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
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.
