Научные статьи \ Прикладные науки. Медицина. Технология \ Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство \ Садоводство в целом \ Полеводство. Полевые культуры и их производство

Эффективность удобрений в совместных посевах сои и кукурузы на выщелоченном черноземе Западного Предкавказья

Автор: Тишков Н.М.

Журнал: Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур @vniimk

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

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, %
Слой ПОЧВЫ, см	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

6.2 4.4 32.9
6.2 3.6 33.7
6.2 2,8 34,8
5,2 4,3 28.4
5,5 3,2 29.9
5,7 2.5 31.8
5,3 4.9 27.9
5,6 3.3 30.2
5.7 2,3 31,3
5.2 5.0 27.3
5,4 3.7 28.9
5,6 2.5 30.4
5.2 4,7 27.4
5.4 4.0 29,0
5.7 2,6 30.6

5,0 5.4 27.1

5.4 3,8 28,8
5,6 2.5 30.4

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
Внесено удобрений за вторую ротацию	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
S'kW МоК\|Д ¹ 20 т'га навоза	0-60	20.5	21,8	1.3	6.3
	0-20	20.7	30.9	10.2	49.3
Х'б₇р7:і:К_І7о	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 (N_5ioP42oK.6c> за 8 лет) - на 51,4 %, высоких норм (N_76OP₇2oKggp и М₈₂₀Р_78|)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 N₇9P₆₈K_S) - 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
'Ж_еР₄2рК_№	Последействие М-хА®	25.4	19.5	23.8	39.0	26,9	1.3	5.1
N_63i;P₅4oK_i: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
Доля	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 N₉₀P_6!) 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
Внесено иод совместные посевы кукурузы и сои	азота	[ фосфора \|	калия	азота 1 фосфора \|		калия
Кон гроль - без удобрений	81,9	29,5	127.0	3.2	1.2	5.0
Последействие Х_У>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 N_9OP6o и N_l2OP9o 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.