Урожайность кукурузы на силос при совместном применении минеральных удобрений и извести в условиях Прибайкалья

Введение. Кукуруза относится к числу основных кормовых культур во многих регионах Российской Федерации [1–2]. Выращивание кукурузы на силос в условиях Прибайкалья затрудняется климатическими условиями, в частности поздним прогреванием почвы, весенне-летними засухами и ранними осенними заморозками (последняя декада августа) [3]. Основная доля пашни региона-представлена слабо- и среднекислыми тяжелосуглинистыми серыми лесными почвами [4]. Как известно, кислотность почвы ограничивает производство сельскохозяйственных культур [5–7], поэтому она устраняется путем внесения известковых удобрений [8].

Кукуруза относится к культурам, требовательным к обеспеченности минеральным питанием. Это связано с образованием большого объема вегетативной массы и потреблением значительного количества питательных элементов в относительно короткий период интенсивного роста растений [9]. Регулирование минерального питания кукурузы с целью повышения ее урожайности возможно с помощью применения системы удобрения [10–12]. В связи с тем, что большинство почв региона нуждается в известковании, возникла необходимость изучения влияния минеральных и известковых удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур и агрохимические свойства почвы.

Цель исследования : изучить влияние совместного применения минеральных удобрений и извести на урожайность кукурузы и изменение агрохимических свойств серой лесной почвы в плодосменном севообороте.

Задачи исследования:

– изучить совместное действие минеральных удобрений и извести на урожайность кукурузы;

– определить влияние систематического внесения минеральных удобрений и извести на агрохимические свойства серой лесной почвы;

– дать оценку экономической эффективности применения минеральных удобрений и извести.

Методы исследования. Многолетнее исследование проводили в лесостепной зоне Прибайкалья на опытном поле ФГБНУ «Иркутский НИИСХ».

Эффективность применения минеральных удобрений и извести изучали в четырехпольном плодосменном севообороте, заложенном в 2001 г., с чередованием культур: кукуруза (силос), ячмень + клевер, клевер (сидерат), пшеница. Почва серая лесная кислая тяжелосуглинистая, с содержанием гумуса в пахотном слое (0–20 см) 3,7– 4,0 %; общего азота – 0,25 %; рН сол . – 3,9–4,4; Н г – 9,1–10,6 мг-экв/100 г почвы; степень насыщенности основаниями – 68,4–72,1 %; содержание подвижного фосфора (по Кирсанову) – 10–12, обменного калия – 8–10 мг/100 г почвы.

Схема опыта предусматривала изучение следующих вариантов:

• •    известкование – без извести, известь по 0,5 г.к. (5,7 т/га);

• •    минеральные удобрения – без удобрения, N 60 Р 30 , Р 30 К 60 , N 60 К 60 , N 60 Р 30 К 60 .

В качестве мелиоранта использовали известковую муку с содержанием СаСО 3 85 %, которую вносили один раз в 4 года под первую культуру севооборота – кукурузу (гибрид Катерина СВ).

Подготовка почвы для посева состояла из осенней зяблевой вспашки, ранне-весеннего боронования весной. Минеральные удобрения (аммиачная селитра, двойной суперфосфат, калий хлористый) и известь вносили по схеме опыта вручную с заделкой дисковой тяжелой бороной БДТ-3 в два следа на глубину 15 и 20 см и обработкой культиватором КПС-4 с тяжелыми зубовыми боронами БЗТС-1,0. Посев – сеялкой СПУ-3 с междурядьем 70 см. Норма высева кукурузы на силос – 60 кг/га. Уход за посевами включал в себя послепосевное прикатывание кольчато-шпоровыми катками ЗККШ-6, боронование до всходов, две междурядные обработки (с интервалом 10–15 дней) культиватором КРН-4,2 на глубину 10–12 см после всходов для удаления сорняков и рыхления почвы. При необходимости применяли гербицид Дублон-Голд (70 г/га).

Площадь посевной делянки – 122,5 м2, учетной – 35 м2. Повторность в опыте – четырех- кратная. Учет зеленой массы поделяночно, вручную. Статистическая обработка урожайных данных – методом дисперсионного анализа с использованием программы «Снедекор» [13].

Результаты исследования. В среднем за четыре ротации севооборота (2001–2016 гг.) систематическое применение извести обеспечило увеличение урожая зеленой массы на 2,7– 3,6 т/га (12 %), в пятой ротации – на 3,1–4,4 т/га (13–16 %) (табл. 1).

Таблица 1

Влияние минеральных удобрений и извести на урожайность зеленой массы кукурузы, средняя урожайность за 2001–2016 гг. и 2017–2019 гг., т/га

Вариант	Средняя урожайность 2001–2016 гг.	Прибавка		Средняя урожайность 2017–2019 гг.	Прибавка
		от удобрений	извести		от удобрений	извести
Контроль	22,2*	–	–	21,9	–	–
	24,9**	–	2,7	25,5	–	3,6
N 60 Р 30	25,6	3,4	–	24,8	2,9	–
	28,7	3,8	3,1	27,9	2,4	3,1
Р 30 К 60	25,2	3,0	-	24,8	2,9	–
	28,3	3,4	3,1	28,2	2,7	3,4
N 60 К 60	26,5	4,3	-	27,1	5,2	–
	30,0	5,1	3,5	31,5	6,0	4,4
N 60 Р 30 К 60	29,6	7,4	-	28,8	6,9	–
	33,2	8,3	3,6	33,0	7,5	4,2
НСР 05 общая НСР 05 извести НСР 05 удобрений	1,721 т/га 0,770 т/га 1,217 т/га	–	–	–	1,182 т/га 0,529 т/га 0,836 т/га	–

* Фон – без извести; ** фон – известь 0,5 Н г .

Внесение минеральных удобрений на фоне без извести повышало урожайность кукурузы в 2001–2016 гг. на 3,0–7,4 т/га (14–33 %), а в 2017–2019 гг. – на 2,9–6,9 т/га (13–32 %). На произвесткованном фоне в исследуемые годы прибавки урожайности составили 3,4–8,3 (14– 28 %) и 2,4–7,5 т/га (9–18 %) соответственно. Тенденция к снижению прибавки урожая зеленой массы кукурузы от внесения минеральных удобрений в пятой ротации объясняется неблагоприятными погодными условиями, влияющими на рост растений и поглощение питательных веществ из почвы. Вегетационные периоды 2017–2019 гг. были жаркими и засушливыми, количество осадков в изучаемые годы выпало меньше среднемноголетней нормына 68,6 мм (20 %); 69,5 (20) и 51,4 (15 %) соответственно.

Наибольшая урожайность зеленой массы получена в варианте N 60 Р 30 К 60 на фоне извести, наименьшая – в варианте Р 30 К 60 без извести.

Результаты исследования, полученные в первых четырех ротациях севооборота, показали снижение кислотности почв от систематического внесения мелиоранта [14].

В первый год пятой ротации севооборота (2017 г.) серая лесная почва имела следующие агрохимические показател и на фоне без извести: рН сол составила 4,4–4,5; гидролитическая кислотность (Н г ) – 8,4–9,3мг-экв. / 100 г почвы; степень насыщенности основаниями (V) – 71,5– 74,8 %; на произвесткованном фоне: рН сол – 5,8–6,3; Н г – 1,8–3,5 мг-экв. / 100 г почвы; V– 89,6–95,3 % (табл. 2).

Таблица 2

Изменение агрохимических свойств серой лесной почвы при применении извести и минеральных удобрений в 2017–2019 гг.

Вариант опыта	Годы	Пятая ротация
		без извести			известь 0,5 г.к.
		рН сол	Н г , мг-экв. / 100 г почвы	V, %	рН сол	Н г , мг-экв. / 100 г почвы	V, %
Без удобрений	2017	4,4	8,5	74,2	5,8	3,5	89,6
	2019	4,8	10,9	73,3	6,3	2,3	94,6
N 60 Р 30	2017	4,5	8,4	74,7	6,2	2,3	94,1
	2019	4,8	10,6	74,6	6,5	2,1	95,7
Р 30 К 60	2017	4,5	8,5	74,8	6,0	2,2	93,6
	2019	4,9	10,3	74,8	6,7	1,8	95,8
N 60 К 60	2017	4,5	8,8	74,0	6,3	1,8	95,3
	2019	4,8	10,7	73,4	6,1	3,0	93,1
N 60 Р 30 К 60	2017	4,4	9,3	71,5	6,2	2,0	94,5
	2019	4,8	11,2	72,1	6,2	2,9	93,5
НСР 05	2017– 2019	0,1	0,9	8,0	0,2	1,0	5,0

В последующие годы в первое поле севооборота известь не вносилась, в 2019 г. отмечено увеличение рНсол почвы на обоих фонах на 0,3–0,4 и 0,3–0,7 ед. соответственно (за исключением варианта N60К60, где величина рН на произвесткованном фоне снизилась на 0,2 ед.). Это объясняется положительным влиянием клеверного сидерального пара, что подтверждают данные, полученные В.Г. Лашковым [15]. Гидролитическая кислотность на фоне без извести повысилась на 1,8–2,4 мг-экв. / 100 г почвы, а на фоне с известью достоверно снизилась в варианте без удобрений на 1,2 мг-экв. / 100 г почвы. В варианте N60К60, наоборот, произошло повышение этого показателя на 1,2 мг-экв. / 100 г почвы. Остальные изменения Нг, как и степени насыщенности основаниями, были недостоверны (см. табл. 2).

Рассчитана экономическая эффективность применения минеральных удобрений и извести на посевах кукурузы в пятой ротации севооборота. Из таблицы 3 видно, что из удобренных вариантов наилучшие экономические показатели получены при применении азотно-калийных удобрений на фоне без извести: наименьшая себестоимость 1 т к. ед. – 3 529,5 руб., наивысший чистый доход составил 26 477 руб. и уровень рентабельности – 155 %.

Таблица 3

Вариант опыта	Сбор к. ед., т/га	Стоимость продукции руб/га	Производственные затраты на 1 га, руб.	Себестоимость 1 т к. ед., руб.	Чистый доход с 1 га, руб.	Рентабельность, %
1	2	3	4	5	6	7
Без удоб-	3,50	31500	7005	2001,4	24495	350
рений	4,07	36630	7118	1748,9	29512	415
Ν 60 Ρ 30	4,30	38700	16384	3810,2	22316	136
	4,83	43503	22357	4628,8	21146	95
Ρ 30 К 60	3,61	32476	18274	5062,0	14202	78
	4,10	36900	18881	4605,1	18019	95

Окончание табл. 3

1	2	3	4	5	6	7
Ν 60 К 60	4,84	43560	17083	3529,5	26477	155
	5,62	50580	23095	4109,4	27485	119
Ν 60 Ρ 30 К 60	4,69	42210	22410	4778,3	19800	88
	5,12	46080	28416	5550,0	17664	62

Примечание : в числителе – фон без извести, в знаменателе – фон известь 0,5 Н г .

Экономическая эффективность минеральных удобрений и извести при возделывании кукурузы на силос в пятой ротации (2017–2019 гг.)

Высокая стоимость двойного суперфосфата (67 000 руб/т) приводит к увеличению производственных затрат в вариантах с применением фосфорных удобрений в двойном и тройном сочетаниях с азотными и калийными, и как следствие – к снижению чистого дохода, рентабельности и окупаемости 1 руб. затрат.

Выводы . В среднем за 4 ротации и 3 года пятой ротации севооборота при совместном применении минеральных удобрений и извести урожайность зеленой массы кукурузы в зависимости от варианта опыта повысилась на 3,4–8,3 (14–28 %) и 2,4–7,5 т/га (9–18 %) соответственно.

Наибольший урожай зеленой массы в изучаемые ротации отмечен при внесении Ν 60 Ρ 30 К 60 на фоне извести и составил 33,2 и 33,0 т/га соответственно, что на 11 и 11,1 т/га выше, чем в варианте без удобрений и извести. Применение извести в дозе 0,5 Н г в пятой ротации севооборота (2017 г.) улучшило агрохимические свойства серой лесной почвы (рН сол –5,8–6,3; Н г – 1,8–3,5 мг-экв/100 г почвы; V – 89,6–95,3 %). Наилучшие экономические показатели получены при применении азотно-калийных удобрений на фоне без извести: наименьшая себестоимость 1 т к. ед. составила 3 529,5 руб., наивысший чистый доход – 26 477 руб., уровень рентабельности – 155 %.