Продуктивность севооборотов в зависимости от системы внесения минеральных удобрений
Автор: Семешкина П.С., Мазуров В.Н., Бурлуцкий В.А., Стятюгина Н.М.
Журнал: Вестник аграрной науки @vestnikogau
Рубрика: Сельскохозяйственные науки
Статья в выпуске: 4 (67), 2017 года.
Бесплатный доступ
В полевом стационарном опыте на серой лесной среднесуглинистой почве была изучена продуктивность короткоротационных пятипольных севооборотов с 30, 40 и 60% бобовых в структуре на фоне применения различных систем минеральных удобрений - на планируемый урожай (балансовый метод) и в зависимости от поступления пожнивно-корневых остатков (ПКО) предшественника из расчета 20, 30 и 40 кг д.в. на 1 т ПКО. В результате исследований установлено, что в среднем за две ротации наибольшая продуктивность одного поля севооборота получена в варианте с применением минеральных удобрений, рассчитанных балансовым методом в севообороте с 60% насыщением бобовыми, где получено 72,2 ГДж/га. Практически такую же продуктивность (72,1 ГДж/га) обеспечил вариант с внесением 20 кг д.в. NPK на 1 т ПКО предшественника в севообороте с 40% бобовых. При этом с увеличением доли бобовых в структуре продуктивность севооборотов увеличивалась как без применения удобрений, так и на фоне их внесения, хотя во втором случае это было менее выражено. Наибольшая прибавка к неудобренному фону по всем севооборотам получена при внесении 40 кг д.в. на 1 т ПКО. В севообороте с 30% насыщением бобовых она составила 35%, с 40% - 25% и с 60% бобовых в структуре - 33%. С увеличением доли бобовых культур свыше 40% на фоне внесения удобрений отмечено некоторое снижение уровня продуктивности севооборотов (60% бобовых в структуре). Однако в этом случае даже при более низких дозах внесения удобрений (20 кг д. в. NPK на 1 т ПКО предшественника) получен более высокий уровень продуктивности по сравнению с севооборотом с 30% насыщением бобовыми.
Севооборот, культура, бобовые, зерновые, система удобрения, продуктивность, пожнивно-корневые остатки
Короткий адрес: https://sciup.org/147124439
IDR: 147124439 | УДК: 631.58:332.66:631.82:631.816
Crop rotation productivity depending on the system of mineral fertilizers
In the field stationary experiment on gray forest medium loamy soil, the productiveness of short-rotation five-field crop rotations has been studied with 30%, 40% and 60% of legumes in the structure against the background of application of various mineral fertilizer systems - for the planned crop (balanced method) and depending on the income of crop-root remains (CRR ) of the predecessor at the rate of 20, 30 and 40 kg of active substance NPK fertilizer for 1 t of CRR. As a result of the research it was established that on average for two rotations the highest productivity of one crop rotation field was obtained in a variant with the usage of mineral fertilizers calculated by the balance method in a crop rotation with 60% saturation with legumes, where 72.2 GJ/ha was obtained. Almost the same productivity (72.1 GJ/ha) was provided by the option with application of 20 kg as NPK per 1 ton of PKO precursor in rotation with 40% legumes. At the same time, with an increase in the share of legumes in the structure, the productivity of crop rotations increased both without the use of fertilizers and against the background of their application, although in the second case it was less obvious. The highest rise of the unfertilized background for all crop rotations was obtained with application of 40 kg for 1 ton of CCR. The rotation with 30% saturation legumes it amounted to 35%, from 40% - 25% and 60% legumes in the structure - 33%. With an increasing in the proportion of legumes over 40% against the background of fertilization, a slight decrease in the productivity of crop rotations (60% of the legumes in the structure) was noted. However, in this case, even at lower fertilizer application doses (20 kg bp NPK per 1 ton PKO precursor), a higher level of productivity was obtained than in the crop rotation with 30% saturation with legumes.
Текст научной статьи Продуктивность севооборотов в зависимости от системы внесения минеральных удобрений
Вве^ение. Интенсификация земледелия в современных условиях неразрывно связана с биологизацией процессов и более рациональным и интенсивным использованием природных факторов, в которых научно обоснованные адаптивные севообороты остаются обязательным условием для сохранения плодородия почвы в целом, а, следовательно, стабилизации уро^айности сельскохозяйственных культур, энергетической и экономической окупаемости [1]. Наряду с севооборотами повышение продуктивности сельскохозяйственных культур в значительной мере связано с применением минеральных удобрений [2, 3], совершенствованием технологий возделывания и строгим соблюдением технологической дисциплины [4, 5]. В этой связи совершенствование севооборотов на основе использования биологических факторов в продукционном и средообразующем процессах, подбора высоко интенсивных сортов, применения удобрений и других приемов является ва^ной задачей современного земледелия.
Цель иссле^ований . Оценить эффективность короткоротационных севооборотов в зависимости от систем расчета минеральных удобрений.
Услови^, материалы и мето^ы. Исследования проведены в 2006-2016 гг. в соответствии с общепринятыми методиками и рекомендациями [6, 7] в многолетнем полевом опыте: площадь делянки – 110 м 2 , повторность – 3-х кратная, располо^ение – ярусное. В опыте изучали продуктивность культур в короткоротационных пятипольных севооборотах с различной степенью насыщения бобовыми: 1 – зернопропашной севооборот с 30% насыщением зернобобовыми культурами: люпин – картофель – гречиха – вико-овсяная смесь – пшеница яровaя (озимая); 2 – зернопропашной севооборот с 40% насыщением бобовыми: люпин – картофель – ячмень с подсевом клевера - клевер 1 г.п. – пшеница яровaя (озимая); 3 – зернотравяной севооборот 60% насыщением бобовыми культурами: люпин – пшеница яровая с подсевом клевера - клевер 1 г.п. – клевер 2 г.п. – пшеница яровaя (озимая) на фоне применения различных систeм минеральных удобрений: 1 – минеральные удобрения внесены из расчета на планируемый уро^ай + Са (кальций); 2, 3 и 4 варианты - удобрения внесены на 1 тонну ПКО предшественника, соответственно, 20, 30, 40 кг д.в.; 5 – 30 кг д.в. + Са (кальций); 6 – контроль, без внесения удобрений. Кальций (Сa) при расчете на планируемый уро^ай внесен согласно выносу eго культурой, a при внесении 30 кг д.в. NPK на 1 т ПКО рассчитан нa сумму NРК под культуру.
Почва опытного участка – серая лесная среднесуглинистая на лессовидном суглинке, глубина зaлeгания грунтовых вод свыше 5 м со следующими показателями нa момент закладки опыта: рН – 4,9-5,0; N л.г. – 5,86,3; усвояемых форм Р 2 О 5 и К 2 О – 13,4-15,6 и 10,1-11,1 мг/100 г почвы.
Результаты и обсу^^ение. Установлено, что на биоэнергетическую продуктивность сельскохозяйственных культур значительное влияние оказывают агроклиматические условия года [8, 9]. Уровни продуктивности севооборотов определяются вариабельностью данного показателя в зависимости от культуры. Наименьшие колебания уро^айности отмечены у озимой пшеницы (коэффициент вариации, Cv – 12,5-25,5%), картофеля (Cv – 23,8-37,6). Более высокая степень вариации продуктивности наблюдается у люпина, клевера 1 г.п. и яровой пшеницы (табл. 1).
Таблица 1 – Биоэнергетическая продуктивность сельскохозяйственных культур, ВЭ ГД^/га (2006-2016 гг.)
|
Культура |
Без внесения удобрений (контроль) |
Внесение удобрений (в среднем по системам) |
|||||
|
2016 г. |
x ср * |
Cv, % |
2016 г. |
x ср * |
Cv, % |
||
|
30% насыщения бобовыми культурами |
|||||||
|
Люпин |
0,2 |
20,4 |
76,1 |
0,2 |
21,1 |
76,3 |
|
|
Картофель |
101,1 |
83,6 |
26,0 |
124,8 |
94,6 |
37,6 |
|
|
Гречиха |
22,4 |
15,3 |
40,8 |
22,6 |
16,0 |
47,4 |
|
|
Вико-овес |
113,8 |
75,2 |
48,5 |
120,2 |
89,2 |
46,1 |
|
|
Пшеница озимая |
20,9 |
41,9 |
25,5 |
48,3 |
46,1 |
21,2 |
|
|
Пшеница яровая |
12,5 |
25,7 |
58,6 |
13,5 |
28,6 |
55,5 |
|
|
40% насыщения бобовыми культурами |
|||||||
|
Люпин |
0,2 |
21,9 |
76,1 |
0,2 |
21,6 |
70,7 |
|
|
Картофель |
83 |
81,4 |
23,8 |
119,3 |
98,2 |
24,3 |
|
|
Ячмень + клевер |
40,5 |
31,8 |
36,3 |
49,3 |
35,5 |
50,5 |
|
|
Клевер 1 г.п. |
46 |
67,5 |
72,0 |
123,3 |
81,2 |
64,2 |
|
|
Пшеница озимая |
28,1 |
29,9 |
20,2 |
51,8 |
31,6 |
18,6 |
|
|
Пшеница яровая |
16,1 |
47,1 |
49,7 |
15,0 |
51,7 |
50,0 |
|
|
60% насыщения бобовыми культурами |
|||||||
|
Люпин |
0,2 |
22,4 |
74,5 |
0,2 |
21,3 |
84,5 |
|
|
Пшеница яровая+клевер |
10,8 |
27,5 |
56,6 |
16,2 |
27,3 |
51,7 |
|
|
Клевер 1 г.п. |
85,2 |
73,3 |
60,9 |
112,2 |
87,5 |
63,9 |
|
|
Клевер 2 г.п. |
81,3 |
70,3 |
47,4 |
110,3 |
93,9 |
46,7 |
|
|
Пшеница озимая |
28,8 |
31,1 |
17,7 |
41,3 |
50,3 |
12,5 |
|
|
Пшеница яровая |
11 |
50,1 |
53,0 |
16,5 |
30,9 |
52,1 |
|
Примечание: * – средние значения за 2006-2016 гг.
^нализ биоэнергетической продуктивности позволил установить, что наибольший выход валовой энергии с 1 поля севооборота первой ротации наблюдается в севообороте с 60% бобовых в структуре, на фоне без внесения удобрений продуктивность изменялась от 41,4 до 79,5 ГД^/га и на фоне внесения удобрений – от 50,7 до 91,8 ГД^/га. Прибавка к неудобренному фону составила 3,2 – 12,3 ГД^/га в зависимости от дозы внесения удобрений. В севообороте с 40% насыщением бобовыми культурами на фоне без внесения удобрений данный показатель изменялся от 30,6 до 63,8 ГД^/га и на фоне внесения удобрений – от 36,6 до 77,8 ГД^/га, в севообороте с 30% насыщением – от 34,0 до 55,5 ГД^/га и от 34,4 до 80 ГД^/га, соответственно.
Во второй ротации наибольшая продуктивность культур отмечена в севообороте с 40% насыщением бобовыми культурами. Следует отметить, что в среднем по изучаемым вариантам, как на фоне удобрений, так и без удобрений продуктивность севооборотов во второй ротации была ни^е по отношению к первой. Однако в зависимости от системы внесения удобрений этот показатель изменялся в сторону увеличения. Так, в севооборотах с 30% и 40 бобовых в структуре на вариантах с внесением минеральных удобрений из расчета 30 и 40 кг д.в. NРК на 1т ПКО предшественника продуктивность одного поля во второй ротации была выше на 3,0 – 18,3 ГД^/га или 8,1 – 53% в сравнении с первой, в севообороте с 60% бобовых в вариантах с внесением минеральных удобрений из расчета 20 и 30 кг д.в. NРК на 1т ПКО предшественника, по которым получено 71,2 и 57,5 ГД^/га, что больше относительно первой ротации на 12,6 и 3,6 ГД^/га или 21 и 6,7%.
Наибольшая средняя продуктивность культур за две ротации севооборотов была отмечена в варианте с применением минеральных удобрений, рассчитанных балансовым методом, в севообороте с 60% насыщением бобовыми (72,2 ГД^/га) и в варианте с внесением 20 кг д.в. NPK на 1 т ПКО предшественника в севообороте с 40% бобовых (72,1 ГД^/га). Отмечено, что с увеличением доли бобовых культур в структуре севооборота, продуктивность последних увеличивалась как на фоне без применения удобрений, так и при их внесении (табл. 2).
Таблица 2 – Продуктивность севооборотов в зависимости от системы внесения минеральных удобрений, ГД^/га
|
Севооборот |
Норма минеральных удобрений (кг д.в. NРК / 1т ПКО) |
На 1 поле ротации |
В среднем за 2 ротации |
Отклонение, ГД^ / % |
|
|
1-ой |
2-ой |
||||
|
30% бобовых |
|||||
|
Люпин - картофель – гречиха – вика + овёс – пшеница озимая |
Без удобрений |
55,5 |
49,0 |
52,3 |
- |
|
Вынос + Са |
80,0 |
59,1 |
69,4 |
17,1/33,0 |
|
|
Картофель - гречиха – вика + овёс - пшеница озимая -люпин |
Без удобрений |
63,2 |
54,4 |
58,8 |
- |
|
20 |
67,0 |
58,6 |
62,8 |
4,0/7,0 |
|
|
Гречиха – вика + овёс – пшеница озимая - люпин -картофель |
Без удобрений |
34,0 |
48,0 |
41,0 |
- |
|
30 |
34,4 |
52,7 |
43,6 |
2,6/6,0 |
|
|
Вика + овёс – пшеница озимая – люпин - картофель -гречиха |
Без удобрений |
38,1 |
26,7 |
32,4 |
- |
|
40 |
43,1 |
44,7 |
43,9 |
11,8/35,0 |
|
|
Пшеница озимая - люпин – картофель - гречиха – вика + овёс |
Без удобрений |
41,8 |
42,3 |
45,1 |
- |
|
30 + Са |
47,8 |
48,9 |
48,3 |
3,2/7,0 |
|
|
Среднее по вариантам без удобрений на фоне внесения |
46,5 54,5 |
44,1 52,8 |
40,0 53,6 |
||
|
40% бобовых |
|||||
|
Люпин - картофель – ячмень + клевер – клевер 1г.п – пшеница озимая |
Без удобрений |
63,8 |
42,3 |
53,0 |
- |
|
Вынос + Са |
77,8 |
47,7 |
62,6 |
9,6/18,0 |
|
|
Картофель –ячмень + клевер – клевер 1г.п. - пшеница озимая – люпин |
Без удобрений |
67,9 |
66,2 |
67,0 |
- |
|
20 |
71,8 |
72,5 |
72,1 |
5,1/7,6 |
|
|
Ячмень + клевер – клевер 1г.п - пшеница озимая - люпин -картофель |
Без удобрений |
45,1 |
59,6 |
52,3 |
- |
|
30 |
47,2 |
65,4 |
56,3 |
4/7,6 |
|
|
Клевер 1г.п. - пшеница оз. -люпин – картофель – ячмень + клевер |
Без удобрений |
30,6 |
30,0 |
30,3 |
- |
|
40 |
36,6 |
39,6 |
38,1 |
7,8/25,1 |
|
|
Пшеница озимая - люпин – картофель – ячмень + клевер – клевер 1г.п. |
Без удобрений |
45,3 |
44,5 |
44,9 |
- |
|
30 + Са |
51,9 |
48,8 |
50,3 |
5,4/12,0 |
|
|
Среднее по вариантам без удобрений на фоне внесения |
50,5 57,1 |
48,5 54,6 |
49,5 55,9 |
||
|
60% бобовых |
|||||
|
Люпин – пшеница яровая + клевер–клевер 1г.п. - клевер 2г.п. - пшеница озимая |
Без удобрений |
79,5 |
53,6 |
66,5 |
- |
|
Вынос + Са |
91,8 |
52,5 |
72,2 |
5,7/8,6 |
|
|
Пшеница яровая + клевер – клевер 1г.п. – клевер 2 г.п. -пшеница озимая - люпин |
Без удобрений |
53,0 |
54,0 |
53,6 |
- |
|
20 |
58,6 |
71,2 |
64,9 |
11,3/21,0 |
|
|
Клевер 1 г.п. - клевер 2 г.п.-пшеница озимая – люпин -пшеница яровая + клевер |
Без удобрений |
50,7 |
49,8 |
50,2 |
- |
|
30 |
53,9 |
57,5 |
55,7 |
5,5/11,0 |
|
|
Клевер 2 г.п.- пшеница озимая – люпин -пшеница яровая + клевер - клевер1 г.п. |
Без удобрений |
41,4 |
22,0 |
31,7 |
- |
|
40 |
50,9 |
33,3 |
42,1 |
10,4/33,0 |
|
|
Пшеница озимая - люпин-пшеница яровая + клевер -клевер 1 г.п. – клевер 2 г.п. |
Без удобрений |
53,9 |
34,4 |
44,2 |
- |
|
30 + Са |
57,8 |
39,7 |
48,8 |
4,6/10,4 |
|
|
Среднее по вариантам без удобрений на фоне внесения |
58,0 64,0 |
42,0 51,0 |
49,2 56,7 |
||
Выво^ы. Таким образом, в среднем за две ротации севооборотов наибольшая прибавка к неудобренному фону получена при внесении 40 кг д.в. на 1 т ПКО: в севообороте с 30% насыщением бобовыми культурами увеличение продуктивности составило 35%, с 40% – 25% и с 60% бобовых в структуре – 33%. С увеличением доли бобовых культур свыше 40% на фоне внесения удобрений отмечено некоторое сни^ение уровня продуктивности севооборотов. Однако в этом случае при внесении удобрений в более низких дозах (20 кг д. в. NPK на 1 т ПКО предшественника) получен более высокий уровень продуктивности по сравнению с севооборотом с 30% насыщением бобовыми. Следовательно, в данном случае энерго- и экономически эффективно внесение более низких доз удобрений.
Список литературы Продуктивность севооборотов в зависимости от системы внесения минеральных удобрений
- Жученко А.А. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства. Пущино, 1994. 148 с.
- Кирдин В.Ф. Научное обеспечение производства зерна в сельскохозяйственном производстве//Аграрная Россия. 2008. № 3. С. 24-28.
- Драганская М.Г., Белоус Н.М, Бельченко С.А. Продуктивность севооборотов в зависимости от систем и технологий возделывания культур//Проблемы агрохимии и экологии. 2011. № 2. С. 13-19.
- Кирдин В.Ф. Инновационные разработки сельскохозяйственной науки в производство//Инновационные аспекты научного обеспечения АПК Центрального Федерального округа РФ. Ученые Немчиновки -производству. М.: МосНИИСХ, 2015. С. 145-151.
- Мазуров В.Н., Филоненко В.А., Семешкина П.С. Способы экологически безопасного использования химических, биологических и физических средств в технологиях выращивания сельскохозяйственных культур//Проблемы механизации агрохимического обеспечения сельского хозяйства: сб. науч. тр. Рязань: ГНУ ВНИМС Россельхозакадемии, 2013. № 5. С. 45-49.
- Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: «Колос», 1973. 336 с.
- Кащенко А.С. Энергетическая оценка технологий в земледелии. СПб.-Пушкин, 1994. 29 с.
- Бурлуцкий В.А. Оптимизация структуры короткоротационных севооборотов на основе биоэнергетической оценки/Теоретические и прикладные аспекты современной науки: сб. науч. тр. Белгород, 2014. № V-I. С. 170-173.
- Бурлуцкий В.А. Стабилизация биоэкологического состояния посевов и продуктивности яровой пшеницы/Теоретические и прикладные аспекты современной науки: сб. науч. тр. Белгород, 2015. № VII-II. С. 11-14.
