Эффективность минеральных удобрений в севооборотах с различными видами паров

УДК 631.82:631.582

С. И. Новоселов, Н. И. Толмачев, А. В. Иванова Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола

Эффективность минеральных удобрений в севооборотах

с различными видами паров

Минеральные удобрения являются наиболее действенным средством в повышении урожайности и улучшения качества сельскохозяйственных культур. На их долю в формировании урожая зерна озимой ржи приходилось 91,5 %, клубней картофеля - 81,7 % и зерна ячменя - 94,1 %. Вклад севооборота в формирование урожая зерна озимой ржи составлял 5,82 %, клубней картофеля - 5,0 % и зерна ячменя - 0,2 %. Наибольшая окупаемость минеральных удобрений при возделывании озимой ржи и картофеля была в севообороте с чистым паром, а ячменя -в севообороте с сидеральным и занятым паром.

Ключевые слова: севооборот, чистый, занятый и сидеральный пар, минеральные удобрения, урожайность и качество сельскохозяйственных культур.

Повышение продуктивности агроценозов и сохранение плодородия почвы является важнейшей задачей, стоящей в настоящее время перед учеными и практиками сельскохозяйственного производства. Одним из основных факторов, влияющих на урожайность сельскохозяйственных культур, свойства почвы и экономические показатели производства, является применение минеральных и органических удобрений [3; 4; 5]. Их эффективность зависит от возделываемых культур, применяемых технологий, доз и сроков внесения. Сложные экономические и экологические условия современного периода вызывают необходимость разработок новых технологий, адаптированных к современным условиям землепользования. Отличительной особенностью их является направленность на максимальное использование биологических факторов, одним из которых является применение сидератов. Сравнительная дешевизна и высокая эффективность сидератов обеспечивают им широкие перспективы в применении [2; 6]. Для эффективного использования сидератов и минеральных удобрений необходимо знание закономерностей их действия на свойства почвы и формирование величины и качества урожая. С этой целью на опытном поле Марийского государственного университета в 2010 году был заложен полевой опыт. Исследования проводились в полевом стационарном 4-фак-торном опыте, заложенном методом расщепленных делянок. В представленной работе приводятся данные за первую ротацию севооборота по двум факторам.

Целью исследований являлось изучение эффективности минеральных удобрений в севооборотах с различными видами паров.

Методика исследований. Исследования проводили в севообороте: пар (чистый, занятый и сидеральный), озимая рожь, картофель, ячмень.

Схема опыта: 1. А1В1; 2. А1В2; 3. А2В1; 4. А2В2; 5. А3В1; 6. А3В2.

Фактор А - вид севооборота: А1 - с чистым паром А2 - с занятым паром; А3 - с сидеральным паром. Фактор В - минеральные удобрения: В1 -без удобрений; В2 - расчетные дозы удобрений, на 4 т/га зерна озимой ржи (К56Р35К93), 20 т/га клубней картофеля (К81К140) и 3 т/га ячменя (К18К33).

В занятом и сидеральном пару возделывали ви-ко-овсяную смесь. Зеленая масса сидерата составляла 9,8 т/га с содержанием (на сухое вещество) азота 1,8 %, фосфора 0,9 % и калия 2,1 %. Общая площадь делянки - 75 м2, учетная - 52 м2.

Объектами исследований были: озимая рожь сорта Татьяна; картофель сорта Удача; и ячмень сорта Владимир. Агротехника возделывания культур была рекомендованной для зоны. Почвенный покров опытного участка представлен малогумусной, дерново-среднеподзолистой, среднесуглинистой на опесчаненом бескарбонатном покровном среднем суглинке почвой. Агрохимические показатели почвы при закладке опыта были следующие: содержание гумуса 1,9 %; рНсол. - 6,2; Р2О5 - 34,5 мг/100 г; К2О -11,6 мг/100 г; 1Члг - 11,0 мг/100 г.

Учет урожая проводили в фазе полной спелости поделяночно. Сырой белок в зерне рассчитывали по содержанию общего азота. Массу 1000 зерен определяли по ГОСТу 10842-89, натуру зерна -по ГОСТу 10840-64, число падения - по ГОСТу 27676-88. В клубнях картофеля содержание нитратов определяли потенциометрически с использованием ионо-селективного электрода, а крахмала -

по удельному весу с использованием пикнометра. Статистическую обработку результатов исследований проводили методом дисперсионного анализа по Доспехову (1985).

Результаты и их обсуждение. Проведенные исследования показали, что эффективность минеральных удобрений и урожайности изучаемых культур в значительной степени зависели от вида севооборота (табл. 1). Наименьшая урожайность зерна озимой ржи была получена при возделывании ее по занятому пару без применения минеральных удобрений и составила 2,21 т/га. При возделывании озимой ржи по чистому пару урожайность зерна возросла до 2,52 т/га. Максимальная урожайность зерна озимой ржи без применения минеральных удобрений 3,00 т/га была получена при возделывании ее по сидеральному пару. Применение расчетных доз удобрений обеспечило значительное повышение урожайности зерна озимой ржи. При возделывании озимой ржи по чистому пару с применением минеральных удобрений урожайность составила 4,63, занятому пару - 4,07, а по си-деральному пару 4,87 т/га. Расчет доли участия факторов в формировании урожая зерна озимой ржи показал, что наибольшее влияние оказывали удобрения. На их долю приходилось 91,5 %. Влияние предшественника было менее значимым и составляло 5,8 %.

На картофеле в 2012 году изучали эффективность минеральных удобрений и последействие сидерального удобрения. В севообороте с чистым паром без применения удобрений урожайность клубней составила 17,21, с занятым паром - 17,67, а с сидеральным паром - 19,10 т/га. При применении удобрений она возросла соответственно до 22,76, 22,88 и 23,17 т/га. На неудобренном фоне получена достоверная прибавка урожая клубней картофеля от последействия сидерального удобрения, которая составила 1,89 т/га. Доля участия минеральных удобрений в формировании урожая клубней картофеля составила 81,7 %, а севооборота - 5,0 %. Неблагоприятные погодные условия 2013 года отрицательно сказались на урожайности ячменя. В севообороте с чистым паром без применения минеральных удобрений было получено 2,04 т/га зерна, с занятым паром - 1,96 т/га, а с сидеральным паром - 1,95 т/га. При применении минеральных удобрений урожайность зерна ячменя возросла. При возделывании ячменя в севообороте с чистым паром она составила 2,38 т/га, в севообороте с занятым паром - 2,42 т/га и в севообороте с сидеральным паром - 12,41 т/га. Положительного последействия сидерального удобрения

на урожайности зерна ячменя выявлено не было. Доля участия минеральных удобрений в формировании урожая зерна ячменя составила 94,1 %, а севооборота - 0,2 %.

Сбор зерновых единиц за севооборот зависел от вида севооборота и применяемых минеральных удобрений. Наименьший сбор зерновых единиц был получен в севообороте с чистым паром. Без применения удобрений он составил 8,86 т/га, а при их применении возрос до 12,7 т/га. В севооборотах с занятым и сидеральным паром без применения минеральных удобрений он составил соответственно 9,76 и 9,72 т/га, а с удобрениями - 13,41 и 13,07 т/га з. е. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что наибольший сбор зерновых единиц - 13,41 т/га - был получен в севообороте с занятым паром при применении минеральных удобрений.

Таблица 1

Урожайность сельскохозяйственных культур, т/га

Фактор Вико-овсяная смесь, 2010 г. Озимая рожь, 2011 г. Картофель, 2012 г. Ячмень, 2013 г. Сбор зерновых единиц

вид севооборота

С чистым паром Без удобрений 2,52 17,21 2,04 8,86

№К 4,63 22,76 2,38 12,70

С занятым паром Без удобрений 9,3 2,21 17,67 1,96 9,79

№К 9,3 4,07 22,88 2,42 13,41

С сидеральным паром Без удобрений - 3,00 19,10 1,95 9,72

№К - 4,87 23,17 2,41 13,07

НСР05 т/га фактор А фактор В 0,31 0,25 1,84 1,44 Р/ < 0,25

Расчет окупаемости минеральных удобрений прибавкой урожая показал, что в зависимости от вида севооборота она было разной (табл. 2). В 2011 году на озимой ржи наибольшая окупаемость КРК 11,5 кг/кг была получена при возделывании ее по чистому пару. При возделывании озимой ржи по занятому пару окупаемость 1 кг №К составила 10,1 кг зерна, а по сидеральному пару - 10,2 кг. На картофеле наименьшая окупаемость КРК 18,4 кг/кг была при возделывании его в севообороте с сидеральным паром, а наибольшая - 25,1 кг/кг в севообороте с чистым паром. При возделывании картофеля в севообороте с занятым паром окупаемость минеральных удобрений

прибавкой урожая составила 23,6 кг/кг. На ячмене картина была обратной. Наименьшая окупаемость удобрений 6,7 кг/кг была получена в севообороте с чистым паром. В севооборотах с занятым и сидеральным паром она была одинаковой и составила 9,0 кг/кг (табл. 2).

Таблица 2

Окупаемость минеральных удобрений прибавкой урожая, кг/кг

Севооборот Озимая рожь, 2011 г. Картофель, 2012 г. Ячмень, 2013 г.

С чистым паром 11,5 25,1 6,7

С занятым паром 10,1 23,6 9,0

С сидеральным паром 10,2 18,4 9,0

Изучаемые факторы оказывали влияние и на качество урожая. Применение минеральных удобрений увеличивало в зерне озимой ржи содержание сырого белка, массу 1000 зерен и число падений (табл. 3).

Таблица 3

Качество зерна озимой ржи

Вид пара Минеральные удобрения Сырой белок, % Число падений, с Масса 1000 зерен, г Натура, г/л

Чистый пар без удобрений 10,5 230 28,5 744

N5^35^3 10,8 232 29,3 746

Занятый пар без удобрений 7,4 224 29,0 773

N5^35^3 10,0 239 32,0 743

Сиде- ральный пар без удобрений 9,7 253 29,0 752

N5^35^3 10,6 256 30,2 761

Наибольшее содержание сырого белка в зерне озимой ржи 10,8 и 10,6 % было при применении минеральных удобрений и выращивании ее по чистому и сидеральному пару. Максимальные значения числа падений в зерне озимой ржи были получены при выращивании ее по сидеральному пару. Без применения удобрений показания составили 253, а при их применении 256 с. На качество клубней картофеля действие изучаемых факторов было несколько иным (табл. 4). При применении минеральных удобрений в клубнях, выращенных в севооборотах с занятым и сидеральным паром, снижалось содержание крахмала на 0,2-0,3 % и сухого вещества на 0,4-1,0 % и возрастало на 10,3-4,6 мг/кг содержание нитратов. В клубнях

картофеля, выращенных в севообороте с чистым паром при применении минеральных удобрений, возросло содержание сухого вещества на 0,6 %, а крахмала на 1 ,1 %. Максимальное содержание крахмала 18,2 % было в клубнях картофеля, выращенных в севообороте с сидеральным паром без применения минеральных удобрений.

Таблица 4

Качество клубней картофеля

Вид севооборота Минеральные удобрения Сухое вещество, % Крахмал, % Нитраты, мг/кг

С чистым паром без удобрений 25,7 16,9 41,8

^1К140 26,3 18,0 52,2

С занятым паром без удобрений 26,2 16,8 41,6

^1К140 25,8 16,5 51,9

С сидеральным паром без удобрений 25,8 18,2 49,4

^1К140 24,8 18,0 54,0

Применяемые минеральные удобрения и последействие сидерата влияли на качество зерна ячменя (табл. 5). При применении минеральных удобрений в зерне ячменя повышалось содержание сырого белка с 10,2 до 11,3 % при выращивании в севообороте с чистым паром, с 10,3 до 12 % -в севообороте с занятым паром и с 10,9 до 11,5 % -в севообороте с сидеральным паром. Положительно сказалось на содержании сырого белка в зерне ячменя последействие сидерата. При выращивании ячменя на неудобренной почве его содержание возросло с 10,2-10,3 до 10,9 %. При применении минеральных удобрений возрастала масса 1000 зерен на 0,9-1,0 г и натура зерна на 2-12 г/л.

Таблица 5

Качество зерна ячменя

Вид севооборота Минеральные удобрения Масса 1000 зерен, г Натура, г/л Сырой белок, %

С чистым паром без удобрений 50,5 661 10,2

N5^34 51,4 672 11,3

С занятым паром без удобрений 49,3 666 10,3

^3Р()К34 50,3 668 12,0

С сидеральным паром без удобрений 47,8 650 10,9

^3Р()К34 48,8 662 11,5

Выводы:

1. Проведенные исследования показали, что минеральные удобрения являются наиболее действенным средством в повышении урожайности

и улучшении качества сельскохозяйственных культур. На их долю в формировании урожая зерна озимой ржи приходилось 91,5 %, клубней картофеля 81,7 % и зерна ячменя 94,1 %. Вклад севооборота в формировании урожая зерна озимой ржи составлял 5,8 %, клубней картофеля 5,0 % и зерна ячменя 0,2 %.

2. Наибольшая окупаемость минеральных удобрений при возделывании озимой ржи 11,5 кг/кг и картофеля 25,1 кг/кг была в севообороте с чистым паром, а ячменя 9,0 кг/кг в севообороте с занятым и сидеральным паром.

3. Максимальный сбор зерновых единиц 13,41 т/га получен в севообороте с занятым паром при применении минеральных удобрений.

4. Применение сидерального удобрения является эффективным приемом увеличения урожайности и повышения качества сельскохозяйственных культур. Возделывание озимой ржи по сидераль-ному пару обеспечило увеличение урожайности зерна по сравнению с выращиванием ее по чистому пару на 0,48 т/га, а по занятому пару - на 0,79 т/га. В последействии сидеральное удобрение увеличило урожайность клубней картофеля соответственно на 1,89 и 1,43 т/га.

3. Мерзлая Г. Е., Еськов А. И., Тарасов С. И. Действие и последействие систем удобрения с использованием навоза // Плодородие. 2011. № 3. С. 16-19.

4. Новоселов С. И. Пути сохранения плодородия почв и повышения продуктивности агроценозов в земледелии Нечерноземья // Плодородие. 2011. № 2. С. 34-36.

5. Новоселов С. И., Хлебников И. Г., Горохов С. А. Эффективность минеральных удобрений в севооборотах с различными видами паров // Плодородие. 2011. № 5. С. 21-22.

6. Постников П. А. Зеленые удобрения - резерв повышения урожаев // Земледелие. 2010. № 7. С. 15-16.

1. Almetov N. S., Goryachkin N. V. ипмЬауш^' i касИе81;уо 7ета уагоуоу р8Иет18у V 7ау18гто8Й о1 рге(18Ье811Уепшкоу, МоЬгету i Ьюргерага1а // Уе81шк Мапу8к^о gosudarstvennogo т^ек^а. 2013. № 11. Б. 7-9.

2. Makamv V. I., Maslova N. Е, КЫеЪшкт I. G. \^1е^ате о7гтоу кЫ ро сИегпоши i sideral'nomu рагат. Yoshkar-Ola, 1994. 24 s.

3. МеЫауа G. Е., Es'kov А. I., Tarasov S. I. Deystvie i posledeystvie sistem МоЬгетуа s ispol'zovanieш navoza // Plodorodie. 2011. № 3. S. 16-19.

4. Novoselov S. I. Рий sokhraneniya plodorodiya рос^ i povysheniya рп^ик^ш^й agrotsenozov v zemledelii №Лег^ет'уа // Plodorodie. 2011. № 2. S. 34-36.

5. Novoselov S. I., КЫеЪпНо I. G., Gorokhov S. А. Б'йек1№ по^ штеи^у^ МоЬгету v sevooborotakh s ^Нск^т vidami parov // Plodorodie. 2011. № 5. S. 21-22.

6. Postmkov Р. А. Zelenye udobreniya - ^етс povysheniya urozhaev // Zeшledelie. 2010. № 7. С. 15-16.

1. Алметов Н. С., Горячкин Н. В. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от предшественников, удобрений и биопрепарата // Вестник Марийского государственного университета. 2013. № 11. С. 7-9.

2. Макаров В. И., Маслова Н. Ф., Хлебников И. Г. Возделывание озимой ржи по черному и сидеральному парам. Йошкар-Ола, 1994. 24 с.

S. I. Novoselov, N. I. Tolmachev, A. V. Ivanova Mari State University, Yoshkar-Ola

Efficiency of mineral fertilizers in crop rotations with different types of vapors

Mineral fertilizers are the most effective means in increase of productivity and improvement of quality of crops. 91,5 %, tubers of potatoes of 81,7 % and grain of barley of 94,1 % fell to their share in formation of a grain yield of a winter rye. The crop rotation contribution in formation of a grain yield of a winter rye made 5,82 %, tubers of potatoes of 5,0 % and grain of barley of 0,2 %. The greatest payback of mineral fertilizers at cultivation of a winter rye and potatoes was in a crop rotation with pure steam, and barley in a crop rotation with sideralny and busy steam.

Keywords: a crop rotation, the pure, occupied and sideralny steam, mineral fertilizers, productivity and quality of crops.