применением минеральных удобрений (варианты 3 и 4). Численность дождевых червей в этих вариантах не превышала 25 экземпляров на квадратный метр почвенного слоя (рис. 2).

Рисунок 2 - Содержание дождевых червей в слое почвы 0-20 см, экз./м2

Максимальная численность дождевых червей была зарегистрирована во втором варианте опыта, составив 41 экземпляр на квадратный метр почвы, тогда как минимальная численность отмечена в четвертом варианте — 27 экземпляров на квадратный метр.

Полученные результаты также свидетельствуют о воздействии различных видов удобрений на структурно-агрегатный состав темно-серой лесной почвы, что отражено в данных, представленных на рисунке 3.

Рисунок 3 - Влияние различных видов удобрений на содержание агрономически ценных агрегатов в пахотном слое темно-серой лесной почвы, %

При недостаточно высоком уровне агротехники структура почвы подвержена разрушению, что приводит к распылению её агрегатов. В контрольном варианте, где удобрения не вносились, отмечено измельчение структурных комков и увеличение доли более мелких фракций (менее 0,25 мм). Доля агрономически ценных агрегатов (10–0,25 мм) снизилась до 54,7 %. Внесение удобрений различных типов положительно сказывается на структурноагрегатном составе темно-серой лесной почвы, способствуя улучшению её свойств.

Рисунок 4 - Засоренность посевов кукурузы в зависимости от применяемых удобрений, шт./м2

Одной

из основных причин снижения урожайности кукурузы является засоренность посевов. Данные о степени засоренности в зависимости от применяемых удобрений представлены на рисунке 4.

Проведенные исследования показали, что уровень засоренности посевов кукурузы в значительной степени зависел от погодных условий. В течение исследуемого периода количество сорных растений варьировалось от 22 до 43 шт./м². Наибольшая засоренность была зафиксирована в четвертом варианте опыта, где численность сорняков достигала 43 шт./м² в 2022 году.

Анализ засоренности выявил преобладание однолетних сорных растений, численность которых составляла до 96 % от общего количества сорняков. Среди многолетних сорных растений преобладали осот и бодяк полевые, доля которых составляла около 3 %.

Продуктивность посевов кукурузы при внесении удобрений определяется комплексом факторов, включая особенности роста и развития растений (таблица 1).

Таблица 1- Динамика высоты растений кукурузы в зависимости от системы удобрений, см

Вариант опыта	Фаза вегетации
	5-6 листьев	8-9 листьев	выметывание
1. Контроль	20,5	46,5	103,4
2. Навоз 30 т/га	24,7	60,5	180,6
3. N 26 P 38 K 38	26,9	67,3	191,4
4. Навоз 30 т/га + N 26 P 38 K 38	31,8	68,6	254,2

Наблюдения за динамикой роста кукурузы показали, что высота растений на удобренных участках значительно превышала аналогичный показатель контрольного варианта во все фазы развития культуры. На этапах формирования 5–6 и 8–9 листьев, выметывания, а также в фазе молочновосковой спелости растения на удобренных вариантах демонстрировали более интенсивный рост по сравнению с контролем.

Наиболее высокие растения были получены при комбинированном внесении навоза (30 т/га) и минеральных удобрений (N26P38K38). Средняя высота растений в этом варианте превышала контроль на 11,3–141,1 см.

Урожайность кукурузы была тесно связана с нормами внесенных удобрений, что представлено в таблице 2.

Таблица 2 - Влияние удобрений на урожайность кукурузы, т/га

Вариант опыта	Урожайность, т/га	Прибавка к контролю, т/га
	2022 г.
1. Контроль	33,4	–
2. Навоз 30 т/га	48,6	15,2
3. N 26 P 38 K 38	42,9	9,5
4. Навоз 30 т/га + N 26 P 38 K 38	51,7	18,3
НСР 05	14,3

Внесение минеральных удобрений N26P38K38 (вариант 3) способствовало увеличению урожайности кукурузы на 15,2 т/га по сравнению с контрольным вариантом (вариант 1). Наивысшая урожайность, равная 51,7 т/га, была достигнута при комбинированном внесении навоза (30 т/га) и минеральных удобрений N26P38K38 (вариант 4).

Уровень органо-минерального питания оказывает значительное влияние на качественные характеристики зерна кукурузы, что представлено в таблице 3.

Таблица 3 - Показатели качества зерна кукурузы (% на абсолютно сухую массу)

Вариант опыта	Сырой белок	Жир
1. Контроль	8,3	4,1
2. Навоз 30 т/га	10,5	4,6
3. N 26 P 38 K 38	11,6	4,8
4. Навоз 30 т/га + N 26 P 38 K 38	12,3	5,1

При внесении навоза в дозе 30 т/га (вариант 2) отмечено увеличение содержания сырого белка в зерне кукурузы в 1,3 раза по сравнению с контрольным вариантом. Комбинированное внесение навоза (30 т/га) и минеральных удобрений (N26P38K38) способствовало дальнейшему увеличению содержания сырого белка, превысив показатели контроля в 1,5 раза.

Содержание жира в зерне кукурузы изменялось незначительно, что указывает на отсутствие существенного влияния удобрений на данный показатель.

Выводы:

• 1.    На темно-серой лесной почве со средним содержанием фосфора и калия в условиях Орловского района Орловской области в 2022 году внесение N26P38K38 (вариант 3) способствовало увеличению урожайности кукурузы на 15,2 т/га по сравнению с контролем (вариант 1). Максимальная урожайность, составившая 51,7 т/га, была получена при внесении навоза в дозе 30 т/га совместно с N26P38K38 (вариант 4).

• 2.    Наибольшая биологическая активность почвы наблюдалась при применении органо-минеральных удобрений (вариант 4).

• 3.    Внесение навоза в дозе 30 т/га (вариант 2) увеличивало содержание сырого белка в зерне кукурузы в 1,3 раза относительно контроля, а комбинированное применение навоза (30 т/га) и N26P38K38 (вариант 4) способствовало увеличению этого показателя в 1,5 раза.