Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Мая 2013 в 01:30, автореферат
Актуальность темы предопределена тем, что система применения удобрений в севообороте или отдельных культурах является неотъемлемым звеном интенсивного научного земледелия. Применение удобрений направлено на получение высоких и устойчивых урожаев с хорошим качеством продукции, повышение плодородия почв, улучшение экономических показателей. Наибольший эффект от удобрений отмечается при их применении в севообороте. Рыночная экономика и конкуренция вынуждают землевладельцев снижать затраты на единицу продукции за счёт более интенсивного использования пашни под рентабельные культуры без дополнительных затрат на поддержание плодородия почв и снижения экологических требований по защите угодий от деградации.
Дисперсионный анализ свидетельствует, что в течение вегетации озимой пшеницы изучаемые системы удобрений не оказали достоверного влияния на содержание продуктивной влаги в обрабатываемом слое почвы по сравнению с контролем. Лишь перед уборкой запасы продуктивной влаги на вариантах с биологизированной системой удобрений были существенно выше по сравнению с другими фонами питания. Изменения содержания продуктивной влаги в 0-20 см слое почвы под озимым ячменём были адекватны её динамике в посевах озимой пшеницы.
Трендовая оценка содержания продуктивной влаги под культурами звена севооборота представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Динамика продуктивной влаги под культурами звена
севооборота в зависимости от систем удобрений (2005-2007 гг.)
В целом по опыту в связи с изучаемыми системами удобрений на фоне отвального способа обработки почвы установлен понижающий тренд. На естественном агрохимическом фоне в течение ротации звена севооборота наблюдалось неуклонное снижение запасов продуктивной влаги, в то время как на удобренных вариантах это снижение менее ощутимо, или обеспечивался уравновешенный тренд (биологизированная система).
3.2. Влияние систем удобрений в звене севооборота
на агрохимические свойства почвы
Реакция почвенного раствора. Значения рН на всех вариантах опыта соответствовало нейтральной и слабокислой реакции, генетически присущее подтипу почвы в пахотном слое 5,76-6,14 ед. В течение изучаемого периода вегетации горохоовсяной смеси на естественном агрохимическом фоне наблюдалось подкисление почвенного раствора, и разница с исходным показателем составила 0,06-0,07 ед. На удобренных вариантах отмечалось подкисление реакции почвенного раствора до фазы выхода в трубку, и разница с исходной фазой составляла 0,13-0,33 ед.
Стабильная трендовая оценка показателя рН под горохоовсяной смесью получена благодаря внесению под основную обработку почвы навоза в дозе 20 т/га, на всех системах удобрения. Среди изучаемых систем наибольшие показатели рН отмечались на вариантах с применением биологизированной системы. Следует признать, что рекомендованная и расчётная системы удобрений в межфазный период кущение овса – вымётывание метёлки существенно подкисляли реакцию почвенного раствора относительно естественного агрохимического фона.
Динамика рН под озимыми культурами на фоне изучаемых систем удобрений была адекватна контролю и в годы проведения исследований зависела от погодных условий и продуктивности озимой пшеницы и озимого ячменя.
В посевах озимой пшеницы расчётная система во все фазы развития существенно подкисляла рН 0-20 см слоя чернозёма выщелоченного, и разница с контролем в зависимости от фазы развития составляла 0,17-0,21 ед. Аналогичная зависимость нами отмечалась и на рекомендованной системе удобрений, но разница рН с показателями естественного агрохимического фона менее значима – 0,10-0,15 ед.Наибольшие показатели реакции раствора отмечались с применением биологизированной системы удобрения.
Темпы снижения рН в течение трёхлетних наблюдений свидетельствовали о подкислении пахотного горизонта чернозёма выщелоченного (рис. 2), что подтверждает понижающийся тренд в период ротации звена севооборота. На естественном агрохимическом фоне в годы проведения исследований нами отмечалось устойчивое подкисление 0-20 см слоя чернозёма выщелоченного на 0,11 ед.
Рекомендованная и расчётная системы удобрений снижали относительно контроля реакцию почвенного раствора на 0,05-0,13 ед. и 0,07-0,19 ед. соответственно, однако в изучаемом звене севооборота данные системы удобрений стабилизировали реакцию почвенного раствора на уровне 5,93-5,98 ед., что соответствует слабокислой реакции. Возможность управления реакцией почвенной среды подтверждает биологизированная система удобрения в звене севооборота.
Рисунок 2 – Динамика актуальной кислотности почвы под культурами звена севооборота в зависимости от систем удобрений (2005-2007 гг.)
Гумус. Анализ данных приведенных на рисунке 3, показал, что изучаемые в опыте системы удобрений и культуры звена севооборота оказали неадекватное влияние на содержание гумуса в 0-20 см слое почвы.
Рисунок 3 – Динамика органического вещества под культурами звена севооборота в зависимости от систем удобрений (2005-2007 гг.)
Так, в анализируемый период наибольшее содержание гумуса отмечалось под занятым паром. Трендовая оценка показывает на снижение органического вещества в последующих культурах звена севооборота.На естественном агрохимическом фоне и вариантах с применением рекомендованной системы удобрений содержание гумуса снизилось к концу ротации звена севооборота на 0,19%. Биологизированная и расчётная системы несколько увеличивали темпы распада органического вещества по сравнению с показателями под занятым паром на 0,21% и 0,23% соответственно. Максимальное содержание органического вещества под всеми культурами звена севооборота отмечается на вариантах с биологизированной системой удобрений.
Нитратный азот. В почве под занятым паром на всех вариантах опыта происходило значительное снижение содержания нитратов, и разница в анализируемый период составляла 5,7-7,0 мг/кг почвы. Применяемые системы удобрений в среднем за вегетацию значительно превосходили контроль по содержанию нитратов в 0-20 см слое почвы. Если на естественном агрохимическом фоне в среднем за три года их содержалось 10,6 мг/кг почвы, то рекомендованная, биологизированная и расчётная системы удобрений превысили этот показатель на 10,1; 13,8 и 19,4 мг/кг почвы соответственно. Максимальное содержание нитратного азота во все фазы развития соответствовало вариантам с расчётной системой удобрений. Биологизированная система достоверно превосходила показатели рекомендованной, но существенно уступала значениям расчётной системы (рис. 4).
Следует признать, что все изучаемые системы удобрений в течение вегетации озимой пшеницы существенно увеличивали концентрацию нитратов в 0-20 см слое чернозёма выщелоченного, и разница с контролем составляла: в период всходов – 9,8-17,5 мг/кг; в фазу кущения – 11,7-22,4 мг/кг; в фазу выхода в трубку – 4,3-17,3 мг/кг; в фазу колошения – 3,1-16,1 мг/кг; в фазу полной спелости – 4,5-11,2 мг/кг. Количество нитратов в 0-20 см слое почвы на протяжении всей вегетации культуры на варианте с расчётной системой удобрений было достоверно выше по сравнению с другими системами удобрений, но даже максимальные величины 36,1-41,3 мг/кг не представляли никакой опасности с экологической точки зрения. На всех фонах питания динамика нитратов в 0-20 см слое почвы под озимым ячменём была аналогична озимой пшенице.
Рисунок 4 – Динамика нитратного азота под культурами звена
севооборота в зависимости от систем удобрений (2005-2007 гг.)
Нами установлены колебания в содержании нитратного азота под культурами звена севооборота в течение их ротации. Наибольшее содержание нитратов отмечалось под озимой пшеницей. Трендовая оценка показала снижение содержания нитратного азота. Систематическое внесение удобрений оказало положительное влияние на содержание нитратов во время вегетации всех культур, превысив значения контроля на 9-17,8 мг/кг. В среднем за три года, максимальное содержание нитратного азота (28,5 мг/кг почвы) отмечается на вариантах с применением расчётной системы удобрений. Биологизированная система превысила показатели рекомендованной на 4 мг/кг, но уступила значениям расчётной 4,8 мг/кг почвы.
Подвижный фосфор. Содержание фосфатов в 0-20 см слое почвы под культурами существенно увеличивали все системы удобрений по сравнению с контролем (рис. 5).
Рисунок 5 – Динамика подвижного фосфора под культурами звена
севооборота в зависимости от систем удобрений (2005-2007 гг.)
На всех фонах питания зафиксирован убывающий тренд содержания подвижного фосфора во время ротации звена севооборота, чередование культур звена севооборота оказало неоднозначное влияние на содержание подвижного фосфора в 0-20 см слое чернозёма выщелоченного. Так, на контроле в период ротации звена севооборота концентрация подвижного фосфора снизилась на 2,9 мг/кг почвы, то на удобренных фонах разница оказалась более существенней: на рекомендованной – 5,8 мг/кг; биологизированной – 7,4 мг/кг; расчётной – 10 мг/кг. В среднем за период исследований наибольшее содержание подвижного фосфора – 32,8 мг/кг почвы – отмечается на вариантах с применением расчётной системы удобрений.
Обменный калий. Трендовая оценка изменения содержания обменного калия имела отрицательный характер (рис. 6). Так, на контроле снижение концентрации элемента составило 22 мг/кг почвы, в то время как на рекомендованной системе отмечается уравновешенный тренд изменения содержания доступного калия. Биологизированная и расчётная системы не смогли обеспечить уравновешенный тренд динамики обменного калия, но снижение концентрации обменного калия (15-19 мг/кг почвы) на фоне значительно большей продуктивности несколько меньше. Тем не менее, содержание обменного калия в период ротации звена на удобренных вариантах значительно выше по сравнению с контролем, что связано с внесением калия в виде органических и минеральных удобрений.
Рисунок 6 – Динамика обменного калия под культурами звена
севооборота в зависимости от систем удобрений (2005-2007 гг.)
3.3. Влияние систем удобрений на химический состав растений
Независимо от фона питания динамика содержания общего азота в растениях горохоовсяной смеси имела единый ход – непрерывное снижение концентрации азота в течение вегетации культур с достижением минимальных значений перед уборкой. Все изучаемые в опыте системы удобрений способствовали увеличению содержания азота, и разница с контролем в зависимости от системы удобрений составляла: в фазу кущения – 0,1-0,38%, в фазу выхода в трубку – 0,2-0,53%, а в фазу выметывания метёлки овса – 0,1-0,25%.
Трендовая оценка данных по содержанию фосфора в растениях горохоовсяной смеси свидетельствует о снижении концентрации элемента в течение вегетации культур. Разница с контролем в зависимости от системы удобрения составляла: в фазу кущения – 0,05-0,19%, в фазу выхода в трубку – 0,05-0,21%, а в фазу выметывания – 0,03-0,11%. Максимальная концентрация фосфора нами отмечена на вариантах с расчётной системой удобрения и составила в фазу кущения – 1,25, в фазу выхода в трубку – 0,96, в фазу выметывания – 0,48% к сухой массе.
Изучаемые системы удобрения положительно влияли на накопление калия в растениях горохоовсяной смеси, и разница по сравнению с контролем составляла: в фазу кущения – 0,04-0,12%, в фазу выхода в трубку – 0,05-0,12%, в фазу выметывания 0,05-0,27%. Среди изучаемых систем расчётная наиболее эффективно влияла на накопления калия в растениях гороха и овса, и разница с контролем во все сроки отбора растительных образцов была достоверной (0,12-0,27%).
Максимальное содержание азота в растениях озимой пшеницы отмечалось в фазу кущения культуры, а к концу вегетации его содержание снизилось до минимума. Наибольшее содержание азота во все фазы развития культуры соответствовало расчётной системе удобрения – 1,8-4,36%, что существенно выше показателей контроля. К уборке данная система удобрений обеспечивала максимальную концентрацию азота в зерне (3,05%) и в соломе (0,53%). Следует отметить, что содержание азота в растениях озимой пшеницы на удобренных вариантах во все фазы развития культуры не превышало ПДК и с экологической точки зрения изучаемые системы удобрений не представляют опасности для окружающей среды.
Изучаемые системы также увеличивали содержание фосфора в растениях озимой пшеницы на протяжении всей вегетации, и разница с контролем составляла: в фазу кущения – 0,03-0,08%; в фазу выхода в трубку – 0,04-0,14%; в фазу колошения – 0,05-0,09%. Максимальное содержание фосфора было получено на варианте с расчётной системой удобрений, что существенно выше по сравнению с контролем. Удобрения оказали положительное влияние и на содержание калия, но существенное увеличение концентрации по сравнению с контролем нами отмечалось только на варианте с расчётной системой удобрений – 0,08-0,39%.
4. Влияние систем удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур, продуктивность звена севооборота и качество продукции
Трендовая оценка урожайных данных, приведённая на рисунке 7, свидетельствует о возрастающем уровне урожайности как на контроле, так и в вариантах с рекомендованной и биологизированной системами удобрений. Уравновешенный тренд изменения урожайности на расчётной системе удобрений свидетельствует об определённой эффективности программирования урожайности зелёной массы и уменьшении зависимости продуктивности культуры от погодных условий.
Согласно результатам дисперсионного анализа, сравниваемые системы удобрений существенно увеличивали урожайность зелёной массы горохоовсяной смеси, и разница по сравнению с естественным агрохимическим фоном составляла: в 2005 г. – 58-88%; в 2006 г. – 30-40%; в 2007 г. – 32-42%. Следовательно, наибольшая эффективность систем удобрений проявилась в 2005 г., по сравнению с 2006 и 2007 гг. Анализ трёхлетних данных свидетельствует о положительном влиянии систем удобрений на урожайность зелёной массы и разница с контролем составляла 38-54%. Наибольшая урожайность получена на расчетной системе удобрений, что обеспечивается внесением непосредственно под культуру навоза 20 т/га и N50P50K20 – 298 ц/га, что больше контроля на 54% и на 6-11% выше показателей рекомендованной и биологизированной систем удобрений.
Рисунок 7 – Влияние систем удобрений на урожайность
горохоовсяной смеси
Трендовая оценка урожайных данных в годы проведения исследований свидетельствует об убывающем тренде продуктивности озимой пшеницы на всех фонах питания. Тем не менее, все изучаемые системы удобрений существенно увеличивали продуктивность озимой пшеницы, и разница с контролем составляла: в 2005 г. – 32-65%; в 2006 г. – 27-72%; в 2007 г. – 32-78%. В среднем за три года, все изучаемые в опыте системы удобрений обеспечили достоверную прибавку урожайности, и разница с контролем составляла 30-71% (рис. 8).
Рисунок 8 – Влияние систем удобрений на урожайность