778.влияние рельефа и удобрений на плодородие чернозема обыкновенного и продуктивность ярового ячменя

3S340 На правах рукописи

Громаков Антон Александрович

ВЛИЯНИЕ РЕЛЬЕФА И УДОБРЕНИЙ НА ПЛОДОРОДИЕ

ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ

06.01.04 — агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени

кандидата сельскохозяйственных наук

п. Персиановскнй - 2004

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Работа выполнена в Донском государственном аграрном университете

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Агафонов Е.В.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук Лабынцев А.В.

кандидат сельскохозяйственных наук Богачев А.Н.

Ведущее предприятие: Ростовский государственный университет

Защита состоится YC Ct/up-eiuSC 2004 г. в « -jo » часов на заседании диссертационного совета К 120.028.01 при Донском государственном аграрном университете по адресу: 346 493, п. Персиановский, Донской госагроуниверситет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Донского госагроуниверситета

Автореферат разослан \Ъ Ллль pvujoe^ 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат с.-х. наук, доцент Ефремов В.А.


3 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Диспаритет цен на промышленную и сельскохозяйственную продукцию привел к падению уровня применения минеральных удобрений на 1 га пашни в Ростовской области с 1990 по 2000 гг. в 16 раз, органических - в 9 раз. В связи с этим большая часть урожая сельскохозяйственных культур формируется за счет естественного плодородия почвы. В связи с дефицитом удобрений актуальной является проблема максимального учета факторов, определяющих условия питания сельскохозяйственных культур и эффективность удобрений.

Существенное влияние на плодородие почвы и, следовательно, на урожай, оказывает рельеф. В Ростовской области 60% пашни расположено на склонах различной крутизны. Поэтому представляет интерес изучение влияния рельефа на плодородие почвы, продуктивность посева второй по значению в области зерновой культуры - ярового ячменя и эффективность минеральных удобрений. До настоящего времени этот аспект применения удобрений остается малоизученным.

Цель и задачи исследований. Целью проведенных в 2000-2002 тт. исследований являлось изучение пространственного варьирования эффективного плодородия чернозема обыкновенного в склоновых ландшафтах, его влияния на продуктивность ярового ячменя и эффект от подкормок минеральными удобрениями.

Для достижения цели настоящей работы предусматривалось решение следующих основных задач:

Изучить водный и пищевой режимы почвы под ячменем в течение вегетации и варьирование параметров эффективного плодородия в различных микроландшафтах в зависимости от рельефа и удобрений.

Установить зависимость урожайности ячменя, его качества и эффективности удобрений от условий рельефа. г

Установить зависимость продуктивности, ка-̂ всжва лерна ячмёшпи


4 эффективности удобрений от уровня обеспеченности почвы влагой и основными элементами питания в различные периоды развития растений.

Определить экономическую эффективность возделывания ячменя в склоновых ландшафтах при разных уровнях минерального питания.

Разработать дифференцированную систему удобрения ярового ячменя на черноземе обыкновенном, основанную на учете пространственного варьирования показателей эффективного плодородия почвы склоновых ландшафтов.

Научная новизна. Научная новизна проведенных исследований заключается в следующем:

Установлено существенное варьирование по элементам рельефа влагообеспеченности и содержания элементов питания в черноземе обыкновенном.

Изучена зависимость продуктивности ярового ячменя и качества зер- • на от расположения посева в рельефе и обеспеченности почвы влагой и нитратным азотом на ранних этапах развития растений.

Разработана дифференцированная система применения азотных удобрений под яровой ячмень, возделываемый на кормовые цели.

Практическая значимость. Рекомендована дифференцированная система применения минеральных удобрений под яровой ячмень на черноземе обыкновенном, учитывающая экспозицию склона поля и расположение участка на склоне, которая обеспечивает повышение эффективности удобрений при существенной их экономии.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на ежегодных научных конференциях ДонГАУ в 2001-2003 гг., результаты исследований опубликованы в сборниках трудов ДонГАУ, сборниках материалов и тезисов международных, всероссийских и региональных конференций, в центральной печати.

Публикация результатов исследований. Результаты исследований опубликованы в 13 печатных работах.


5 Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения,

10 глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 223 страницах машинописного текста, включает 39 рисунков, 44 таблиц и 48 приложений. Список литературы включает 178 источников, из которых 7 - иностранных.

2. МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

В 2000-2002 гг. были проведены полевые эксперименты с яровым ячменем на производственных посевах в севообороте №2 учебно-опытного хозяйства «Донское» ДонГАУ. Опыты были размешены на полях, имеющих склоны северной и южной экспозиции с уклоном до 2°. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный среднемощный карбонатный (североприазовский) с содержанием гумуса в пахотном слое 3,6-3,7%, рН -7,1-7,4; суммой обменных оснований 38-40 мг.-экв./100 г почвы; содержанием валовых форм N - 0,18-0,20; PjOs - 0,16-0,17; К20 - 2,3-2,4%.

Технология возделывания культуры - общепринятая для зоны. В опыте высевался районированный в Ростовской области сорт ярового ячменя - «Одесский 100», репродукция - элита. Предшественник - кукуруза на зерно. Повторность опыта - четырехкратная. Площадь опытной делянки - 72 м2 (3,6x20 м).

В опыте были использованы следующие удобрения: аммофос (N -12% д.в., Р205 - 50%), аммиачная селитра (N - 34,6% д.в.), калий-электролит (КгО - 42% д.в.). Фоном в опыте служило припосевное внесение 100 кг/га аммофоса (М^Рзо)- Прикорневая подкормка осуществлялась сеялкой СЗ-3,6 в фазу 2-3 листьев поперек посева в трансверсальном направлении. Полная схема опыта приведена в табл. 2. Закладка опытов, проведение наблюдений и учетов в течение вегетации осуществлялись согласно методикам полевых опытов с удобрениями (СВ. Щерба, Ф.А. Юдин, 1975; Ф.А. Юдин, 1980).


6 Исследования проводились полевым и лабораторным методами с ис

пользованием следующих методик: отбор проб почвы - ГОСТ 28168-89; общие требования к проведению анализов - ГОСТ 29269-91; влажность почвы - ГОСТ 28268-89; расчет продуктивной влаги с учетом влажности устойчивого завядания растений ярового ячменя - по Е.В. Агафонову (1992); нитратный азот в почве - ГОСТ 26951-86; подвижные формы фосфора и калия в почве - ГОСТ 26205-91; влага в растительных образцах -ГОСТ 29305-92; азот в растительных образцах - ГОСТ 134964-84; фосфор в растительных образцах - ГОСТ 26657-98; калий в растительных образцах- «Руководство по анализам кормов». (ЦИНАО. М.: Колос, 1982); масса 1000 семян - ГОСТ 18842 - 89; экономическая эффективность - по Баранову Н.Н., 1966; математическая обработка полученных результатов -путем вариационного, дисперсионного и корреляционного анализов по Б.А. Доспехову (1985) с использованием ПЭВМ. Химические анализы почвенных и растительных образцов выполнены на кафедре агрохимии, почвоведения и зашиты растений ДонГАУ, в ГЦАС «Ростовский».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Динамика применения удобрений под полевые культуры и баланс биогенных элементов в Ростовской области в 1990-2002 годах Урожайность зерновых культур в конце прошедшего десятилетия в

Ростовской области сократилась на 40% по сравнению с началом 90-х годов (рис. 1). Основная причина этого - резкое сокращение применения органических и минеральных удобрений в начале 90-х годов. Если в 1990 г. с удобрениями было внесено на 1 га пашни 120 кг NPK, из них 63% - с минеральными удобрениями, то в 1999 г. в области вносилось 0,4 т/га навоза и около 5 кг/га пашни минеральных удобрений по действующему веществу. Несмотря на снижение урожайности полевых культур в этом десятилетии, и, следовательно, выноса элементов питания, дефицит баланса NPK (в среднем) устойчиво повышался с 39,6 кг/га в 1991 г. до 83,5 кг/га в 2000 г.


Уро зе

кул!

30 -1

25 -

20 -

15 -

10 -

жайность )новых лур, ц/га

1

- о - Урожайность -•-Применение удобрений

—i 1 1 1 h-

Внесение минеральных удобрений, кг

д.в./га т 60

1

• 50

-40

- 30

-20

- 10

-0 1991г. 1993 г. 1995 г. 1997 г. 1999 г. 2000 г. 2001г. 2002 г.

Рис. 1. Динамика урожайности зерновых культур и применения минеральных удобрений в Ростовской

области, 1991-2002 гг.

В начале текущего десятилетия отмечен рост урожайности зерновых и других культур. Кривая изменений урожайности зерновых культур очень близка к кривой изменения количества применяемых минеральных удобрений. За десятилетний период с 1993 по 2002 гг. урожай зерновых культур более чем на 90% (г=0,963±0,121) определялся уровнем применения минеральных удобрений. Несомненно, что дальнейший рост продуктивности пашни в Ростовской области в ближайшее время будет связан с улучшением минерального питания растений. Однако совершенно очевидно, что рост применения удобрений значительно отстает от темпов увеличения урожайности.

В этой ситуации на передний план выходят вопросы наиболее рационального применения минеральных удобрений, которое бы обеспечило оплату каждого килограмма д. в. удобрений 12-15 кг зерна и выше. Один из


8 путей решения этой проблемы - разработка дифференцированных систем удобрения полевых культур, опирающихся на учет варьирования плодородия почвы в агроландшафтах со сложным рельефом. В Ростовской области это направление особенно важно, поскольку 60% пашни расположено на землях, имеющих уклон 0,5 и более градусов (Агафонов ЕЛ., Полуэк-тов Е.В., 1999). Еще выше доля склоновых земель в центральной, северозападной, северо-восточной и северной агроклиматических зонах области.

3.2. Влияние рельефа и удобрений на динамику продуктивной влаги и элементов питания в почве под яровым ячменем

В период от посева до образования 2-3 листьев влагообеспеченность почвы в среднем за годы исследований превышала 100 мм (рис. 2). Преимущество северного склона над южным составляло в этот период в среднем 7 мм. На средней и нижней частях северного склона оно перед посевом достигало 8,2-10,7 мм. В верхних частях склонов обеих экспозиций количество влаги в почве было практически одинаковым. На северном склоне более выражено преимущество во влагообеспеченности ниже расположенных участков склона по сравнению с верхними. Оно составляло 10,3-14,5 мм, различия по влагообеспеченности частей южного склона находились в пределах 5,4-7,2 мм. Интенсивность потребления влаги посевом ячменя на склоне северной ориентации в течение первой половины вегетации была выше, чем на южном. В последующем более интенсивное уменьшение запаса влаги отмечено на делянках склона южной ориентации, по-видимому, в связи с большим испарением с поверхности почвы и повышенной транспи-рацией вследствие более интенсивного солнечного облучения.

Прикорневая подкормка ячменя способствовала увеличению потребления влаги посевом и снижению влажности почвы на 6-10 мм во все периоды развития растений. В динамике изменения влажности почвы в течение вегетации на вариантах с повышенной обеспеченностью элементами питания прослеживаются те же тенденции, что и на фоновых.


Склон северной экспозиции

-140-Склон южной экспозиции

Посев 2-3листа Кущение Выходе Колошение Полна! Посев 2-3листа Кущение Вых трубку спелость тру

ШШЗ Верхняя часть склона, фон I I Средняя часть склона, фон ВОВ Нижняя час —•— Верхняя часть склона, N50 —О— Средняя часть склона, N50 —•— Нижняя час

Рис. 2. Динамика продуктивной влаги в слое почвы 0-100 см под ячменем Среднее за 2000-2002 гг.


10 Распределение нитратного азота в почве склонов северной и южной

экспозиции на ранних стадиях развития растений ячменя имело аналогичную, но более выраженную картину, чем продуктивной влаги (рис» 3).

В среднем за три года преимущество склона северной экспозиции по сравнению с южной по содержанию нитратного азота в почве проявилось. только перед посевом и только в нижней части склона. Здесь на северном склоне в почве было на 17,3 кг/га нитратов больше, чем на южном.

В дальнейшем различия между склонами по этому признаку были выражены слабо. Запас N-N03 до фазы кущения, как правило, был больше в нижней части склона. В последующем различия становятся минимальными, а к полной спелости ячменя нитратов здесь даже несколько меньше, чем выше по склону. Это обстоятельство связано с повышенным потреблением азота растениями, развивающимися в более благоприятных условиях.

Анализ динамики обеспеченности почвы нитратным азотом на каждой части склона в среднем по двум экспозициям показывает, что до фазы кущения преимущество нижних частей склонов по сравнению с верхними и средними несомненно и достигает 20-28 кг/га. В дальнейшем различия незначительны и неопределенны. Между средней и верхней частью склона они имеют такой характер в течение всей вегетации.

При внесении азотной подкормки (N50) повышение обеспеченности почвы нитратным азотом по сравнению с фоном составляет 13,2-14,7 кг/га и сохраняется до фазы колошения на северном склоне и до фазы выход в трубку — на южном, равно как и преимущество нижних частей склонов по сравнению с верхними. На этих вариантах в целом по склону северной экспозиции нитратного азота в течение всей вегетации было на 3-8 кг/га больше, чем на противоположном склоне. Разница была максимальной в фазу колошения.


Содержание нитратного азота, кг/га

II


12 На вариантах без проведения азотной подкормки в фазу кущения дозой 50 кг/га в динамике изменений запаса N-NO3 в 60-сантиметровом слое почвы в среднем по всем частям склонов северной и южной экспозиций существенных различий нет. При внесении азотных удобрений в подкормку преимущество нижней части склона постепенно ослабевает до фазы колошения растений. На последнем этапе вегетации ячменя падение содержания нитратного азота в почве нижней части склона проявляется сильнее, чем на остальных элементах рельефа.

Содержание подвижного фосфора в почве опытных участков во все годы исследований находилось в пределах средней обеспеченности (рис. 4). Наиболее отчетливо проявилась тенденция увеличения обеспеченности фосфором при продвижении вниз по склону. Она характерна для склонов обеих экспозиций в течение всей вегетации. Нижняя часть склона отличалась большим содержанием подвижного фосфора и при дополнительном внесении фосфорных удобрений. Преимущество средней части склона по сравнению с приводораздельной устойчиво проявлялось лишь до фазы выход в трубку. В дальнейшем четкой тенденции не просматривалось.

Существенно увеличивалась подвижность фосфорных соединений почвы при внесении 100 кг/га аммофоса при посеве ячменя - в среднем на 4,5 мг/кг почвы. В дальнейшем на северном склоне падение кривой обеспеченности почвы фосфором выражено слабее, чем на южном. На вариантах с фосфорной подкормкой ячменя преимущество северного склона по сравнению с южным проявлялось еще более заметно, причем разница в течение вегетации увеличивалась.

В целом за все годы исследований обеспеченность обменным калием почвы опытного участка находилась на среднем уровне. Различия по этому показателю между всеми элементами рельефа выражены слабо. Так, почва северного склона была несколько больше обеспечена обменным калием, чем южного. По участкам склонов можно отметить тенденцию увеличения обеспеченности почвы К20 перед посевом при продвижении вниз


-40-

Склон северной экспозиции

Склон юж экспозиц

Посев 2-3листа Кущение Выходе Колошение Полная трубку спелость

Посев 2-3листа Кущение В

Верхняя часть склона, фон I Верхняя часть склона, Р50 —О-

I Средняя часть склона, фон • • • Нижняя ч • Средняя часть склона, Р50 —•— Нижняя ч

Рис. 4. Динамика подвижного фосфора в слое почвы 0-40 см под ячме Среднее за 2000-2002 гг.


14 по южному склону. Однако эта тенденция во все годы была статистически недостоверной. Более высокая обеспеченность аккумулятивной части северного склона по сравнению с остальными отмечалась от фазы кущения до конца вегетации. По-видимому, при большей влажности почвы равновесие между необменной и обменно фиксированной формами калия больше сдвигается в сторону последнего.

33 . Влияние удобрений на урожайность ячменя и качество зерна Урожай зерна ячменя на северном склоне в среднем за 3 года иссле

дований находился в пределах 2,55-4,77 т/га (табл. 1). Таблица 1

Влияние рельефа северного склона и минеральных удобрений на урожайность зерна ярового ячменя, т/га. Среднее за 2000-2002 гг.

Вариант

опыта

Фон

N2j

N5o

N50PJO

NjoPsoK» НСР05 части склона НСРо5 удобрений НСР05 частных различий

часть склона

верхняя

2,55

3,58

4 ,33-

4,63

4,54

средняя

3,11 4,17

4,47

4,63

4,75

нижняя

3,59

4,77

4,64

4,77

4,74

Прибавка к фону на части склона

верхней

т/га

_ 1,03

1,78

2,08

1,99

%

-

40,4

69,8

81,6

78,0

средней | нижней i

т/га

-

1,06

U 6

1,52

1,64

%

-

34,1

43,7

48,9

52,7

т/га

-

1,18

1,05

1,18

1,15

%

-

32£

29,2

32,9

32,0

0,23

0,26

0,57

Аккумулятивный микроландшафт превосходил по этому показателю верхний на 40,8%. Подкормка растений 25 кг/га д.в. азотных удобрений было одинаково эффективна во всех микроландшафтах: продуктивность посева повысилась на 1,03-1,18 т/га. Действие удвоения дозы аммиачной


15 селитры зависело от местоположения посева в рельефе. В нижней части склона улучшение азотного питания растений не повлияло на урожай зерна, в транзитном микроландшафте урожай повысился на 0,3 т/га (6,7%), в верхней части склона - на 0,75 т/га (20,9%).

На вариантах с внесением удобрений действие рельефа на продуктивность посева в значительной степени нивелировалось. Минимальная вариабельность урожая ячменя отмечена при внесении максимальной дозы азотных, а также комплексных удобрений. Эффективность фосфорных удобрений зависела от обеспеченности почвы этим элементом питания, которая также определялась условиями рельефа. Наибольшая прибавка урожая получена при содержании PiOs в почве около 20 мг/кг. Повышение обеспеченности почвы фосфором до 22-25 мг/кг при продвижении вниз по склону снижало действие макроэлемента на урожай - прибавка 0,16-0,13 т/га. Калий на склоне северной экспозиции эффекта не дал.

В среднем за 2001-2002 сельскохозяйственные годы проявились те же тенденции, что и за 3 года (табл. 2). Общий уровень урожайности по всем вариантам при сравнении данных за 2 и 3 года очень близок. Урожай ячменя на южном склоне был ниже, чем на северном, вследствие менее благоприятной динамики параметров эффективного плодородия почвы, В верхней и средней частях южного склона урожайность зерна на вариантах без удобрений практически не различалась. Азот в дозе N25, внесенный перед кущением, во всех микроландшафтах дал одинаковый эффект. Азотная подкормка в максимальной дозе также обеспечила равное повышение урожайности. Как и на противоположном склоне, увеличение урожая при внесении фосфорных и фосфорно-калийных удобрений носило характер тенденции. Тем не менее, максимальная продуктивность ячменя отмечена в верхней и нижней частях склона именно при внесении NP, а на транзитном участке рельефа максимум урожайности был на варианте с полным удобрением.


16 Таблица 2

Влияние рельефа и минеральных удобрений на урожай зерна ярового ячменя. Среднее за 2001-2002 с.-х. годы

Вариант опыта

Фон

N25

N50

N50P50

NsoPsoKso HCPos экспозиции HCPos части склона НСР05 удобрений HCPos частных различий

верхняя

2,40

3,63

4,19

4,46

4,38

Экспозиция, часть склона

северная

средняя

3,11

4,10

4,29

4,38

4,61

нижняя

3,44

4,73

4,50

4,61

4,55

верхняя

2,17

3,15

3,61

3,82

3,61

0,16 0,22 0,27

0,69

южная

средняя

2,28

3,18

3,64

3,78

3,87

нижняя

2,46

3,39

3,85

4,05

3,89

В верхней части склона в среднем по двум экспозициям просматривается увеличение действия от удобрений при повышении дозы азота и добавлении к ней фосфора. В транзитном микроландшафте эффект от этих изменений слабее, но проявляется положительное влияние калия. В нижней части склона в целом по обеим экспозициям фактически только внесение N25 дало существенный результат, а увеличение дозы азота и количества элементов питания в подкормке было неоправданным.

Наиболее полно условия азотного питания растений отражает показатель N-solvert - сумма нитратного азота почвы и удобрений перед их внесением. Тесные зависимости получены при анализе влияния на урожай содержания продуктивной влаги и N-solvert в фазу 2-3 листьев. Следовательно, эффективное плодородие почвы в этот период может быть использовано для диагностики условий корневого питания растений ячменя. При содержании продуктивной влаги в метровом профиле почвы менее 100 мм в фазу


17 2-3 листьев зависимость урожайности ячменя от уровня азотного питания на склонах обеих экспозиций носила линейный характер и описывалась уравнениями регрессии у = 0,037х + 0,227 на северном и у = 0,014х + 1,114 - на южном. При обеспеченности почвы влагой в этот же срок свыше 100 мм зависимость урожая ячменя от N-soIvert была криволинейной (рис. 5). Отмечено, что оптимум этого показателя на склоне северной экспозиции достигается при 150 кг/га азота. На южном - 170 кг/га. Урожайность зерна ячменя на южном склоне на 70% обусловлена уровнем N-solvert в фазу 2-3 листьев (г„»у=0,834). На северном склоне эта зависимость выражена слабее - rM»/=-0,767. Кривая зависимости урожая ячменя от N-solvert нарастает более быстрыми темпами на южном склоне по сравнению с северным. Возможно, такая картина обусловлена различием условий минерализации органического вещества и нитрификации в почве различных склонов. На склоне северной ориентации более высокая влажность почвы в течение вегетации создавала благоприятные условия для нитрификации, в связи с чем оптимум N-solvert здесь ниже и в целом отзывчивость посева на улучшение условий азотного питания хуже.

Зерно ячменя с более высокими кормовыми достоинствами в среднем за 2 года исследований получено на склоне южной экспозиции (табл. 3). На фоновых вариантах здесь белковость зерна в среднем была на 0,8% выше, чем на северном склоке. Местоположение посева на склоне оказало меньшее влияние на этом показатель. В большей степени повышению белковости зерна способствовали азотные удобрения. Эффект от фосфорных удобрений не превышал на всех элементах рельефа 0,2%. Применение калия способствовало некоторому снижению количества сырого протеина на всех элементах рельефа. Наибольшая белковость зерна получена в аккумулятивном микроландшафте на варианте N50P50, в среднем по склонам северной и южной экспозиций — 15,9%.


18

2 5 н g4 о X

3 3

о >> 2

У ;

•

= -0,0002х2 * 0,0595х + 0,7752

•

•

• ^

• ^ — • " —

• у = -О.ОООЗх2

-1 1

-»

+ 0,102х-•4,1728

О 50 100 150 200 Сумма азота почвы и удобрений, кг/га

• северный склон • южный склон Рис. 5. Зависимость урожайности ячменя от суммы азота почвы и удобрений при влагобеспсченности слоя почвы 0

100 см свыше 100 мм в фазу 2-3 листьев в 2000-2002 гг.

250

Таблица 3 Влияние рельефа и минеральных удобрений на содержание

сырого протеина в зерне ярового ячменя, %. Среднее за 2001-2002 гг.


Фон

N25

N50

N5 0P5 0

N50P50K50


северная

верхняя

13,5

14,0

14,6

14,8

14,5

средняя

13,5

13,7

14,7

14,9

14,4

нижняя

13,4

14,0

15,3

15,3

14,9

южная

верхняя

13,8

14,3

15,3

15,4

15,3

средняя

14,0

14,7

15,7

15,7

15,5

нижняя

14,1

15,0

16,0

16,4

16,2


19 В среднем за 2001-2002 гг. сбор сырого протеина был выше на скло

не северной ориентации (табл. 4). Применение азота в минимальной дозе было высокоэффективным на обоих склонах. Удвоение дозы азота способствовало дальнейшему существенному росту белковой продуктивности посева. Подкормка посева фосфором на фоне азота дала примерно одинаковый эффект на обоих склонах. В среднем по сбор протеина увеличился на 27 кг/га. Четкой картины изменения эффекта от фосфорных удобрений при продвижении вниз по склонам обеих экспозиций не наблюдалось. Действие калия на фоне азота и фосфора на белковую продуктивность посева было недостоверным.

Применение удобрений способствовало уменьшению преимущества северного склона по сбору белка с 1 га. На фоновых вариантах различия составляли 19,8%, при внесении N5o, а также комплексных удобрений, этот показатель уменьшался до 10%.

Таблица 4 Влияние рельефа и минеральных удобрений

на сбор сырого протеина с 1 га, кг. Среднее за 2001-2002 гг.


Фон

N25

N50

N50P50

NsoPsoKso HCPos ЭКСПОЗИЦИИ HCPo5 части склона НСР05 удобрений HCPos частных различий


северная

верхняя

277,6

435,5

524,3

567,7

546,2

средняя

359,7

481,3

542,3

561,3

570,9

нижняя

396,4

569,5

590,2

604,6

583,0

южная

верхняя

256,6

387,4

473,5

504,3

475,0

средняя

274,5

400,6

491,5

508,8

515,9

нижняя

298,3

435,9

529,8

569,5

540,3

32,3 36,1 453 110,4


20 При продвижении вниз по склонам обеих экспозиций содержание

сырого протеина в урожае зерна ячменя на фоновых вариантах и при подкормке N2s равномерно возрастало. С увеличением дозы азота до 50 кг/i-a различия в сборе белка между верхней и средней частью склонов существенно уменьшались, а на азотно-фосфорных вариантах этот показатель был одинаков. Сохранялось только преимущество аккумулятивного микроландшафта. Здесь получены максимальные значения сбора белка: 604,6 кг/га на северном склоне и 569,5 кг/га - на южном. В элювиальном микроландшафте также оптимальным был вариант N5oPso на обоих склонах. В транзитном микроландшафте сбор белка повышался с включением в состав удобрения калия, однако эта тенденция выражена слабо, различия с вариантами NjoPso недостоверны.

3.5. Экономическая эффективность возделывания ярового ячменя в склоновом агроландшафте

Экономический анализ эффективности возделывания ярового ячменя в склоновом ландшафте выявил, что возделывание ярового ячменя на кормовые цели наиболее рентабельно в целом на северном склоне. В среднем за 200 J-2002 гг. здесь получено на 1167 рубУга больше условно чистого дохода, рентабельность производства зерна на 20% выше, а его себестоимость снизилась на 230,4 рубУт. При продвижении опытных делянок вниз по склонам обеих экспозиций существенно возрастает стоимость полученной продукции, чистый доход и норма рентабельности, снижается себестоимость 1 т зерна. На склоне южной экспозиции эта тенденция выражена слабее, чем на северной.

Наибольший экономический эффект дали азотные удобрения. В верхней части склона северной экспозиции внесение N5o в прикорневую подкормку способствовало улучшению экономических показателей по сравнению с N25. В транзитном микроландшафте эффективность этих доз была равноценна. В аккумулятивном микроландшафте лучшие экономические показатели получены при внесении азота в дозе 25 кг/га.


21 На всех участках склона южной экспозиции больший эффект дос

тигнут на варианте N5o- Применение на фоне N50 фосфора и калия способствовало ухудшению всех экономических параметров вследствие низкой эффективности этих удобрений.

Результаты анализа влияния условий рельефа и минеральных удобрений на урожайность ячменя, а также экономической эффективности удобрений, позволили разработать дифференцированный подход к проведению азотной подкормки растений в фазу 2-3 листьев: дозу N25 надо применять в транзитном и аккумулятивном микроландшафтах северного склона, N«o — на остальных элементах рельефа.

Дифференцированное применение удобрений в склоновом агро-ландшафте не снижает продуктивность посева, способствует повышению условно чистого дохода на 78-403 рубУга, рентабельности на 2,6-7,5%, снижению себестоимости 1 т продукции на 16-68 руб./т(табл. 5).

Таблица 5 Экономическая эффективность дифференциации системы удобрения

ярового ячменя в склоновом агроландшафте. Среднее за 2001-2002 гг.

Доза удобрений в прикорневой под

кормке

N25

N50

Дифференцированная

Уро

жай

ност

ь,

т/га

3,70

4,01

4,02

Сто

имос

ть п

ро

дукц

ии, р

уб./г

а

6462

7019

7031

Всег

о за

трат

, ру

бУга

4397

4629

4563

Усл

овно

чис

тый

дохо

д, р

убУ

га

2065

2390

2468

Рент

абел

ьнос

ть,

%

46,7

51,6

54,2

Себ

есто

имос

ть

прод

укци

и,

руб.

/т

1214

1162

1146


22

ВЫВОДЫ

1. Влагообеспеченность обыкновенного чернозема на склоне северной экспозиции несколько выше, чем южного. В начале вегетации ячменя в метровом слое почвы разница в запасе продуктивной влаги составила 6 мм. Преимущество нижней части склона по сравнению с верхней по содержанию влаги на северной экспозиции составляла 14,5 мм, на южном — 6 мм. В период выход в трубку-колошение различия во влагообеспеченно-сти почвы на всех элементах рельефа сглаживались.

2. Перед посевом ячменя обеспеченность почвы северного склона нитратным азотом по сравнению с южным была выше на 10% . Различия были обусловлены в основном аккумулятивным микроландшафтом, где они составляли 17 кг/га. Содержание нитратного азота в почве повышалось при снижении высотной отметки: в нижней части по сравнению с приво-дораздельной на северном склоне на 30 кг/га, на южном - на 20 кг/га. Внесение азотных удобрений в подкормку увеличивало содержание нитратного азота в почве на 13-15 кг/га независимо от рельефа. Различия между фоновыми вариантами на всех элементах рельефа сглаживались к кущению, между ними и вариантами с азотной подкормкой - к полной спелости.

3. Содержание в почве подвижного фосфора в годы исследований находилось на уровне средней обеспеченности. Преимущество северного склона по этому показателю в целом было несущественным. В аккумулятивных частях рельефа содержание фосфора в течение всей вегетации было выше, чем в элювиальных и транзитных, на 2-4 мг/кг. Преимущество по содержанию P2Os в почве на вариантах с внесением фосфорных удобрений по сравнению с фоновыми сохранялось до конца вегетации, равномерно снижаясь.

4. Обеспеченность почвы обменным калием северного и южного склонов мало зависела от рельефа. Перед посевом ячменя она находилась на уровне 250-260 мг/кг. Подкормка калием также несущественно влияла на содержание обменного калия в почве.


23 5. На урожайность ярового ячменя существенное влияние оказали

различия в обеспеченности почвы влагой и элементами питания на различных элементах рельефа в начале вегетации. На фоновых вариантах южного склона она в среднем была на 30% меньше, чем на северном, а при продвижении вниз по склону различия увеличивались до 1,04 т/га (41%).

6. Подкормка растений 25 кг/га д.в. азотных удобрений была эффективна на всех частях северного и южного склонов. Повышение дозы азота до NSo существенно увеличивало урожайность зерна на всех элементах рельефа, за исключением транзитного и аккумулятивного микроландшафтов северного склона. Фосфорные удобрения, вносимые в подкормку, при содержании в пахотном слое почвы свыше 25 мг/кг подвижного фосфора изменений урожайности не вызывали. Максимальная урожайность ячменя на элювиапьном и аккумулятивном участках рельефа обоих склонов получена на вариантах с подкормкой NP, на транзитной части склонов - NPK, однако изменения урожайности под действием фосфорных и калийных удобрений недостоверны. Под влиянием удобрений действие рельефа на урожайность ячменя нивелировалось.

7. Оптимальным уровнем суммы нитратного азота в слое почвы 0-60 см в фазу 2-3 листьев ячменя и азота, вносимого в подкормку, на северном склоне при влагообеспеченности метрового профиля почвы свыше 100 мм является 150 кг/га, на южном - 170 кг/га. Продуктивность посева ярового ячменя составляла соответственно 5,5 и 5,1 т/га.

8. Зерно ярового ячменя на южном склоне содержало на 0,8% больше сырого протеина, чем на северном, с продвижением вниз по склонам обеих экспозиций белковость увеличивалась в среднем на 0,5%. В наибольшей степени улучшали кормовые достоинства зерна азотные удобрения. Минимальная доза азота увеличивала белковость зерна на 0,5-0,7%, NJ0 - на 1,4-1,8%. Фосфор и калий существенного влияния на этот показатель не оказали.


24 9. Сбор сырого протеина был выше на 14,3% на склоне северной

ориентации. Понижение опытных делянок в рельефе в среднем по северному и южному склонам способствовало увеличению сбора протеина с зерном на 66,9 кг/га (15%). Прикорневая подкормка дозой N2s увеличила сбор протеина на 141,2 кг/га (45,5%). Удвоение дозы азота повысила сбор белка с урожаем до 5253 кг/га. Применение на фоне N5Q фосфора и калия было неэффективным.

10. Экономическая оценка эффективности возделывания ячменя в склоновом ландшафте показала, что дифференцированный подход к применению удобрений способствует экономии удобрений, повышению условно чистого дохода на 78-403 руб./га, рентабельности на 2,6-7,5% по сравнению с удобрением всего ландшафта одной дозой азотных удобрений.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

При возделывании ярового ячменя на кормовые цели на черноземе обыкновенном с уклоном поля до 2° необходимо на фоне припосевного внесения 100 кг/га аммофоса проводить прикорневую азотную подкормку растений в фазу 2-3 листьев дозой 25 кг/га д.в. в транзитной и аккумулятивной частях северного склона и дозой 50 кг/га — в остальных микроландшафтах северного и южного склонов.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы: 1. Громаков А.А. Зависимость урожайности ярового ячменя и ее про

странственного варьирования от агроэкологических условий произрастания // Пути решения экологических проблем в сельском хозяйстве: Сб. материалов молодежной научной конференции, п. Персиановский, 2000. -С. 65-66.

2. Громаков А.А., Агафонов Е.В. Учет афоэкологических условий как разработка ресурсосберегающей • технологии возделывания ячменя //


25 Биосферосовместимые и средозашитные технологии при взаимодействии человека с окружающей средой: Сб. материалов VI Международ* ной научной конференции. Пенза, 2001.-С. 102-104.

3. Громаков А.А., Агафонов Е.В. Влияние условий питания в ранние этапы развития на урожайность ярового ячменя // Применение удобрений и средств защиты растений для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и плодородия почв в Ростовской области: Сб. научных трудов, п. Персиановский, 2002. -С. 56-61

4. Громаков А.А., Колосова А.Г. Влияние рельефа на перераспределение продуктивной влаги и содержания нитратного азота в почвах микроландшафтов на ранних этапах развития растений ярового ячменя // Экологические аспекты агроландшафтов: Сб. материалов молодежной научной конференции, п, Персиановский, 2002. -С. 17-18

5. Громаков А.А., Глазунов А.А. Зависимость урожайности ярового ячменя от содержания продуктивной влаги и нитратного азота в почве на ранних этапах развития // Экологические аспекты агроландшафтов: Сб. материалов молодежной научной конференции, п. Персиановский, 2002.-С. 18-19

6. Громаков А.А., Федюшкин А.А. Влияние рельефа и удобрений на продуктивность посева ярового ячменя //Экологические аспекты агроландшафтов: Сб. материалов молодежной научной конференции. п. Персиановский, 2002. -С. 20

7. Громаков А.А., Агафонов Е.В. Некоторые агрохимические аспекты плодородия почв различных микроландшафтов и их влияние на продуктивность агроценоза и эффективность азотных удобрений // Бюллетень ВИУА № 116. Москва, 2002. -С. 202-205.

8. Агафонов Е.В., Агафонова Л.Н., Гущин И.И., Громаков А.А. Основные тенденции земледелия в Ростовской области за 1999-2002 гг. // Проблемы плодородия почв на современном этапе развития: Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции. Пенза, 2002. -С. 67-70.


26 9. Громаков А.А., Агафонов Е.В. Условия питания в ранние этапы разви

тия и урожайность ярового ячменя // Проблемы плодородия почв на современном этапе развития: Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции. Пенза, 2002. -С. 198-200.

Ю.Агафонов Е.В., Агафонова Л.Н., Громаков А.А., Гущин И.И. Обеспеченность сельскохозяйственных культур в Ростовской области биогенными элементами и пути повышения плодородия почвы // Плодородие.- №5.- 2002 г. -С. 2-6

П.Громаков А.А. Влияние условий питания на продуктивность посева ярового ячменя и эффективность удобрений // Проблемы развития аграрного сектора экономики и пути их решения: Материалы республиканской научно-практической конференции, п. Персиановский, 2003. -С. 181-182.

12. Агафонов Е.В., Громаков А.А. Основные тенденции применения удобрений в Ростовской области и некоторые пути повышения их эффективности // Управление плодородием агроландшафтов юга России: Сб. научных трудов. Ростов-н/Д, 2003. -С. 13-16

13. Громаков А.А., Бушмин Е.Л. Экологическая оптимизация применения азотных удобрений на ячмене // Экологические аспекты агропромышленного комплекса: Сб. материалов молодежной научной конференции. п. Персиановский, 2003. -С. 70


Громаков Антон Александрович

ВЛИЯНИЕ РЕЛЬЕФА И УДОБРЕНИЙ НА ПЛОДОРОДИЕ

ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ

Автореферат

Подписано в печать 11.03.2004. Формат 60x84 VIA. Бумша офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,5. Уч.-изд. л. 1,41. Тираж 100 экз. Заказ 347.

Типография ЮР! ТУ (НПИ) 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132

Тел., факс (863-52) 5-53-03 E-mail: lvpopraphv(&novoch.ru



Documents

778.влияние рельефа и удобрений на плодородие чернозема обыкновенного и продуктивность ярового ячменя