Влияние систем удобрений на продуктивность звена зернопропашного севооборота на выщелоченном черноземе

Озимая пшеница. Нами установлены взаимосвязи между возможными источниками поступления в агроценоз тяжелых металлов и концентрацией их в основной продукции озимой пшеницы. Биологизированная система удобрений существенно снижала концентрацию свинца в основной и побочной части урожая не только относительно контроля, но и относительно изучаемых систем (на 0,06-0,14 и 0,08-0,1 мг/кг). Рекомендованная и расчётная существенно превышали содержание элемента в зерне относительно показателей естественного фона (+0,06-0,08 мг/кг) и не влияли на концентрацию свинца в соломе. Динамика кадмия в товарной и не товарной части урожая пшеницы не зависела от применяемых систем удобрений в опыте. Изучаемые в опыте системы относительно контроля достоверно снижали содержание данного элемента в зерне и соломе пшеницы на 8-20 и 19-25% соответственно (табл. 6).

Таблица 6 – Влияние систем удобрений на содержание тяжёлых

металлов в  зерне и соломе озимой пшеницы (2005-2007 гг.), мг/кг

Наибольшим содержанием  меди характеризовалось зерно на биологизированной системе удобрений, показатели которой достоверно превысили значения других систем по содержанию тяжёлых металлов в зерне и не достоверно – в соломе. Минимальные показатели меди нами были отмечены на вариантах с расчетной и рекомендованной системами удобрений, разница между значениями находилась в пределах ошибки опыта. Влияние систем удобрений на содержание тяжелых металлов в растениях озимого ячменя было аналогичным изменениям в зерне и соломе озимой пшеницы

6. Экономическая эффективность применения систем удобрений

в звене зернопропашного  севооборота

Системы удобрений по сравнению с естественным агрохимическим фоном увеличили среднегодовую продуктивность звена севооборота на 31-61%, а денежную выручку с 1 га на 4510-10535 рублей. В зависимости от насыщенности 1 га звена севооборота туками системы удобрений, по сравнению с контролем, увеличивали затраты труда на 1 га – на 20-30%, производственные затраты – на 34-60%. Расчётная система удобрений оказалась более эффективной по сравнению с рекомендованной и биологизированной, в связи с чем, по сравнению с контролем, снизила себестоимость 1 ц зерновых единиц на 2 рубля и обеспечила максимальный уровень рентабельности 85,7%. Рекомендованная и биологизированная системы удобрений повысили себестоимость производства сельскохозяйственной продукции на 27 и 6 руб. соответственно, притом, что уровень рентабельности, относительно контроля, снизили на 15,5 и 3,9%.

 ВЫВОДЫ

1. Трендовая оценка динамики продуктивной влаги в 0-20 см слое почвы в течение вегетации культур звена севооборота установила понижающий тренд ее содержания на всех фонах питания. Изучаемые системы удобрений не оказали достоверного влияния на динамику продуктивной влаги в течение вегетации культур по сравнению с контролем, но способствовали обеспечению более уравновешенного тренда в течение ротации звена севооборота.

Наибольшее содержание продуктивной влаги во все фазы развития на всех культурах звена севооборота отмечалось на вариантах с биологизированной системой удобрения. Расчётная система удобрения, программируемая на максимально возможный урожай, вызывала снижение влажности почвы, как по отношению к контролю, так и к другим системам удобрения.

2. Трендовая оценка свидетельствует о подкислении пахотного горизонта чернозёма выщелоченного в течение ротации изучаемого звена севооборота. Рекомендованная и расчётная системы удобрений существенно подкисляли реакцию почвенного раствора 0-20 см слоя в период максимального потребления элементов питания у культур звена севооборота по сравнению с естественным агрохимическим фоном. Биологизированная система удобрений в анализируемый период сформировала и поддерживала нейтральную реакцию почвенного раствора в 0-20 см слое почвы, что стало следствием высокой насыщенности системы удобрений органикой и снижением в ней доли минеральных удобрений.

3. Изучаемые системы удобрений оказали неадекватное влияние на содержание органического вещества в почве относительно с исходного показателя (2000г.). Так содержание гумуса по сравнению со значениями 2000 г. снизилось: на контроле – на 0,14-0,32%, на рекомендованной системе удобрений – на 0,03-0,22%; на расчетной системе – на 0,07-0,3%, а биологизированная увеличила значение этого показателя на 0,03-0,24%.

В анализируемый период наибольшее содержание гумуса отмечалось под занятым паром. Трендовая  оценка показала снижение органического  вещества в последующих культурах звена севооборота. Максимальное содержание органического вещества под всеми культурами отмечалось на вариантах с биологизированной системой удобрений.

4. Все изучаемые в опыте системы удобрений звена севооборота значительно увеличивали содержание основных элементов питания в 0-20 см слое почвы, и разница с контролем составляла (мг/кг): нитратный азот - на занятом паре – 8,6-20, озимой пшенице – 3,1-22,4, озимом ячмене – 5,1-22; подвижный фосфор - на занятом паре – 5,4-20,9, озимой пшенице – 5,1-20,4, озимом ячмене – 3,1-12,8; обменный калий - на занятом паре – 5-60, озимой пшенице – 5-68, озимом ячмене – 4-50.

Наибольшее содержание элементов питания во все фазы развития изучаемых культур соответствовало применению расчётной системы удобрений, а с агроэкологической точки зрения не представляла опасность ни возделываемым культурам агрофитоценоза, ни окружающей среде.

5. Все изучаемые в опыте системы удобрений существенно увеличивали накопление сухой массы, и разница относительно естественного агрохимического фона составляла: у горохоовсяной смеси – 22-58%; озимой пшеницы – 22-55%; озимого ячменя – 13-61%. У всех культур максимальные показатели накопления биомассы отмечались на расчётной системе удобрения, которые существенно превосходили значения всех вариантов опыта.

Системы удобрений, не изменяя динамики содержания основных элементов питания по сравнению с контролем, увеличивали: в растениях горохоовсяной смеси азота – на 0,1-0,53%; фосфора – на 0,03-0,21%; калия – на 0,04-0,27%. На вариантах с озимой пшеницей разница с контролем составила соответственно элементам питания – 0,03-0,30%; 0,03-0,14%; 0,02-0,37%, а для озимого ячменя – 0,07-0,40%; 0,01-0,16%; 0,02-0,16%. Содержание азота, фосфора и калия в растениях культур звена севооборота на удобренных вариантах во все фазы развития не превышали ПДК, и с экологической точки зрения изучаемые системы удобрений не представляли опасности для окружающей среды.

6. Изучаемые системы удобрения оказали положительное влияние на формирование параметров структуры урожая по сравнению с естественным агрохимическим фоном. В посевах занятого пара они достоверно увеличивали густоту стояния, высоту растений, накопление зелёной массы и улучшили соотношение растений овса и гороха. За счёт оптимального обеспечения озимых зерновых культур элементами питания в процессе вегетации, на удобренных вариантах по сравнению с контролем сформировались существенно большие параметры структуры урожая озимой пшеницы и озимого ячменя. Расчётная система удобрений достоверно увеличивала основные параметры структуры урожая культур звена севооборота, по сравнению с показателями контроля, рекомендованной и биологизированной систем удобрений.

7. В годы проведения исследований (2005-2007 гг.) все системы удобрений обеспечили существенную прибавку урожая культур звена севооборота, и разница с контролем составила: для горохоовсяной смеси – 38-54%, для озимой пшеницы – 30-71%, для озимого ячменя – 22-56%.

Максимальная урожайность культур формировалась на вариантах с расчетной системой удобрений и внесением непосредственно: под горохоовсяную смесь N₄₀P₄₀K₂₀ + 20 т/га навоза - 298 ц/га; под озимую пшеницу N₁₁₂P₉₆ – 59,4 ц/га; под озимый ячмень - N₉₂P₈₀K₃₀ – 57,7 ц/га. Рекомендованная и биологизированная системы удобрений существенно увеличивали урожайность культур относительно значений естественного агрохимического фона, но значительно уступали урожайности на расчетной системе удобрений.

В анализируемый период времени продуктивность расчетной  системы удобрений (50,0 ц/га з.е.) существенно превышала не только контроль (31,0 ц/га з.е.), но и показатели рекомендованной и биологизированной систем (41,6 и 40,7 ц/га з.е.). Биологизированная система удобрений увеличивала продуктивность севооборота по сравнению с естественным агрохимическим фоном на 31%, что практически адекватно эффективности  рекомендованной системе. Трендовая оценка продуктивности звена севооборота в связи с изучаемыми системами удобрений позволила нам установить снижающийся тренд на всех вариантах опыта в анализируемый период времени (2005-2007 гг.), что объясняется существенным влиянием погодного фактора на формирование урожайности культур звена севооборота.

8. Изучаемые в опыте системы удобрений оказали в целом положительное влияние на показатели качества продукции, культур звена севооборота. Так, по сравнению с контролем они увеличивали: в зеленой зелёной массе горохоовсяной смеси - протеина на 0,3-1,6%, жира и на 0,12-0,34 золы и 0,2-0,47% соответственно, клетчатки на 0,9-2,2%, валовой сбор кормовых единиц и переваримого протеина – на 38-44% и 42-53%; в зерне озимой пшеницы – белка на 0,8-1,5%, жира на – 0,11-0,15%, золы на – 0,08-0,36%, массу тысячи зёрен на – 0,6-1,0 г, стекловидность 2-5%, содержание сырой клейковины на 1,5-3,8%; в зерне озимого ячменя – белка на 0,4-1,0%, жира на 0,21-0,31%, золы на 0,09-0,31%, крахмала на 1,8-2,7%, массу 1000 зёрен на 0,8-1,7 г и натуру зерна – на 22-50 г/л. Максимальные параметры показателей качества продукции, культур звена севооборота обеспечила расчётная система удобрений.

9. На всех фонах питания концентрация тяжелых металлов в побочной и основной продукции горохоовсяной смеси, озимой пшеницы и озимого ячменя была существенно ниже ПДК и МДУ. С экологической точки зрения содержание и трансформация тяжелых металлов в почве и растениях непосредственной опасности загрязнения 0-20 см слоя почвы валовыми формами свинца, кадмия, меди и ухудшения качества продукции не представляет. На основании выполненных исследований и проведения корреляционно-регрессионного анализа нами установлены взаимосвязи между возможными источниками поступления в агроценоз тяжелых металлов и концентрацией их в основной и побочной продукции культур звена севооборота.

10. Экономическая эффективность производства сельскохозяйственной продукции в звене севооборота на расчётной системе удобрений оказалась выше всех вариантов опыта. Расчётная система удобрений обеспечивала выход с 1 га пашни 5,0 т зерновых единиц, в связи с чем по сравнению с контролем увеличивались: денежная выручка с 1 га – на 10,5 тыс. руб., производственные затраты с 1 га пашни – на 60%, прибыль с 1 га – на 5,5 тыс. руб., уровень рентабельности – на 13,6%.

Биологизированная система удобрений за счёт большего количества вносимых органических удобрений и снижения насыщенности 1 га минеральными туками обеспечивала адекватный рекомендованной системе удобрений уровень урожайности и денежную выручку с 1 га, а за счет снижения производственных затрат и повышения продуктивности культур способствовала достижению основных экономических показателей естественного агрохимического фона.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На черноземе выщелоченном Центрального Предкавказья для получения продуктивности звена зернопропашного севооборота на уровне 50 ц/га з.е. на 1 га севооборотной площади, при средней обеспеченности почвы основными элементами питания, рекомендуется применять расчётную систему удобрений звена с насыщенностью 1 га NPK 177 кг/га д.в. и органическими удобрениями 6,7 т/га как наиболее эффективную и экономически оправданную, обеспечивающую программируемый уровень продуктивности культур с сохранением и повышением уровня плодородия почвы.

2. Для производства экологически безопасной сельскохозяйственной продукции и в целях оптимизации в почве реакции почвенного раствора и содержания органического вещества предлагается  биологизированная система удобрений с насыщенностью 1 га NPK 73 кг/га д.в. и 9,2 т/га органических удобрений.

По материалам диссертационной работы опубликовано:

Публикации  в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Сигида, М. С. Пищевой режим чернозёма выщелоченного и продуктивность звена севооборота в зависимости от систем удобрений / М. С. Сигида // Плодородие. – 2007. – № 3 (36). – С. 57-58.

Публикации  в других изданиях:

2. Сигида, М. С. Агрохимические свойства и современные приёмы управления плодородием почвы / В. В. Агеев, А. Н. Есаулко, А. И. Подколзин, С. В. Диннякова, М. С. Сигида // Эволюция и деградация почвенного покрова: матер. II Междунар. науч. конф. – Ставрополь, 2002. – Т. 1. – С.461-464 (соискатель – 20%).

3. Сигида, М. С. Проблемы биологизации систем удобрений в севооборотах Центрального Предкавказья / А. Н. Есаулко, В. В. Агеев, Ю. И. Гречишкина, Е. Б. Романова, М. С. Сигида // Проблемы современного растениеводства: матер. Междунар. науч. интернет конф. - Ставрополь, 2002. – С. 32-34 (соискатель – 20%).