Эффективность севооборота при применении органоминеральных удобрений

По опытным данным установлено практически одинаковое действие фосфоритной муки в сравнении с суперфосфатом на урожай зерновых культур при ее основном внесении, учтено ее длительное последействие на последующих культурах и рекомендовано внесение ее в запас на ротацию севооборота в качестве постоянного приема в системе удобрения [1-5]. Однако несбалансированное одностороннее применение и низкая оплата урожаем зерна фосфорных удобрений в трехпольном севообороте предопределили необходимость использования азотно-калийных удобрений с целью усиления фосфатного питания растений.

Цель исследования - изучить влияния ежегодного и запасного внесения суперфосфата и фосфоритной муки, внесенных на фоне N60К60 и по фону с навозом и N60К60, на урожай культур и изменения в содержании подвижного фосфора в почве за две ротации севооборота.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводили в 2006 - 2013 гг. на поле Ф1 стационарного полевого опыта. Опыт был заложен в 1899 году в шестипольном клеверном севообороте, где на каждом поле изучалось влияние агротехнических приемов (сроков и способов сева, норм высева семян, глубины обработки почвы, приемов ухода за посевами) на урожай культур и агрофизические свойства почвы на фоне чистого и удобренного 36 т/га навозом пара. В 1912 году А. Н. Лебедянцевым шестипольный севооборот был разделен на навозное и фосфатное трехполье [6]. Опыт «Обогащение почвы фосфатами» был развернут на 4, 5, 6 полях севооборота, где суперфосфат (Рс145) и фосфоритная мука (Рф1135) кг/га Р2О5 вносились ежегодно и с различной периодичностью (Рс345, Рф3135,Рф6135) в соответствующие ротации трехпольного севооборота отдельно и по навозу. С 1949 по 2005 годы в опытах изучалось последействие удобрений. С 2006 года перешли к территориально развернутому на четырех полях (Ф1, Ф2, Ф3, Ф4) севообороту – чистый пар, озимые, кукуруза на силос, яровые. На каждом последовательно введенном поле суперфосфат и фосфоритная мука (Рсд90 и Рф90) вносились ежегодно и в запас (Рсд270 и Рф270) на фоне Nаа60Кх60 и по навозу с Nаа60Кх60 на тех же делянках, где они вносились с 1913 по 1949 гг. Доза навозного удобрения, вносимого в пару, - 24 т/га. Общая площадь контрольной делянки и с отдельным внесением фосфорных удобрений - 144 м2, на фоне навоза - 288 м2. Повторность опыта 2 - х кратная. Возделывали сорта: озимой ржи Орловский малыш, озимой пшеницы Немчиновская 57, яровой пшеницы Дарья, гибрид кукурузы Краснодарский 194 МВ. Почва - агрочернозем, глинисто -иллювиальный, типичный, тяжелосуглинистый, насыщенный, среднемощный на лессовидных суглинках. По общепринятым методикам [7] в почвенных образцах определяли: содержание гумуса по Тюрину; подвижный фосфор и калий - по Чирикову; кальций и магний комплексометрически с использованием трилона Б; рН солевой – потенциометрически; гидролитическую кислотность - по Каппену. Основные экспериментальные результаты были обработаны с использованием метода дисперсионного анализа по Доспехову [8].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Метеорологические условия за период проведения исследований существенно влияли на рост и развитие растений, урожай культур. В 2007 году погодные условия для перезимовки озимых складывались благоприятно, повреждений и изреженности растений озимой ржи не наблюдалось. Выпавшие осадки в июне, июле способствовали формированию урожая озимой ржи 3-5 т/га. 2008 год характеризовался условиями засухи, с максимальной температурой 35 - 360С в августе и неблагоприятными условиями для роста кукурузы. 2009 год по количеству выпавших осадков в течение вегетационного периода был благоприятным для роста и развития растений яровой пшеницы. В 2011 году недостаток влаги во 2 и 3-ей декаде мая (12,2 мм.) и в 1и 2-ой декаде июня (9,7 мм.), высокие среднесуточные температуры воздуха (в мае - на 4,6 0С, в июне – на 2,6 0С выше среднемноголетних норм) отрицательно сказались на росте и развитии растений озимой пшеницы. 2012 год характеризовался преимущественно теплой погодой. Среднегодовая температура воздуха была на 1,5 0С выше среднемноголетней. Осадков выпало 720 мм, что благоприятно влияло на рост растений кукурузы. В 2013 году в мае среднесуточная температура воздуха была выше на 70 С, количество осадков составило 23% среднемноголетней нормы. С 4 по 25 июня отмечалось отсутствие осадков. В июне и июле среднесуточные температуры воздуха были выше, на 30С и 0,20С, количество осадков составило в июне 51%, в июле 69% среднемноголетней нормы. Недостаток влаги при высоких среднесуточных температурах оказали неблагоприятное влияние на рост и развитие растений и на их продуктивность.

Навоз, внесенный в дозе 24 т/га в чистом пару, оказывал существенное влияние на урожай всех культур севооборота, табл. 1.

Прибавки урожая зерна озимой ржи, озимой и яровой пшеницы, зеленой массы кукурузы по отношению к контролю по ротациям севооборота соответственно составили: в первой - 1,29, 0,25, 26,4 т/га, во второй - 1,56, 0,33, 20,4 т/га. Азотно-калийные удобрения (N60К60) оказались менее эффективными, чем навоз. В первой ротации получены 0,83 и 23,4 т/га прибавки урожая зерна озимой ржи и зеленой массы кукурузы. Во второй ротации прибавки зеленой массы кукурузы и зерна яровой пшеницы составили 22,8, 0,30 т/га. Не установлено существенных различий в первой ротации севооборота по N60К60 и по фону навоза в сочетании с N60К60 в прибавках урожая зерна озимой ржи между ежегодным и запасным применением суперфосфата. По отношению к контролю соответственно получены - 0,96 и 0,92 и 1,90 и 1,77 т/га прибавки урожая зерна озимой ржи.

Таблица 1 ‒ Влияние удобрений на урожайность культур севооборота, т/га

Вариант	I ротация (2007-2009 гг.)				II ротация (2011-2013 гг.)				Среднее, за 2 ротации, т. з. ед. га
	з л' £ § g Q. 2 га 5 5 о X 0D СО О О q О. О	СО о о О) X Т-ro’i X ГО Q. £ го §;§ X о hi 05 О. hi	05 zr X | в; С СК 505 о О. СК	2 S го Е S3 05 . со со е н ф со	S к X 05 ф =1 ° 00 с О !! О ф О X	СО О) S т- ГО Q. £го X о bi 05 hi	05 zr ф £ гой ф *-L о СК	2 го Е as 05 . со со е н ф со
Контроль	3,50	42,7	2,00	12,7	2,50	34,4	1,84	10,3	11,5
N60К60	4,33	66,1	2,15	17,7	2,52	57,2	2,14	14,4	16,0
N60Рс90К60	4,46	67,3	2,15	18,1	2,59	61,9	2,19	15,3	16,6
N60Рс270К60	4,42	67,9	2,20	18,2	2,92	62,8	2,21	15,8	16,9
N60Рф90К60	4,79	68,2	2,05	18,4	2,81	59,1	2,18	15,0	16,7
N60Рф270К60	4,52	67,1	2,05	17,9	2,67	58,6	2,17	14,8	16,4
Навоз 24 т/га - Н4	4,79	69,1	2,25	18,8	4,06	54,8	2,17	15,5	17,2
N60К60 +Н4	4,82	71,7	2,20	19,2	4,07	63,7	2,16	17,0	18,1
N60Рс90К60 +Н4	5,40	73,9	2,25	20,2	4,32	68,5	2,25	18,2	19,2
N60Рс270К60+Н4	5,27	73,7	2,24	20,0	4,19	70,4	2,27	18,4	19,2
N60Рф90К60 +Н4	5,24	72,9	2,25	19,9	4,02	64,4	2,18	17,1	18,5
N60Рф270К60 +Н4	4,97	72,7	2,24	19,6	4,07	64,5	2,19	17,2	18,4
НСР 05	0,23	4,7	0,17	-	0,24	5,6	0,26	-	-

Из 97 опытов, проведенных на Шатиловской опытной станции в 1920 - 1930 гг., фосфоритная мука при внесении 90 кг/га Р 2 О 5 обеспечила прибавку урожая зерна озимой ржи 0,5 - 0,7 т/га [ 9 ] . Между ежегодным и запасным способами внесения фосфоритной муки по N60К60 и навозу в сочетании с N60К60 к контролю получены существенные различия в прибавках урожая озимой ржи. По фону N60К60 преимущество было за ежегодным ее внесением, по навозному фону с N60К60 – запасное, прибавки урожая зерна соответственно составили 1,29 и 1,47 т/га. Из сравниваемых способов внесения форм фосфорных удобрений во второй ротации севооборота установлены существенные различия в прибавках урожая зерна озимой пшеницы от запасного внесения суперфосфата. По фону N60К60 в сравнении с ежегодным запасное внесение суперфосфата способствовало получению - 0,73 т/га прибавки урожая зерна. В первой и во второй ротациях севооборота не найдено существенных различий в прибавках урожая зеленой массы кукурузы и зерна яровой пшеницы от способов внесения форм фосфорных удобрений. Во второй ротации севооборота установлено преимущество запасного внесения суперфосфата в сравнении с ежегодным по навозному фону с N60К60, прибавка урожая зеленой массы кукурузы составила 8,1 т/га.

В целом за две ротации севооборота навоз, внесенный в дозе 24 т/га, обеспечил более высокую - 17,2 т. з. е./га продуктивность севооборота, в сравнении с азотно-калийными (N60К60) - 16,0 т. з. е./га и 16,4 - 16,9 т. з. е./га фосфорными удобрениями. Наибольшая продуктивность - 19,2 т. з. е./га была получена в вариантах ежегодного и запасного внесения суперфосфата по N60К60 и навозу.

В первой и во второй ротациях севооборота фосфоритная мука, внесенная ежегодно и в запас по N60К60 не уступала по эффективности суперфосфату и за две ротации от ежегодного и запасного ее внесения получена практически одинаковая 18,4 и 17,9 15,0 и 14,8 продуктивность культур. По фону навоза в сочетании с N60К60 в среднем за две ротации севооборота прибавки урожая от внесения фосфоритной муки были несколько меньше на 14 -14,2 % в сравнении с ежегодным и запасным внесением суперфосфата.

Внесение фосфорных удобрений увеличивало содержание подвижного фосфора в пахотном (0-20 см) слое почвы, табл. 2.

Таблица 2 ‒ Содержание подвижного фосфора в почве(0-20 см), мг/кг

Вариант	До внесения удобрений, 2006 г	2007 г.	2008 г.	2009 г.	2011 г.	2012 г.	2013 г.	Среднее за 2 ротации
Контроль	27,9	28,1	28,8	29,3	30,2	29,5	29,8	29,3
N60К60	28,5	27,5	28,9	27,6	30,5	29,3	28,3	28,7
N60Рс90К60	26,1	36,5	35,2	34,9	36,5	38,2	37,9	36,5
N60Рс270К60	29,9	35,5	35,9	35,7	42,5	39,9	40,7	38,4
N60Рф90К60	25,8	31,9	30,4	30,9	32,9	32,4	31,3	31,6
N60Рф270К60	29,0	34,8	34,7	34,1	34,7	35,7	35,1	34,9
Навоз 24 т/га - Н4	29,5	32,9	31,6	30,0	32,3	33,1	30,0	31,7
N60К60 +Н4	30,9	31,7	30,9	30,7	31,4	31,9	31,4	31,3
N60Рс90К60 +Н4	33,0	39,1	40,9	41,2	41,1	41,9	42,2	41,1
N60Рс270К60+Н4	30,6	43,4	40,9	39,5	44,1	43,6	42,9	42,4
N60Рф90К60 +Н4	32,1	37,8	38,9	38,9	38,9	39,8	39,9	39,0
N60Рф270К60 +Н4	32,7	39,2	39,9	39,5	39,9	40,2	39,8	39,7

В среднем за две ротации содержание подвижного фосфора в пахотном слое под влиянием ежегодного внесения суперфосфата на фоне N60К60 по сравнению с исходным возросло на 10,4 мг/кг. Под влиянием запасного применения суперфосфата Рс 270 на фоне N60К60 содержание подвижного фосфора увеличилось, на 8,5 мг/кг. Фосфоритная мука, при ежегодном и запасном внесении, в сравнении с суперфосфатом по фону N60К60, была менее эффективна, содержание в пахотном слое подвижного фосфора возросло на 5,8 и 5,9 мг/кг. По навозному фону с N60К60 суперфосфат, внесенный в запас на ротацию севооборота, способствовал наибольшему - 11,8 мг/кг - увеличению содержания в почве подвижного фосфора. В вариантах ежегодного и запасного внесения фосфоритной муки по N60К60 содержание подвижного фосфора увеличилось на 6,9 и 7,0 мг/кг. При внесении суперфосфата в запас (Р270 по фону N60К60 и по навозу с N60К60), содержание подвижного фосфора в почве в 2011 году увеличилось на 12,6 и 13,5 мг/кг. Далее в 2012 и 2013 гг. отмечалось постепенное его снижение до 10,8 и 12,3 мг/кг.

Баланс фосфора в контроле и по вариантам опыта с внесением навоза и N60К60 отрицательный, табл. 3.

Для увеличения содержания фосфора в почве на 1 мг/ 100 г расходовалось соответственно - 116 - 234 кг/га Р 2 O 5 сверх выноса урожаем. Затраты удобрений на увеличение содержания подвижного фосфора на 1 мг/кг в пахотном слое почвы в вариантах ежегодного и запасного применения суперфосфата по фону N60К60 составили соответственно 116 и 137 кг/га. По сравнению с суперфосфатом для повышения содержания подвижного фосфора на 1 мг/100 г в пахотном слое почвы на 1 мг Р 2 0 5 в 100 г затрачивалось больше фосфора - 205 и 206 и 233 и 234 кг/га в вариантах ежегодного и запасного внесения фосфоритной муки. Из сравниваемых способов внесения суперфосфата установлено преимущество запасного внесения суперфосфата Рс270 по N60К60 и навозу с низкими затратами - 130 кг/га на увеличение содержания подвижного фосфора на 1 мг/100 г в пахотном слое почвы. В среднем за две ротации севооборота внесение фосфорных удобрений оказалось достаточным для обеспечения положительного - 117-164 кг/га - баланса фосфора.

Таблица 3 ‒ Изменения в содержании подвижного фосфора в среднем за две ротации севооборота

Вариант	Р 2 О 5 , кг/га			Увеличение в содержании Р 2 О 5, мг/кг	Затраты P 2 O 5 на увеличение содержания подвижного фосфора в почве на 1 мг/100 г, кг/га
	внесено	вынос	баланс
Контроль	-	108	-108	-	-
N60К60	-	144	-144	-	-
N60Рс90К60	270	149	120	10,4	116
N60Рс270К60	270	152	117	8,5	137
N60Рф90К60	270	151	119	5,8	205
N60Рф270К60	270	147	122	5,9	206
Навоз 24 т/га - Н4	60	158	-98	-	-
N60К60 +Н4	60	165	-105	-	-
N60Рс90К60 +Н4	330	175	154	8,1	190
N60Рс270К60+Н4	330	175	154	11,8	130
N60Рф90К60 +Н4	330	169	161	6,9	233
N60Рф270К60 +Н4	330	165	164	7,0	234

При ежегодном и запасном способах внесения суперфосфата с дополнительным применением N60К60 и N60К60 с навозом был соответственно обеспечен положительный баланс фосфора – 116 ,131 и 190, 130 кг/га, интенсивность которого составила 177 и 188%.

ВЫВОДЫ

Внесение на ротацию севооборота 24 т/га навоза способствовало повышению продуктивности севооборота до 17,2 т. з. е./га и получению по первой и второй ротациям севооборота прибавок урожая зерна озимой ржи, озимой и яровой пшеницы, зеленой массы кукурузы 1,29, 0,25, 26,4 т/га и - 1,56, 0,33, 20,4 т/га.

Из сравниваемых форм фосфорных удобрений суперфосфат при запасном его внесении в сочетании с навозом по N60К60 обеспечил наибольшую –19,2 т. з. е./га -продуктивность культур за две ротации севооборота, повышал содержание подвижного фосфора в пахотном слое на 11,8 мг/кг, при низких - 130 кг/га - затратах на увеличение содержания подвижного фосфора на 1 мг/100 г в пахотном слое почвы.

Фосфоритная мука, внесенная ежегодно и в запас по азотно-калийному фону, обеспечила практически одинаковую - 16,7 и 16,4 т. з. е./га - с суперфосфатом продуктивность культур за две ротации севооборота.