Эффективность удобрений в совместных посевах сои и кукурузы на выщелоченном черноземе Западного Предкавказья
Автор: Тишков Н.М.
Статья в выпуске: 1 (130), 2004 года.
Бесплатный доступ
В стационарном опыте изучено влияние длительного применения удобрений на агрохимические показатели чернозема выщелоченного под совместными посевами сои и кукурузы, урожайность сырой зеленой массы кукурузно-соевой смеси и потребление элементов питания растениями. Показано, что вносимые в севообороте удобрения повышают продуктивность кукурузы, но не влияют на урожайность сои и способствуют снижению доли сои в урожае зеленой массы кукурузно-соевой смеси. Установлено, что максимальное положительное влияние на урожайность зеленой массы оказывает подвижность фосфатов в почве и содержание подвижного фосфора.
Короткий адрес: https://sciup.org/142150669
IDR: 142150669 | УДК: 633.853.52+633.25:631.8
Efficiency of fertilizers in combined fields of soybean and com on leached chernozem of West Precaucasus
The influence of long-term application of fertilizers on agrochemical indexes of chernozem leached by combined soybean and com fields, yield green mass of maize-soy mixture and plants comsumption of elements of nutrition were learned under stationary experiment. It is proved that fertilizers applied into rotation increase productivity of com but don’t influence yield of soybean, and promote the lowering of soybean portion in yield of green mass of com-soybean mixture. It is determined that the lability of phosphates in soil and maintenance of labile phosphorus influence at most and positively the yield of green mass.
Текст научной статьи Эффективность удобрений в совместных посевах сои и кукурузы на выщелоченном черноземе Западного Предкавказья
В связи с дефицитом белка в кормах большое значение имеют совместные посевы сои и кукурузы на зеленый корм или силос, что позволяет значительно увеличить сбор протеина и повысить ценность кормов.
Соя и кукуруза имеют некоторые общие биологические особенности. Так. семена обоих культур прорастают при одинаковой температуре, что позволяет высевать их в один срок. С наступлением у кукурузы молочно-восковой спелости у сои образуются налитые зеленые бобы, поэтому зеленая масса убирается в период максимального накопления питательных веществ обоими культурами.
Влияние удобрений на урожайность кукурузно-соевой смеси изучено недостаточно. Куркаев В.Т. (1972) в своих исследованиях показал, что урожайность в совместных посевах кукурузы и сои увеличивается главным образом от внесения азотных удобрений. В опытах Ружейникова Н.М. (968) в Саратовской области прибавки урожая кукурузно-соевой смеси получены только при внесении под основную обработку почвы полного минерального удобрения в дозе Х6ОРбоКбо, причем в основном за счет роста урожайности кукурузы.
В стационарном полевом опыте ВНИИ масличных культур на выщелоченном черноземе (г. Краснодар) проведены исследования в специализированном зернопропашном севообороте с масличными культурами по изучению влияния минеральных удобрений на продуктивность совместных посевов кукурузы и сои на зеленую массу.
Опыты проводили в 1979-1982 гг. (вторая ротация). Удобрения вносили осенью под зяблевую вспашку. Система основной обработки почвы состояла из двукратного дискового лущения стерни и отвальной вспашки в октябре на глубину 20-22 см. Весной проводили выравнивание зяби и предпосевную культивацию на глубину заделки семян. В 1981 и 1982 гг. применяли почвенный гербицид дуал. Сев проводили в оптимальные сроки сортом кукурузы ВИР-42 и сортом сои Комсомолка широкорядным способом с междурядьями 70 см по схеме: 2 рядка кукурузы и рядок сои (2 : 1). Уход за посевами состоял из 2 междурядных культиваций и при необходимости ручных прополок. К уборке густота стояния растений составляла 45-50 тыс./га кукурузы и 100-120 тыс./га сои. Учет урожая зеленой массы проводили вручную в фазу молочно-восковой спелости у кукурузы в третьей декаде июля-первой декаде августа.
Полученные в первой ротации севооборота (1972-1975 гг.) данные показали, что максимальный урожай зеленой массы кукурузно-соевой смеси обеспечивается внесением под зябь азотно-фосфорного удобрения, а включение калия не оказывает положительного влияния на урожайность (Н.Т. Агаркова, Л.И. Токарева, 1978).
Во второй ротации севооборота водообеспеченность растений кукурузы и сои на примере контрольного (без удобрений) и удобренного (М4оР6о) вариантов характеризовалась следующими показателями (табл. 1,2).
Весенние запасы продуктивной влаги в почве контрольного и удобренного вариантов были весьма близкими по всем горизонтам почвы, но в систематически удобряе- мой почве ее количество было меньше в горизонте 0-100 см на 4,0 мм (2,7 %), 101-200 см - на 7,5 мм (5,5 %), 201-300 см - на 2,5 мм (2,2 %) за счет более высокого потребления влаги предшествующими культурами севооборота.
Таблица I. Запасы продуктивной влаги в почве под совместными посеваліи кукурузы и сои (мм)
|
ВНИИМК, в среднем за 1979-1982 и. |
||||||
|
Слой ПОЧВЫ, см |
Исходные запасы (перед севом) |
Остаточные запасы (перед уборкой) |
Использование почвенных запасов влаги за вегетацию, % |
|||
|
контроль - без удобрений |
І^адРбО |
контроль - без удобрений |
К«>РбО |
контроль -- без удобрений |
^40^ һО |
|
|
0-100 |
147.0 |
143.0 |
79,8 |
61,2 |
45.7 |
57.2 |
|
101-200 |
136.4 |
128,9 |
117,1 |
91.9 |
14,2 |
28,7 |
|
201-300 |
1 11.8 |
109,3 |
111,0 |
104,4 |
0,7 |
4,5 |
Полученные данные показывают, что совместные посевы кукурузы и сои используют влагу преимущественно из слоя 0-100 см (на 45,7 % в контроле и 57,2 % при внесении удобрений), в то время как из второго метра почвенного профиля потребление влаги посевами составило соответственно 14,2 и 28,7 %. Влага третьего метра растениями практически не использовалась. Так же как и под предшествующими культурами севооборота, под кукурузно-соевой смесью в конце вегетации прослеживаются меньшие запасы влаги в удобренном варианте по сравнению с контролем.
Удобренные совместные посевы кукурузы и сои на формирование урожая зеленой массы израсходовали больше воды, чем неудобренные, но коэффициент водопотреб-ления при использовании удобрений был немного меньшим (табл. 2)
Таблица 2. Водопотреблепие совместными посеваліи кукурузы и сои (слой почвы 0-100 см)
В11ИИМК. в среднем за 1979-1982 гг.
|
Вариант опыта |
Суммарный расход воды, м7га |
Урожайность зеленой массы, т/га |
Коэффициент водопотребления. м’/т зеленой массы |
|
Контроль - без удобрений |
2025,0 |
25.6 |
79,1 |
|
^40^60 |
2171,0 |
27.8 |
78.1 |
За вегетационный период удобренные растения кукурузы и сои на образование урожая зеленой массы израсходовали воды на 146 м'7га (7,2 %) больше, чем неудобренные, но их урожайность была на 2,2 т/га (8,6 %) выше и коэффициент водопотрсбления уменьшился на 1,0 м' воды на тонну зеленой массы, или на 1,3 %. Это свидетельствует о более продуктивном использовании влаги растениями на фоне удобрения.
За две ротации севооборота произошли существенные изменения в агрохимических свойствах чернозема выщелоченного под совместными посевами кукурузы и сои (табл. 3).
В сравнении с исходными показателями, в среднем по четырем полям за 19791982 гг. отмечено значительное подкисление почвы, снижение суммы обменных оснований и степени насыщенности почвы основаниями, содержания гумуса и обменного калия. но вследствие применения минеральных и органических удобрений возросли запасы подвижного фосфора и подвижность фосфатов.
Содержание гумуса уменьшилось в пахотном слое почвы с 4,07 до 3,50-3,64 %, в подпахотном (21-40 см) - с 3,95 до 3,27-3,42 % и в горизонте 41-60 см - с 3,71 до 3,033.13 %.
Таблица 3. Агрохимические свойства чернозема выщелоченного под совместными посевами кукурузы и сои при длительном применении удобрений
13НИИМК, в среднем за 1979-1982 гг.
|
Внесено удобрений за 15 лет |
Слой почвы, см |
__Соде гумус. % |
ржание Р2О< I к2о мг/100 г |
Подвижность фосфатов, мг/л |
рЧкс: |
Hr i S мг-экв. на 100 г почвы |
|
|
Исходные показатели (в ср. за 19641967 гг) Контроль -без удобрений Мб?оР5мКв0 КІ94ОГ8іоКі2О т 20 т/га навоза N1340P :ЮоК|2О N|43()P |4«jK|050 Кисло |
0-20 4,07 18,2 30,6 0,075 21-40 3,95 16,8 31.4 0,058 41-60 3,71 14,0 30,9 0,068 0-20 3,54 20,4 27.5 0,154 21-40 3,31 16,2 27,1 0.123 41-60 3,12 14.6 25.0 0.090 0-20 3,56 22.2 27.1 0,169 21-40 3,32 17,4 25,4 0.133 41-60 3,10 15,8 25,2 0.100 0-20 3,50 23,0 28,9 0.189 21-40 3,27 18,0 26,2 0.152 41-60 3,1.3 15,8 26,0 0,130 0-20 3,52 24,9 28,3 0,213 21-40 3.34 18.4 26,9 0,143 41-60 3.12 15,7 26,2 0,120 0-20 3.64 24,6 31,5 0,222 21-40 3,42 18,5 27,1 0,141 41-60 3.03 14.3 26,5 0,113 гность почвы наиболее сильно изменилась |
5,0 5.4 27.1
в пахотном горизонте |
88.2 90,3 92.5 86.9 90.2 92.6 85.0 90,1 93,3 84.5 88.6 92.4 85.3 87.8 92.8 83,2 88.4 92.4 . Так, |
||||
рНка с 6,2 снизился до 5,0-5,3 единиц, гидролитическая кислотность (Нг) увеличилась с 4,4 до 4,9-5,4 мг-экв. на 100 г почвы, сумма обменных оснований (S) уменьшилась с 32,9
до 27,1-27,9 мг-экв. на 100 г, а степень насыщенности почвы основаниями (V) - с 88,2 до 83,2-85,0 %.
Содержание подвижного фосфора (по Чирикову) значительно возросло при внесении удобрений также в пахотном слое почвы - с 18,2 до 22,2-24,9 мг на 100 г, или на 22,0-36,8 %, в то время как в подпахотном - на 3,6-10,1 % и в слое 41-60 см - на 2,112,8 %. Чем выше была норма фосфорного удобрения, тем значительнее повышалось содержание подвижного фосфора.
Вносимые удобрения и выращиваемые в севообороте культуры способствовали резкому увеличению подвижности фосфатов (в 0,03 н. вытяжке K2SO4) по сравнению с началом исследований в стационарном опыте: в 2.2-3 раза в пахотном горизонте, в 2,1-2,6 раза в подпахотном и в 1,3-1,9 раза в слое 41-60 см.
Содержание обменного калия (по Масловой) в сравнении с исходными данными стало выше (на 0,9 мг на 100 г почвы) только в пахотном слое при систематическом внесении в севообороте полного минерального удобрения в среднем на гектар севооборотной площади по N95P99K70 ежегодно. В более нижних горизонтах его количество уменьшилось: на 4,3-6,0 мг на 100 г (13,7-19,1 %) в слое 21-40 см и на 4,4-5,9 мг на 100 г (14,2-19,1 %) в слое 41-60 см.
За вторую ротацию, в сравнении с первой ротацией, вследствие минерализации гумуса, растительных остатков и внесения удобрений в изучаемом слое почвы (0-60 см) выросло содержание нитратного азота не только в удобренной почве, но и в почве контрольного варианта (табл. 4).
Таблица 4. Содержание нитратного азота (N-NO3) в почве весной под совместными посевами кукурузы и сои при длительном применении удобрений
|
• ВНИИМК, 1972-1982 гг. |
|||||
|
Внесено удобрений за вторую ротацию |
Слой |
Содержание N-NO3. мг/кг |
Увеличение во второй ротации к первой на |
||
|
СМ |
в 1-ой ротации (в среднем за 1972-1975 п.) |
во 2-ой рот ации (в среднем за 1979-1982 г г.) |
мг/кг |
% |
|
|
0-20 |
12,1 |
21.9 |
9.8 |
81,0 |
|
|
Контроль - |
0-40 |
12,6 |
19,7 |
7.1 |
56.3 |
|
без удобрений |
0-60 |
11,8 |
18.2 |
6.4 |
54.2 |
|
0-20 |
17,3 |
26.2 |
8.9 |
51.4 |
|
|
^510^ 420^60 |
0-40 |
17,8 |
22,8 |
5.0 |
28.1 |
|
0-60 |
16,9 |
21,2 |
4.3 |
25.4 |
|
|
0-20 |
17,4 |
31.4 |
14.0 |
80.4 |
|
|
S'kW МоК|Д 1 20 т'га навоза |
0-40 |
21.2 |
25.6 |
4.4 |
20.8 |
|
0-60 |
20.5 |
21,8 |
1.3 |
6.3 |
|
|
0-20 |
20.7 |
30.9 |
10.2 |
49.3 |
|
|
Х'б7р7:і:КІ7о |
0-40 |
20.4 |
26.1 |
5.7 |
27.9 |
|
0-60 |
19.7 |
24,1 |
4.4 |
22,3 |
|
|
0-20 |
21.8 |
35.9 |
14.1 |
64.7 |
|
|
^S'y^SC) К-600 |
0-40 |
21,7 |
28.6 |
6.9 |
31.8 |
|
0-60 |
20.4 |
24.2 |
3.8 |
18.6 |
|
Весной перед севом кукурузы и сои запасы нитратного азота во второй ротации севооборота увеличились по сравнению с первой ротацией в пахотном слое почвы в контрольном варианте на 81,0 %, при внесении средней нормы минерального удобрения (N5ioP42oK.6c> за 8 лет) - на 51,4 %, высоких норм (N76OP72oKggp и М820Р78|)К60о за 8 лет) - на 49,3 и 64,7 %. а при использовании органоминеральной системы удобрения (в среднем ежегодно 2,5 т/га навоза в сочетании с N79P68KS) - на 80,4 %. В слое 0-40 см количество нитратов возросло на 56,3 % в контроле и на 20,8-31,8 % при внесении удобрений, а в горизонте 0-60 см соответственно на 54,2 и 6,3-25,4 %.
Удобрения, вносимые в севообороте и непосредственно под совместные посевы кукурузы и сои, способствовали росту урожайности сырой зеленой массы на 1.3-3,2 т/га. или на 5.1-12.5 % (табл. 5).
Таблица 5. Влияние удобрения на урожайность сырой зеленой массы кукурузно-соевой смеси
__________ ВНИИМК, 1979-1982 I г.
|
Внесено с удобрениями |
Урожайность зеленой массы, г/га. но юдам |
Прибавка урожая |
||||||
|
за вторую ротацию |
в т. ч. под совместные посевы кукурузы и сои |
1979 |
1980 |
1981 |
1982 |
среднее за 4 года |
т/га |
°» |
|
КонтрМь - без удобрений |
24.2 |
18.6 |
23.5 |
36.0 |
25,6 |
0 |
0 |
|
|
'ЖеР42рК№ |
Последействие М-хА® |
25.4 |
19.5 |
23.8 |
39.0 |
26,9 |
1.3 |
5.1 |
|
N63i;P54oKi:c + 20 т/га навоза |
Последействие N(20?« |
23,8 |
19,6 |
27.0 |
37.6 |
27.0 |
1.4 |
5.5 |
|
N^P^K;.,, |
N^OTeo |
26.3 |
19.4 |
25 2 |
40,4 |
27.8 |
2.2 |
8.6 |
|
NfeP-soKooe |
^*40^ 60^,0 |
28.0 |
20.2 |
25,7 |
41,2 |
28,8 |
3.2 |
12.5 |
|
Н(Ш |
1.8 |
2.2 |
14 |
4.0 |
1.8 |
|||
В среднем за 4 года (1979-1982 гг.) существенные прибавки урожая зеленой массы кукурузно-соевой смеси (2,2-3,2 т/га) по сравнению с контролем получены только при прямом внесении под эти культуры азотно-фосфорного (N4OP6o) или полного, минерального удобрения (М4ОР6ОК6о)- При использовании последействия внесенных под предшественник озимую пшеницу МадРб0 и Nj^Pqo урожайность зеленой массы возрастала на 1,31,4 Т; I а
В то же время не установлено существенного роста урожайности сырой зеленой массы от прямого внесения удобрений по сравнению с вариантом их последействия (НСРО5=1,8 т/га) при сложившихся агрохимических показателях почвы (см. табл. 3).
Математическая обработка полученных результатов методом множественного пошагового регрессионного и дисперсионного анализа зависимости урожайности зеленой массы кукурузно-соевой смеси от агрохимических показателей пахотного слоя выщелоченного чернозема показала, что урожайность определялась главным образом содержанием подвижных фосфатов и степенью их подвижности (табл. 6). Доля влияния подвижности фосфатов (31,59 %) превышала в 1,7 раза долю влияния содержания подвижного фосфора (18,44 %). При тех величинах содержания обменного калия и нитратного азота в пахотном слое почвы весной, установленных в опытах, их действие носило отрицательный характер, а доли участия составили соответственно 16.95 и 8.72 %.
Таблица 6. Регрессионная зависимость урожайности сырой зеленой массы кукурузно-соевой смеси (У) от агрохимических показателей пахотного слоя чернозема выщелоченного
|
ВНИИМК. 1979-1982 гг. |
||
|
Показатели |
1 Значения показателей |
|
|
Множественный коэффициент корреляции |
0,958 |
|
|
Коэффициент детерминации |
0.918 |
|
|
X, - годы исследований |
0.50 |
|
|
Х2- содержание гумуса, % |
12.34 |
|
|
Коэффициент |
Х3 - содержание нитратов, мг/кг |
-0.12 |
|
регрессии |
Х4 - содержание подвижною фосфора, мг/100 г |
0,61 |
|
Х5 -подвижность фосфатов, мг/л |
34,65 |
|
|
Х6 - содержание обменного калия, мг/100 г |
- 0,65 |
|
|
Свободный член уравнения |
- 15.83 |
|
|
X, -годы исследований |
5,18 |
|
|
Доля |
Х2 - содержание гумуса, % |
10,82 |
|
X, — содержание нитратов, мг/кг |
8.72 |
|
|
ВЛИЯНИЯ. % |
Х4 - содержание подвижного фосфора, мг/100 г |
18,44 |
|
Х5 -подвижность фосфатов, мг/л |
31.59 |
|
|
Х6 - содержание обменного калия, мг/100 г |
16.95 |
|
У = - 15,83 + 0,50Х| + 12,34Х2 - 0,12Х3 + 0,61Х4 + 34.65Х; - 0,65Х6
Компоненты кукурузно-соевой смеси по-разному реагировали на удобрение и уровень плодородия выщелоченного чернозема (табл. 7).
Если урожайность сырой зеленой массы кукурузы возрастала от прямого действия удобрения на 2,3-3,2 т/га (11,4-15,9 %) и от последействия удобрений на 1,5-1,7 т/га (7,5-8,4 %), то урожайность сои при внесении удобрений даже снижалась на 0,1-0,3 т/га. Полученные данные показывают, что при систематическом внесении удобрений в севообороте рост урожайности сырой зеленой массы кукурузно-соевой смеси происходит за счет кукурузного компонента.
Таблица 7. Урожайность сырой массы кукурузы и сои в зависимости от удобрения
|
ВНИИМК, в среднем за 1979-1982 гг. |
|
|
Внесено под совместные посевы |
Урожа йност ь, т/га | Доля сои в урожае сырой |
|
__ кукурузы и сои ____________ |
кукурузы | сои (__зеленой ма ссы, % _____ |
|
Контроль - без удобрений 1 Іослсдействис N90P6!) I Іоследсйствие N (20Р»п ХДаРбО Х^РбоКд |
20,1 5,5 21.5 21,6 5,3 19.7 21,8 5.2 19,2 22,4 5,4 19.4 23,3 5.5 19,1 |
Доля сои в урожае сырой зеленой массы кукурузно-соевой смеси при внесении удобрений снижалась с 21,5 до 19,1-19,7 % и соотношение кукурузы к сое составило в контроле 3,6 : 1, при использовании удобрений - 4,1-4,2 : 1.
С внесением удобрений возрастает вынос элементов питания с урожаем зеленой массы кукурузно-соевой смеси и расход азота и калия на образование тонны продукции (табл. 8).
Таблица 8. Вынос и расход азота, фосфора и калия в зависимости от удобрения совместных посевов кукурузы и сои
ВНИИМК, в среднем за 1979-1982 і г.
|
Внесено иод совместные посевы кукурузы и сои |
Вынос с урожаем геленой массы, кг/га |
Расход на образование тонны зеленой массы, кг |
||||
|
азота |
[ фосфора | |
калия |
азота 1 фосфора | |
калия |
||
|
Кон гроль - без удобрений |
81,9 |
29,5 |
127.0 |
3.2 |
1.2 |
5.0 |
|
Последействие ХУ>Р« |
85,5 |
30,6 |
146,9 |
3.2 |
1.1 |
5.5 |
|
Последействие NiioPw |
97.8 |
32,6 |
155.3 |
3.6 |
1,2 |
5.8 |
|
ХдпРбО |
95.4 |
31,7 |
156.0 |
3,4 |
1.1 |
5.6 |
|
^40^ 60^60 |
102.4 |
34,0 |
161,0 |
3.6 |
1.2 |
5.6 |
От внесенных в севообороте удобрений возрастал вынос с урожаем сырой массы азота на 4,4-25.0 %, фосфора на 3,7-15.2 % и калия на 15,7-26.8 %. Максимальным вынос этих элементов питания отмечен в варианте с систематическим внесением под все культуры севооборота полного минерального удобрения.
На образование тонны зеленой массы кукурузно-соевой смеси от использования удобрений вырос расход калия на 10,0-16,0 % и азота на 6.2-12,5 %. Расход же фосфора по всем вариантам опыта был близким и составил 1.1-1.2 кг/т.
По полученным в опытах данным, потребление элементов питания совместными посевами кукурузы и сои в среднем за 1979-1982 гг. выражается соотношением N : Р : К -2.9 : 1 : 4.7.
Выводы
-
1. Совместные посевы кукурузы и сои используют влагу на 45,7-57,2 % из горизонта 0-100 см и на 14,2-28,7 % из слоя 101-200 см. За вегетационный период удобренные посевы расходуют воды на 7,2 % больше, чем неудобренные, но коэффициент водопотребления при использовании удобрений снижается на 1,3 %.
-
2. По сравнению с исходными показателями, во второй ротации под совместными посевами кукурузы и сои отмечено подкисление выщелоченного чернозема, снижение суммы обменных оснований, степени насыщенности почвы основаниями, содержания гумуса и обменного калия, но вследствие длительного применения минеральных и орга-
- нических удобрений возросли запасы подвижного фосфора и подвижность фосфатов.
-
3. По сравнению с первой ротацией, за вторую ротацию в слое 0-60 см увеличилось содержание нитратного азота при использовании минеральных систем удобрения на 18,6-25,4 %, а органоминеральной системы - на 6,3 %.
-
4. Урожайность сырой зеленой массы кукурузно-соевой смеси возрастает от Последействия внесенных под предшественник озимую пшеницу N9OP6o и Nl2OP9o на 5,15,5 %, а от прямого действия азотно-фосфорного (N40Pm) или полного минерального удобрения (N40P6()K60) соответственно на 8,6 и 12,5 %.
-
5. Из агрохимических показателей максимальное положительное влияние на урожайность зеленой массы кукурузно-соевой смеси оказали подвижность фосфатов (31,59 %) и содержание подвижного фосфора (18,44 %).
-
6. Урожайность зеленой массы кукурузно-соевой смеси повышалась при использовании удобрений за счет роста урожайности кукурузы на 11,4-15,9 % от прямого внесения и на 7,5-8,4 % от их последействия. Урожайность сои от внесения удобрений даже снижалась на 1,8-5,4 %.
-
7. При внесении удобрений возрастал вынос с урожаем зеленой массы кукурузы и сои азота на 4,4-25,0 %, фосфора на 3,7-15,2 % и калия на 15,7-26,8 %. При этом увеличился расход на образование тонны зеленой массы калия на 10,0-16,0 % и азота на 6,212,5 % при одинаковом с контролем расходе фосфора.
