Эффективность удобрений в совместных посевах сои и кукурузы на выщелоченном черноземе западного Предкавказья

Научно-технический бюллетень

Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур 2004, вып. 1

Н.М. Тишков,

кандидат сельскохозяйственных наук-

ВНИИ масличных культур

ЭФФЕКТИВНОСТЬ УДОБРЕНИЙ В СОВМЕСТНЫХ ПОСЕВАХ СОИ И КУКУРУЗЫ НА ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЧЕРНОЗЕМЕ ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

УДК 633.853.52+633.25:631.8

В связи с дефицитом белка в кормах большое значение имеют совместные посевы сои и кукурузы на зеленый корм или силос, что позволяет значительно увеличить сбор протеина и повысить ценность кормов.

Соя и кукуруза имеют некоторые общие биологические особенности. Так. семена обоих культур прорастают при одинаковой температуре, что позволяет высевать их в один срок. С наступлением у кукурузы молочно-восковой спелости у сои образуются налитые зеленые бобы, поэтому зеленая масса убирается в период максимального накопления питательных веществ обоими культурами.

Влияние удобрений на урожайность кукурузно-соевой смеси изучено недостаточно. Куркаев В.Т. (1972) в своих исследованиях показал, что урожайность в совместных посевах кукурузы и сои увеличивается главным образом от внесения азотных удобрений. В опытах Ружейникова Н.М. (968) в Саратовской области прибавки урожая кукурузно-соевой смеси получены только при внесении под основную обработку почвы полного минерального удобрения в дозе М6оР60К60, причем в основном за счет роста урожайности кукурузы.

В стационарном полевом опыте ВНИИ масличных культур на выщелоченном черноземе (г. Краснодар) проведены исследования в специализированном зернопропаш-ном севообороте с масличными культурами по изучению влияния минеральных удобрений на продуктивность совместных посевов кукурузы и сои на зеленую массу.

Опыты проводили в 1979-1982 гг. (вторая ротация). Удобрения вносили осенью под зяблевую вспашку. Система основной обработки почвы состояла из двукратного дискового лущения стерни и отвальной вспашки в октябре на глубину 20-22 см. Весной проводили выравнивание зяби и предпосевную культивацию на глубину заделки семян. В 1981 и 1982 гг. применяли почвенный гербицид дуал. Сев проводили в оптимальные сроки сортом кукурузы ВИР-42 и сортом сои Комсомолка широкорядным способом с междурядьями 70 см по схеме: 2 рядка кукурузы и рядок сои (2 : 1). Уход за посевами состоял из 2 междурядных культиваций и при необходимости ручных прополок. К уборке густота стояния растений составляла 45-50 тыс./га кукурузы и 100-120 тыс./га сои. Учет урожая зеленой массы проводили вручную в фазу молочно-восковой спелости у кукурузы в третьей декаде июля-первой декаде августа.

Полученные в первой ротации севооборота (1972-1975 гг.) данные показали, что максимальный урожай зеленой массы кукурузно-соевой смеси обеспечивается внесением под зябь азотно-фосфорного удобрения, а включение калия не оказывает положительного влияния на урожайность (Н.Т. Агаркова, Л.И. Токарева, 1978).

Во второй ротации севооборота водообеспеченность растений кукурузы и сои на примере контрольного (без удобрений) и удобренного (1Ч40Р6п) вариантов характеризовалась следующими показателями (табл. 1, 2).

Весенние запасы продуктивной влаги в почве контрольного и удобренного вариантов были весьма близкими по всем горизонтам почвы, но в систематически удобряе-

мой почве ее количество было меньше в горизонте 0-100 см на 4,0 мм (2,7 %), 101-200 см на 7,5 мм (5,5 %), 201-300 см - на 2,5 мм (2,2 %) за счет более высокого потребления влаги предшествующими культурами севооборота.

Таблица 1. Запасы продуктивной влаги в почве под совместными посевами кукурузы и сои

__'_____ВНИИМК, в среднем за 1979-1982 гг.

Слой почвы, см Исходные запасы (перед севом) Остаточные запасы (перед уборкой) Использование почвенных запасов влаги за вегетацию, %

контроль - без удобрений контроль - без удобрений КЛ контроль -- без удобрений ^40^60

0-100 147,0 143.0 79,8 61,2 45.7 57.2

101-200 136,4 128,9 117,1 91.9 14,2 28,7

201-300 111,8 109,3 111,0 104.4 0,7 4,5

Полученные данные показывают, что совместные посевы кукурузы и сои используют влагу преимущественно из слоя 0-100 см (на 45,7 % в контроле и 57,2 % при внесении удобрений), в то время как из второго метра почвенного профиля потребление влаги посевами составило соответственно 14,2 и 28,7 %. Влага третьего метра растениями практически не использовалась. Так же как и под предшествующими культурами севооборота, под кукурузно-соевой смесью в конце вегетации прослеживаются меньшие запасы влаги в удобренном варианте по сравнению с контролем.

Удобренные совместные посевы кукурузы и сои на формирование урожая зеленой массы израсходовали больше воды, чем неудобренные, но коэффициент водопотреб-ления при использовании удобрений был немного меньшим

Таблица 2. Водопотреблепие совместными посевами кукурузы и сои

_____ВНИИМК. в среднем за 1979-1982 гг.

Суммарный Урожайность Коэффициент

Вариант опыта расход воды. зеленой массы. водопотребления. м'/т зеленой массы

м7га т/га

Контроль - без удобрений 2025,0 25,6 79,1

М4РР60 ' 2171,0 27.8 78.1

За вегетационный период удобренные растения кукурузы и сои на образование урожая зеленой массы израсходовали воды на 146 м'7га (7,2 %) больше, чем неудобренные, но их урожайность была на 2,2 т/га (8,6 %) выше и коэффициент водопотребления уменьшился на 1,0 ,\Г воды на тонну зеленой массы, или на 1,3 %. Это свидетельствует о более продуктивном использовании влаги растениями на фоне удобрения.

За две ротации севооборота произошли существенные изменения в агрохимических свойствах чернозема выщелоченного под совместными посевами кукурузы и сои (табл. 3).

В сравнении с исходными показателями, в среднем по четырем полям за 1979-1982 гг. отмечено значительное подкисление почвы, снижение суммы обменных оснований и степени насыщенности почвы основаниями, содержания гумуса и обменного калия. но вследствие применения минеральных и органических удобрений возросли запасы подвижного фосфора и подвижность фосфатов.

Содержание гумуса уменьшилось в пахотном слое почвы с 4,07 до 3,50-3,64 %, в подпахотном (21-40 см) - с 3,95 до 3,27-3,42 % и в горизонте 41-60 см - с 3,71 до 3,03-.1.1-? /0.

Таблица 3. Агрохимические свойства чернозема выщелоченного под совместными посевами кукурузы и сои при длительном применении удобрений

ВНИИМК, в среднем за 1979-1982 гг.

Внесено Слой Содержание Подвижность Нг Я

удобрений почвы, гумус. р,0. | К20 фосфатов, рИка мг-экв. на У.%

за 15 лет см % мг/100 г мг/л 100 г почвы

Исходные 0-20 4.07 18,2 30,6 0,075 6.2 4,4 32.9 88.2

показатели 21-40 3,95 16,8 31.4 0,058 6,2 3.6 33.7 90,3

(в ср. за 1964-1967 п\) 41-60 3,71 14,0 30,9 0,068 6.2 2,8 34,8 92.5

Контроль - 0-20 21-40 3,54 3,31 20,4 16.2 27,5 27,1 0,154 0.123 5,2 5,5 4,3 3,2 28.4 29.9 86.9 90.2

без удобрений 41-60 3,12 14,6 25,0 0.090 5,7 2.5 31.8 92.6

0-20 3,56 22.2 27.1 0,169 5,3 4.9 27.9 85.0

N670^530^60 21-40 3,32 17,4 25,4 0.133 5,6 3.3 30.2 90,1

41-60 3.10 15,8 25,2 0,100 5.7 2,3 31.3 93,3

Т^94ОРЙ 10К120 г 0-20 3,50 23,0 28,9 0,189 5.2 5.0 27 3 84.5

21-40 3,27 18,0 26,2 0,152 5,4 3.7 28.9 88.6

20 т/га навоза 41-60 3,13 15,8 26,0 0.130 5,6 2,5 30.4 92.4

0-20 3,52 24,9 28,3 0,213 5,2 4,7 27.4 85.3

^."иоРмооК^о 21-40 3.34 18.4 26,9 0,143 5,4 4.0 29,0 87.8

41 -60 3.12 15,7 26,2 0,120 5,7 2,6 30.6 92.8

0-20 3.64 24,6 31,5 0,222 5,0 5.4 27.1 83,2

N1430^1400 ^1050 21-40 3,42 18,5 27,1 0,141 5.4 3,8 28,8 88.4

41-60 3.03 14.3 26,5 0.113 5,6 2,5 30.4 92.4

Кислотность почвы наиболее сильно изменилась в пахотном горизонте. Так, рНкс1 с 6,2 снизился до 5,0-5,3 единиц, гидролитическая кислотность (Нг) увеличилась с 4,4 до 4,9-5,4 мг-экв. на 100 г почвы, сумма обменных оснований (Б) уменьшилась с 32,9 до 27,1-27,9 мг-экв. на 100 г, а степень насыщенности почвы основаниями (V) - с 88,2 до 83,2-85,0 %.

Содержание подвижного фосфора (по Чирикову) значительно возросло при внесении удобрений также в пахотном слое почвы - с 18,2 до 22,2-24,9 мг на 100 г, или на 22,0-36,8 %, в то время как в подпахотном - на 3,6-10,1 % и в слое 41-60 см - на 2,1-12,8 %. Чем выше была норма фосфорного удобрения, тем значительнее повышалось содержание подвижного фосфора.

Вносимые удобрения и выращиваемые в севообороте культуры способствовали резкому увеличению подвижности фосфатов (в 0,03 н. вытяжке К2504) по сравнению с началом исследований в стационарном опыте: в 2.2-3 раза в пахотном горизонте, в 2,1-2,6 раза в подпахотном и в 1,3-1,9 раза в слое 41-60 см.

Содержание обменного калия (по Масловой) в сравнении с исходными данными стало выше (на 0,9 мг на 100 г почвы) только в пахотном слое при систематическом внесении в севообороте полного минерального удобрения в среднем на гектар севооборотной площади по ^РюКуо ежегодно. В более нижних горизонтах его количество уменьшилось: на 4,3-6,0 мг на 100 г (13,7-19,1 %) в слое 21-40 см и на 4,4-5,9 мг на 100 г (14,2-19,1 %) в слое 41-60 см.

За вторую ротацию, в сравнении с первой ротацией, вследствие минерализации гумуса, растительных остатков и внесения удобрений в изучаемом слое почвы (0-60 см) выросло содержание нитратного азота не только в удобренной почве, но и в почве контрольного варианта (табл. 4).

Таблица 4. Содержание нитратного азота (N-N0$) в почве весной под совместными посевами кукурузы и сои при длительном применении удобрений

________ ВНИИМК, 1972-19X2 п .

Внесено удобрений за вторую ротацию Слой 110ЧНЫ. см Содержание К-М03, мг/кг Увеличение в( ротации к пе второй ивой на

в 1-ай ротации (в среднем за 1972-1975 п .) во 2-ой ротации (в среднем за 1979-1982 гг.) мг/кг %

9.8 81,0 7.1 56.3 6.4 54.2

8.9 51.4 5.0 28,1

4.3 25.4

14.0 80.4

4.4 20.8

1.3 6.3

10.2 49.3

5.7 27.9

4.4 22,3

14.1 64.7 6.9 31.8

3.8 18.6

Весной перед севом кукурузы и сои запасы нитратного азота во второй ротации севооборота увеличились по сравнению с первой ротацией в пахотном слое почвы в контрольном варианте на 81,0 %, при внесении средней нормы минерального удобрения за 8 лет) - на 51,4 %, высоких норм (И^вР^К^ и МкоРукоК-боо за 8 лет) - на 49,3 и 64,7 %. а при использовании органоминеральной системы удобрения (в среднем ежегодно 2,5 т/га навоза в сочетании с Ы79Р68К.!!) - на 80,4 %. В слое 0-40 см количество нитратов возросло на 56,3 % в контроле и на 20,8-31,8 % при внесении удобрений, а в горизонте 0-60 см соответственно на 54,2 и 6,3-25,4 %.

Удобрения, вносимые в севообороте и непосредственно под совместные посевы кукурузы и сои, способствовали росту урожайности сырой зеленой массы на 1,3-3,2 т/га. или на 5.1-12.5 % (табл. 5).

Таблица 5. Влияние удобрения на урожайность сырой зеленой массы кукурузно-соевой смеси

___ВНИИМК, 1979-1982 м .

Внесено с удобрениями Урожайность зеленой массы, т/га, по >одам Прибавка урожая

за вторую ротацию в г. ч. под совместные посевы кукурузы и сои 1979 1980 1981 1982 среднее за 4 года т/га %

Контроль - без удобрений 24.2 18.6 23.5 36.0 25,6 0 й

Последействие ЧЫ&р 25,4 19.5 23.8 39.0 26.9 1.3 5.1

20 т/га навоза Последействие ^иоРад 23,8 19,6 27.0 37.6 27.0 1.4 .5.5

26.3 19.4 40,4 27,8 2.2 8.6

^айк-.Р'ййКаазр РжДяХч* 28.0 20.2 25.7 41,2 28.8 3.2 12.5

1.8 2.2 3.4 4.0 1.8

20

0-20 12,1 21.9

Контроль - 0-40 12,6 19,7

без удобрений 0-60 11.8 18.2

0-20 17,3 26.2

Ь" V: [ 0-40 17,8 22,8

0-60 16,9 21,2

+ 20 т'га навоза 0-20 17,4 31.4

0-40 0-60 21.2 20.5 25.6 21.8

0-20 20.7 30.9

0-40 20,4 26 1

0-60 19.7 24,1

0-20 21,8 35.9

0-40 21,7 28.6

0-60 20.4 24.2

В среднем за 4 года (1979-1982 гг.) существенные прибавки урожая зеленой массы кукурузно-соевой смеси (2,2-3,2 т/га) по сравнению с контролем получены только при прямом внесении под эти культуры азотно-фосфорного (М40Рйо) или полного, минерального удобрения (Ы40РбоКбо)- При использовании последействия внесенных иод предшественник озимую пшеницу МедРМ! и урожайность зеленой массы возрастала на 1.3-1,4 т/га.

В то же время не установлено существенного роста урожайности сырой зеленой массы от прямого внесения удобрений по сравнению с вариантом их последействия (НСР(,5=1,8 т/га) при сложившихся агрохимических показателях почвы (см. табл. 3).

Математическая обработка полученных результатов методом множественного пошагового регрессионного и дисперсионного анализа зависимости урожайности зеленой массы кукурузно-соевой смеси от агрохимических показателей пахотного слоя выщелоченного чернозема показала, что урожайность определялась главным образом содержанием подвижных фосфатов и степенью их подвижности (табл. 6). Доля влияния подвижности фосфатов (31,59 %) превышала в 1,7 раза долю влияния содержания подвижного фосфора (18,44 %). При тех величинах содержания обменного калия и нитратного азота в пахотном слое почвы весной, установленных в опытах, их действие носило отрицательный характер, а доли участия составили соответственно 16.95 и 8.72 %.

Таблица 6. Регрессионная зависимость урожайности сырой зеленой массы кукурузно-соевой смеси (У) от агрохимических показателей пахотного слоя чернозема выщелоченного

ВНИИМК. 1979-1982 тт.

Показатели I Значения показателей

Множественный коэффициент корреляции 0,958

Коэффициент детерминации 0.918

X, - годы исследований 0.50

Х2- содержание гумуса, % 12.34

Коэффициент X, - содержание нитратов, мг/кг -0.12

регрессии Х4 - содержание подвижного фосфора, мг/100 г 0,61

Х5 -подвижность фосфатов, мг/л 34,65

Х6 - содержание обменного калия, мг/100 г - 0,65

Свободный член уравнения - 15.83

X, -годы исследований 5,18

„ Х2 - содержание гумуса, % 10,82

X, - содержание нитратов, мг/кг 8,72

влияния. г г . . _ .

0/, Х4 - содержание подвижного фосфора, мг/100 г 18,44

Х5 -подвижность фосфатов, мг/л 31.59

Х6 - содержание обменного калия, мг/100 г 16.95

У = - 15,83 +0,50X1 + 12,34Х2 - 0,12Х3 + 0,61 Х4 + 34,65Х5 - 0,65Х6

Компоненты кукурузно-соевой смеси по-разному реагировали на удобрение и уровень плодородия выщелоченного чернозема (табл. 7).

Если урожайность сырой зеленой массы кукурузы возрастала от прямого действия удобрения на 2,3-3,2 т/га (11,4-15,9 %) и от последействия удобрений на 1,5-1,7 т/га (7,5-8,4 %), то урожайность сои при внесении удобрений даже снижалась па 0,1-0,3 т/га. Полученные данные показывают, что при систематическом внесении удобрений в севообороте рост урожайности сырой зеленой массы кукурузно-соевой смеси происходит за счет кукурузного компонента.

Таблица 7. Урожайность сырой массы кукурузы и сои в зависимости от удобрения

Внесено под совместные посевы __кукурузы и сои_

Контроль -- без удобрений 11оследействис К9(,Р6о I ¡оеледействис К120Р» ^ЧоРбП

Урожайность, т/га

кукурузы

20,1 21,6 21,8 22,4 23.3

В11ИИУ1К, в среднем за 1979-1982 гг.

Доля сои в урожае сырой зеленой массы. %

сои

5,5

5.3 5,2

5.4

5.5

21.5 ¡9,7 19,2 19.4 19,1

Доля сои в урожае сырой зеленой массы кукурузно-соевой смеси при внесении удобрений снижалась с 21,5 до 19,1-19,7 % и соотношение кукурузы к сое составило в контроле 3,6 : 1, при использовании удобрений - 4,1-4,2 : 1.

С внесением удобрений возрастает вынос элементов питания с урожаем зеленой массы кукурузно-соевой смеси и расход азота и калия на образование тонны продукции (табл. 8).

Таблица Н. Вынос и расход азота, фосфора и калия в зависимости от удобрения совместных посевов кукурузы и сои

________________ВНИИМК, в среднем за 1979-1982 1 г.

Внесено под совместные посевы ку курузы и сои

Вынос с урожаем зеленой массы,

азота | фосфора ] калия

Расход на образование тонны зеленой массы, кг

азота ] фосфора | калия

Контроль-без удобрений 81,9 29.5 127,0 3.2 1.2 5,0

Последействие Х?„Р(>1! 85.5 30,6 146.9 3.2 1.1 5.5

Последействие N ¡ »„Рог. 97.8 32,6 155.3 3,6 1,2 5.8

Х.:,Р60 95.4 31.7 156.0 3,4 У 5.6

102.4 34.0 161.0 3.6 1.2 5.6

От внесенных в севообороте удобрений возрастал вынос с урожаем сырой массы азота на 4,4-25.0 %, фосфора на 3,7-15.2 % и калия на 15,7-26,8 %. Максимальным вынос этих элементов питания отмечен в варианте с систематическим внесением под все культуры севооборота полного минерального удобрения.

На образование тонны зеленой массы кукурузно-соевой смеси от использования у добрений вырос расход калия на 10.0-16,0 % и азота на 6.2-12.5 %. Расход же фосфора по всем вариантам опыта был близким и составил 1,1-1.2 кг/т.

По полученным в опытах данным, потребление элементов питания совместными посевами кукурузы и сои в среднем за 1979-1982 гг. выражается соотношением \ : Р : К 2.9 : 1 : 4.7.

Выводы

1, Совместные посевы кукурузы и сои используют влагу на 45,7-57,2 % из горизонта 0-100 см и на 14,2-28,7 % из слоя 101-200 см. За вегетационный период удобренные посевы расходуют воды на 7,2 % больше, чем неудобренные, но коэффициент водопотребления при использовании удобрений снижается на 1,3 %.

2. По сравнению с исходными показателями, во второй ротации под совместными посевами кукурузы и сои отмечено подкисление выщелоченного чернозема, снижение суммы обменных оснований, степени насыщенности почвы основаниями, содержания гумуса и обменного калия, но вследствие длительного применения минеральных и орта-

нических удобрений возросли запасы подвижного фосфора и подвижность фосфатов.

3. По сравнению с первой ротацией, за вторую ротацию в слое 0-60 см увеличилось содержание нитратного азота при использовании минеральных систем удобрения на 18,6-25,4 %, а органоминеральной системы - на 6,3 %.

4. Урожайность сырой зеленой массы кукурузно-соевой смеси возрастает от последействия внесенных под предшественник озимую пшеницу N90^0 и 1М120Р<х) на 5,1-5,5 %, а от прямого действия азотно-фосфорного (Ы40Рбо) или полного минерального удобрения (Ню^боКбо) соответственно на 8,6 и 12,5 %.

5. Из агрохимических показателей максимальное положительное влияние на урожайность зеленой массы кукурузно-соевой смеси оказали подвижность фосфатов (31,59 %) и содержание подвижного фосфора (18,44 %).

6. Урожайность зеленой массы кукурузно-соевой смеси повышалась при использовании удобрений за счет роста урожайности кукурузы на 11,4-15,9 % от прямого внесения и на 7,5-8,4 % от их последействия. Урожайность сои от внесения удобрений даже снижалась на 1,8-5,4 %.

7. При внесении удобрений возрастал вынос с урожаем зеленой массы кукурузы и сои азота на 4,4-25,0 %, фосфора на 3,7-15,2 % и калия на 15,7-26,8 %. При этом увеличился расход на образование тонны зеленой массы калия на 10,0-16,0 % и азота на 6,2-12,5 % при одинаковом с контролем расходе фосфора.

Литература

1. Куркаев В. Т. Агрохимические основы применения удобрения в Амурской области // Автореф. дисс... доктора с.-х. наук.- Воронеж, 1972.- 46 с.

2. Ружейников Н.М. Некоторые вопросы биологии и агротехники кукурузы и сои в правобережной приволжской зоне Саратовской области // Автореф. дисс... кандидата с.-х- наук.-Саратов, 1968. - 22 с.

3. Агаркова Н.Т., Токарева Л.И. Влияние минеральных удобрений на урожай и качество кукурузно-соевой смеси на выщелоченном черноземе Кубани // Бюлл. научн,-техн. информации по масличным культурам ВНИИМК. - Краснодар, 1978. - Вып. 1. -С. 36-40.