Содержание к диссертации
Введение
1. Система удобрения как агротехнический прием повышения плодородия почвы и продуктивности масличных культур и озимой пшеницы 10
1.1. Повышение плодородия черноземных почв при длительном применении удобрений 10
1.2. Влияние удобрений на продуктивность масличных культур и озимой пшеницы 51
2. Условия и методика проведения исследований 73
2.1. Почвенно-климатические условия 73
2.2. Схема стационарного опыта и методика исследований 80
2.3. Агротехника в стационарном опыте 83
3. Изменение плодородия выщелоченного чернозема под влиянием удобрений 85
3.1. Содержание гумуса 85
3.2. Агрохимические свойства почвы 98
3.3. Физико-химические свойства почвы 156
4. Формирование продуктивности масличных культур и озимой пшеницы в звеньях севооборота 188
4.1. Подсолнечник - озимая пшеница 188
4.2. Клещевина - озимая пшеница 195
4.3. Соя - озимая пшеница 201
5. Продуктивность зернопропашного севооборота с масличными культурами: подсолнечник - озимая пшеница - клещивина - озимая пшеница - соя -озимая пшеница 211
6. Содержание и вынос элементов питания в звеньях севооборота 219
6.1. Подсолнечник - озимая пшеница 219
6.2. Клещевина - озимая пшеница 222
6.3. Соя - озимая пшеница 226
7. Баланс гумуса и элементов питания 240
7.1. Баланс гумуса 242
7.2. Баланс азота 252
7.3. Баланс фосфора 259
7.4. Баланс калия 265
8. Экономическая и биоэнергетическая эффективность систем удобрения 270
Выводы 284
Предложения производству 291
Список использованной литературы 293
Приложения 327
- Влияние удобрений на продуктивность масличных культур и озимой пшеницы
- Агрохимические свойства почвы
- Клещевина - озимая пшеница
- Продуктивность зернопропашного севооборота с масличными культурами: подсолнечник - озимая пшеница - клещивина - озимая пшеница - соя -озимая пшеница
Введение к работе
Актуальность темы. С началом перехода к рыночным отношениям проявляется тенденция к упрощению и экстенсификации агротехнологий возделывания сельскохозяйственных культур. В сложившихся условиях перехода от интенсивного использования черноземов к конструированию адаптивно-ландшафтных систем земледелия повышение эффективности сельскохозяйственного производства невозможно без комплексного решения вопросов разработки и внедрения адаптивных биологизированных ресурсоэкономичных и природоохранных технологий управления продукционным и средоулучшающим потенциалом агроэкосистем. Это позволит обеспечить воспроизводство плодородия почв, формирование высокопродуктивных агроценозов и агроэкосистем и получение в конкретных условиях возделывания экономически обоснованных урожаев с заданными показателями качества продукции с учетом требований экологической безопасности.
При интенсивном сельскохозяйственном использовании выщелоченного чернозема разработанные зональные технологии возделывания основных полевых культур, включающие внесение высоких норм минеральных удобрений в сочетании с пестицидами для защиты растений от сорняков, болезней и вредителей, обеспечивают высокую продуктивность агроценозов и агроэкосистем, но при нарушении агротребований оказывают неблагоприятное воздействие на почву. В зернопропашных севооборотах с минимальной биологизацией только за счет стерневых и корневых остатков растений интенсивное использование выщелоченного чернозема привело к усилению деградационных процессов, значительному снижению содержания гумуса, росту кислотности и ухудшению агрофизических свойств почвы.
В сложившихся за последние годы экономических условиях сельскохозяйственного производства многие хозяйства, и особенно мелкие предприятия, не могут соблюдать рекомендованные технологии возделывания полевых культур, идут на нарушение севооборотов, меньше применяют
минеральные и органические удобрения, не используют естественные резервы пополнения почвы органическим веществом и элементами питания за счет возврата послеуборочной побочной продукции, не используемой в животноводстве, переходят на короткоротационные зернопропашные севообороты с набором тех культур, которые пользуются на рынке повышенным спросом и приносят доход. Такие подходы только усиливают негативные последствия нарушения принципов земледелия и агротехнологий выращивания сельскохозяйственных культур.
Поэтому исследования по разработке эффективных агроприемов, обеспечивающих получение высокой продуктивности и доходности сельскохозяйственных культур в зернопропашных севооборотах, включающих подсолнечник, сою и клещевину, выполненные в многолетних стационарных опытах, на основе биологизации, сохранения и повышения плодородия, оптимизации для культур параметров агрохимических свойств выщелоченного чернозема в современных экономических условиях являются актуальными. Использование рекомендуемых агроприемов будет способствовать предотвращению деградационных процессов, повышению производительной способности выщелоченного чернозема и устойчивости производства растениеводческой продукции.
Цель и задачи исследований. Цель работы - определить направление исследований в длительном стационарном опыте и на этой основе научно обосновать закономерности изменения агрохимических показателей плодородия выщелоченного чернозёма и разработать эффективные приемы, обеспечивающие сохранение и воспроизводство почвенного плодородия, формирование высокой продуктивности возделываемых растений и повышение устойчивости производства продукции в зернопропашном севообороте с масличными культурами: подсолнечник - озимая пшеница - клещевина — озимая пшеница - соя - озимая пшеница.
В задачи исследований входило:
- выявить закономерности изменения агрохимических показателей плодородия
выщелоченного чернозёма в зернопропашном севообороте с масличными культурами в зависимости от доз и состава удобрения, количества послеуборочных надземных растительных остатков подсолнечника, сои, клещевины и озимой пшеницы после этих предшественников;
установить зависимость урожайности масличных культур и озимой пшеницы в звеньях севооборота: подсолнечник - озимая пшеница, клещевина -озимая пшеница, соя - озимая пшеница от агрохимических свойств выщелоченного чернозема;
оценить продуктивность зернопропашного севооборота с масличными культурами в зависимости от доз и состава удобрения;
определить содержание азота, фосфора и калия и вынос элементов питания растениями подсолнечника, клещевины, сои и озимой пшеницы в зависимости от доз и состава удобрения;
определить хозяйственный баланс гумуса, азота, фосфора и калия в выщелоченном черноземе в зависимости от количества послеуборочных надземных растительных остатков, их химического состава, доз и состава удобрения;
- определить экономическую и биоэнергетическую эффективность
удобрения подсолнечника, клещевины, сои и озимой пшеницы.
Научная новизна. На выщелоченном чернозёме Западного Предкавказья в зернопропашном севообороте многолетнего стационарного опыта с 50 %-ным насыщением масличными культурами впервые изучены закономерности изменения агрохимических показателей плодородия, формирования продуктивности подсолнечника, клещевины, сои и озимой пшеницы, определен хозяйственный баланс гумуса, азота, фосфора и калия в зависимости от количества поступающих в почву послеуборочных надземных растительных остатков, доз и состава удобрения, дана оценка масличным культурам как предшественникам озимой пшеницы.
Выявлено, что минеральные системы удобрения на фоне стерневых и корневых остатков не позволяют сохранить потенциальное плодородие
выщелоченного чернозёма на исходном уровне, но обеспечивают высокую урожайность масличных культур и озимой пшеницы.
Установлены оптимальные показатели агрохимических свойств, дозы и состав удобрения, обеспечивающие получение высоких и стабильных урожаев подсолнечника, клещевины, сои и озимой пшеницы.
Обосновано использование послеуборочных надземных растительных остатков и удобрений для стабилизации уровня плодородия выщелоченного чернозема и продуктивности зернопропашного севооборота с масличными культурами.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Обоснование закономерностей изменения агрохимических показателей
плодородия в зернопропашном севообороте с масличными культурами:
подсолнечник - озимая пшеница - клещевина - озимая пшеница - соя - озимая
пшеница в процессе интенсивного сельскохозяйственного использования
выщелоченного чернозёма в зависимости от доз и состава удобрения.
Значение эффективного использования послеуборочных надземных растительных остатков подсолнечника, клещевины, сои и озимой пшеницы для обеспечения стабилизации уровня плодородия выщелоченного чернозема и повышения урожайности культур.
Урожайность подсолнечника, клещевины, сои и озимой пшеницы в зависимости от количества поступающих в почву послеуборочных надземных растительных остатков, агрохимических свойств выщелоченного чернозема, доз и состава внесенных удобрений в зернопропашном севообороте с масличными культурами.
4. Повышение продуктивности зернопропашного севооборота с
масличными культурами.
5. Динамика хозяйственного баланса гумуса, азота, фосфора и калия в
выщелоченном черноземе в зависимости от количества поступающих в почву
послеуборочных надземных растительных остатков, доз и состава удобрения в
зернопропашном севообороте с масличными культурами.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований использовались при подготовке «Применение удобрений под подсолнечник на основе почвенно-растительной диагностики на выщелоченных и карбонатных черноземах» (Краснодар, 1990), «Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края» (Краснодар, вып. 1, 1997; вып. 2, 2002), «Технология возделывания подсолнечника в Краснодарском крае» (Краснодар, 2000, 2002, 2004), «Системы удобрения основных полевых культур» (Краснодар, 2001), «Особенности ухода за посевами озимых колосовых, многолетних трав и возделывание яровых культур в 2003 году» (Краснодар, 2003), «Особенности ухода за посевами озимых колосовых культур и проведения комплекса весенних полевых работ в 2005 году» (Краснодар, 2005).
Результаты исследований по использованию послеуборочных растительных остатков и оптимизации систем удобрения в зернопропашных севооборотах с масличными культурами апробированы и внедрены на экспериментальной базе Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур в 2000-2005 гг., опытной сети ВНИИМК и хозяйствах Краснодарского края. Разработки могут быть использованы в короткоротационных зернопропашных севооборотах с масличными культурами.
Работа выполнялась во Всероссийском научно-исследовательском институте масличных культур имени B.C. Пустовойта в 1965-1989 гг. в соответствии с планом НИР по теме "Влияние длительного применения удобрений на агрохимические, биологические свойства почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур в севообороте", № проблемы 0.51.102, № государственной регистрации 01.8.26017686 задания "Разработать и внедрить технологический процесс возделывания и уборки подсолнечника на богаре и при орошении на основе новых технических средств"
В диссертации обобщены результаты исследований за три ротации зернопропашного севооборота с масличными культурами, полученные как при непосредственном участии автора, так и другими исследователями лаборатории
агрохимии в первой-второй ротациях севооборота - Игнатьевым Б.К., Агарковой Н.Т., Токаревой Л.И.
Апробация работы. Материалы исследований докладывались на заседании секции агрохимии Россельхозакадемии «Проблемы агрохимии в Северо-Кавказском регионе» (Краснодар, 1991), на международной конференции (Краснодар, 2002), на зональной научно-практической конференции «Совершенствование систем земледелия в различных агроландшафтах Краснодарского края» (Краснодар, 2004).
По материалам диссертации опубликовано 50 работ общим объемом 41,96 печатных листа. Основные положения диссертации изложены в 42 печатных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 292 страницах машинописного текста и состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству. Она включает 49 рисунков, 67 таблиц в тексте и 59 в приложениях. Список использованной литературы насчитывает 329 наименований, в том числе 29 на иностранных языках.
Автор признателен и выражает благодарность Б.К. Игнатьеву, Н.Т. Агарковой, В.А. Павленко за разработку программы и проведение исследований в стационарном опыте, научному консультанту профессору Н.Г. Малюге и профессору В.И. Клюке - за ценные советы при подготовке и оформлении диссертации.
Влияние удобрений на продуктивность масличных культур и озимой пшеницы
Подсолнечник. Эффективность применения удобрений под подсолнечник определяется его биологическими особенностями, требованиями к уровню и соотношениям питательных элементов, темпам их усвоения в течение вегетативного периода.
Исследованиями Всесоюзного НИИ масличных культур (Горяинов, 1940; Демиденко, 1949; Бородулина. Суетов, 1968; Фенелонова, 1968) было выявлено значение отдельных элементов питания по основным периодам роста и развития растений подсолнечника в зависимости от факторов внешней среды, а также их влияние на процессы метаболизма, урожай и его качество [66, 74, 36, 278]. Установлено, что до фазы бутонизации подсолнечник растёт медленно и потребляет сравнительно небольшое количество элементов питания, а от бутонизации темпы роста усиливаются, возрастает усвоение питательных элементов из почвы. К созреванию этот процесс замедляется и даже совсем приостанавливается.
Наибольшее количество биосинтезируемой органической биомассы приходится на период от бутонизации до конца цветения, а в последующий период биосинтез сухого вещества ослабевает в связи со снижением темпов потребления питательных веществ и частичным оттоком их через корни в почву (Киселев, 1940; Бузинов и др., 1968; Макаров, Фролов, 1975).
Закономерности поступления питательных элементов в растения подсолнечника показаны в работах Демиденко, Бариновой, Голле (1940), Андрюхова, Иванова, Туровского (1975), Голубева, Пронько (1978), Дьякова, Назаренко (1978). Характер их потребления подсолнечником по фазам роста и развития растений определяется физиолого-биохимическими функциями отдельных питательных элементов при формировании урожая семян [75, 15, 63, 91]. Дьяковым, Назаренко (1978) установлено, что от всходов до появления 8 листьев подсолнечник потребляет незначительное количество азота, в период от 8 до 18 листьев поступление этого элемента возрастает, а от 18 листьев и до полного цветения подсолнечник усваивает наибольшее количество азота. К началу цветения одно растение потребляет в сутки около 48 мг азота, тогда как в другие периоды роста и развития интенсивность потребления этого элемента снижается в 2-3 раза [91].
Азотное питание подсолнечника во многом определяется и формой азота в почве. Фенелоновой (1968) установлено, что в пасоке различных по возрасту растений подсолнечника содержится преимущественно нитратная форма азота, а другие формы этого элемента присутствуют в виде следов [278]. Как указывают Ратнер (1965), Кретович (1972), это определяется не тем, что подсолнечник в большей степени нуждается в нитратном азоте, чем в других его формах, а тем, что эта форма более доступна для растений. Азот, поступивший в растение в нитратной форме, претерпевает этап первичной ассимиляции, связанный с дальнейшим восстановлением до аммония, который затем включается в биосинтез аминокислот, белков, ферментов и других органических соединений [231, 141].
Демиденко (1938,1949), Горяинов (1940), Демиденко и др. (1940), Кувика (1940). Головко (1955), Бузинов, Суетов (1967), Карастан (1967), Игнатьев (1968), Spencer (1981), Суетов, Полянская (1983) подчеркивают, что фосфор имеет исключительно важное значение в питании подсолнечника, особенно в первые периоды онтогенеза, и в значительной мере определяет его продуктивность [73, 66, 75, 74, 143, 62, 67, 118, ПО, 111, 325, 261]. По вопросу поступления фосфора в растение подсолнечника по фазам вегетации существует две точки зрения.
Ряд исследователей (Горяинов, 1940; Киселев, 1940; Карастан, 1967; Игнатьев, 1968) полагают, что накопление фосфора растениями непрерывно возрастает и достигает максимума к концу вегетации [66, 129, 118, ПО]. Авторы отмечают, что от всходов до образования 12 листьев фосфор накапливается в незначительных количествах, а в последующем поступление этого элемента усиливается и продолжается вплоть до созревания семян. Другие (Демиденко и др., 1940; Головко, 1955; Суетов, 1967; Фенелонова, 1968; Суетов, Полянская, 1983) считают, что фосфор накапливается в растениях преимущественно в молодом возрасте и поступление его заканчивается к фазе бутонизации. В дальнейшем для формирования семянок используется фосфор, накопленный растениями в этот период [75, 62, 257, 278, 261].
Потребление калия растениями подсолнечника по фазам роста и развития несколько отличается от потребления азота и фосфора (Демиденко, 1938; Горяинов, 1940; Киселев, 1940). Это отличие заключается в том, что снижение его уровня в период от всходов до бутонизации не вызывает существенного уменьшения урожая семян, в то время как недостаток калия в период от бутонизации до полного созревания вызывает снижение урожая семян на 16-20 %. Объясняют это нарушением метаболической и транспортной функцией калия, биосинтеза белков и жирных кислот в период формирования, роста и налива семян [73, 66, 129].
С возрастом растений содержание всех элементов питания в них снижается. Карастан, Бошканян (1966), Бузинов и др. (1968), Макаров, Фролова (1975), Белевцев (1977) указывают, что в начальных фазах роста и развития в растениях содержится 3,8-5,0 % азота, 0,8-1,1 % фосфора и 5,8-8,0 % калия. К концу вегетации в вегетативных органах содержание азота снижается до 0,8-1,0 %, фосфора-до 0,16-0,50 % и калия-до 3,6-3,8 % [119, 38, 175, 28, 91].
Подсолнечник выносит из почвы большое количество питательных элементов. Вынос их с урожаем зависит от многих условий, колеблется в значительных пределах в зависимости от зон возделывания и сортов. По данным Семихненко, Игнатьева (1964), Карастана (1967), Карцева и др. (1975), Павленко, Тишкова (1985), Васильева (1990), Лукашева и др. (1992), на образование 1 тонны семян подсолнечник расходует в среднем 56 кг азота, 16 кг фосфора и 94 кг калия, а на выщелоченных чернозёмах соответственно 46-54, 17-18 и 82-90 кг [238, 118, 121, 209, 46, 164].
Вместе с тем, существует определённая зависимость между выносом азота, фосфора и калия, выраженная средними величинами выноса этих элементов и соотношением между ними N:P:K=3:1:6. Если сравнить вынос питательных элементов подсолнечником и зерновыми культурами, то подсолнечник на формирование 1 тонны основной продукции расходует больше азота в 2,5-3 раза, фосфора - в 3-4 раза и калия - в 8-Ю раз (Игнатьев, 1968; Васильев, 1983) [110, 111, 45].
Агрохимические свойства почвы
Длительное применение удобрений в зернопропашном севообороте с масличными культурами заметно влияло на содержание и распределение общего азота по изучаемому профилю выщелоченного чернозема (табл. 3, 4, рис. 4,5, приложение 3). Данные приведены в среднем по 4-м полям севооборота. В первой ротации севооборота, через 8 лет исследований, количество общего азота в изучаемых слоях выщелоченного чернозема изменилось незначительно. Только в контроле его содержание уменьшилось на 0,004-0,013 г/кг почвы (табл. 3).
В конце второй ротации, через 16 лет исследований, в слое 0-20 см содержание общего азота снизилось в контроле до 0,190 %, или на 7,3 %. В вариантах с внесением удобрений содержание общего азота практически не изменилось и составило 0,204-0,209 % против 0,205 % перед началом исследований. В горизонте 21-40 см количество общего азота, по сравнению с показателями в конце первой ротации, резко уменьшилось: в контроле на 0,015 %, а в удобренной почве - на 0,012-0,026 %. В горизонте 41-60 см содержание общего азота также снизилось: в контроле на 0,022 %, а при внесении в севообороте удобрений - на 0,018-0,050 %.
В третьей ротации, через 6 лет исследований, на фоне растительных остатков в слое 0-20 см содержание общего азота не изменилось в контроле (0,190 %), а при использовании в севообороте удобрений возросло на 0,011-0,026 % по сравнению со средними данными за 1980-1983 гг. Максимальным (0,230 %) содержание общего азота было в варианте 3 (N70P55 + 6,7 т/га навоза). В горизонте 21-40 см содержание общего азота увеличилось в контроле и в варианте 1 (N67P55) на 0,014 %, в варианте 3 (N7oP55+ 6,7 т/га навоза) - на 0,022 %, в варианте 6 (N83Pso) - на 0,015 % и в варианте 9 (N93P95K63) - на 0,005 % по сравнению с концом второй ротации.
В целом, через 22 года исследований произошли следующие изменения в содержании общего азота в выщелоченном черноземе: - в слое 0-20 см отмечено уменьшение его количества на 0,015 % в контроле и рост на 0,015 % при использовании минеральных систем удобрений и на 0,025 % при сочетании внесения в севообороте минеральных удобрений и навоза; - в слое 21-40 см наблюдалось снижение содержания общего азота на 0,005 % в контроле и внесении в севообороте только минеральных удобрений, и повышение его количества на 0,005 % в варианте 3, где наряду с минеральными удобрениями вносили и навоз; - в слое 41-60 см произошло снижение содержания общего азота на 0,020 % в контроле, на 0,010 % в вариантах 6 и 9 с повышенными нормами минеральных удобрений, на 0,030 % в варианте 1 с умеренными нормами минерального удобрения и только в варианте 3 его количество осталось на исходном уровне 0,190 %.
В слое 0-20 см содержание общего азота в третьей ротации снизилось относительно исходного количества и первой ротации, но стабилизировалось на уровне второй ротации в контроле (вариант 2, 7) и возросло при использовании удобрений. В слое 21-40 см в третьей ротации общего азота в почве было больше, чем во второй ротации, но меньше, за исключением варианта 6, чем в первой ротации. В слое 41-60 см в третьей ротации общего азота в почве было больше, чем во второй ротации, но меньше относительно первой ротации и исходного содержания.
Максимальная разница в содержании в выщелоченном черноземе общего азота, относительно второй ротации, установлена в варианте 3, составившая 12,7 % в слое 0-20 см, 13,1 % в слое 21-40 см и 28,4 % в слое 41-60 см, в то время как в удобряемой почве в вариантах 1, 6 и 9 она была 5,3-7,8; 2,7-8,1 и 5,3-6,5 % соответственно по слоям почвы.
В третьей ротации севооборота (1981-1989 гг.) изменения в содержании общего азота в изучаемом профиле (0-60 см) выщелоченного чернозема зависели не только от системы удобрения, но и от возделываемых культур (табл. 4, рис. 5).
В слое почвы 0-20 см под подсолнечником содержание общего азота возрастало с 0,189 % (вариант 2, 7) до 0,208 % при внесении умеренных (вариант 1) и до 0,218 % - повышенных норм полного минерального удобрения (вариант 9) или соответственно на 10,0 и 15,3 % в относительных величинах (табл. 4, рис. 5 А).
В почве под посевами озимой пшеницы после подсолнечника содержание общего азота, в сравнении с контролем, от применения удобрений возросло от 0,013 % в варианте 1 до 0,019 % в варианте 3, но снизилось на 0,004-0,012 % в вариантах 6 и 9.
Клещевина - озимая пшеница
Полученные данные свидетельствуют о том, что под клещевину эффективно вносить навоз (40 т/га), который способствует росту урожайности семян, в среднем за четыре года, на 21,5 %, что на 3,1-5,1 % больше, чем при внесении минеральных удобрений.
Умеренные (вариант 1) и повышенные (вариант 6) дозы азотно-фосфорного и повышенные дозы полного минерального (вариант 9) удобрения при их длительном применении в севообороте в равной мере действовали на урожайность клещевины.
Клещевина положительно реагировала на повышение содержания в слое 0-60 см выщелоченного чернозема нитратного азота с 5 до 15 мг/кг почвы, в пределах 15-21 мг/кг урожайность не изменялась, а с увеличением его количества свыше 23 мг/кг почвы отмечается снижение урожайности семян (рис. 44, А).
При увеличении количества подвижного фосфора в слое 0-20 см до 25-26 мг/100 г почвы отмечен рост урожайности клещевины, а при более высоких показателях его количества урожайность семян не возрастала (рис. 44, В). Это свидетельствует о том, что оптимальным уровнем содержания подвижного фосфора в пахотном слое (0-20 см) выщелоченного чернозема является 25,0 мг/100 г почвы, обеспечивающим получение 1,6-1,7 т/га семян клещевины.
Урожайность клещевины возрастала при содержании в слое 0-20 см обменного калия от 25 до 32 мг/100 г почвы и не изменялась при более высоком содержании обменного калия (рис. 44, С). Таким образом, зависимость урожайности семян клещевины от содержания в выщелоченном черноземе нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия имеет криволинейный характер. Оптимальным для культуры является содержание весной в слое 0-60 см 15-17 мг/кг почвы нитратного азота, в слое 0-20 см 25-26 мг/100 г почвы подвижного фосфора и 30-32 мг/100 г почвы обменного калия. При таких уровнях почвенной обеспеченности формируется максимальный урожай семян клещевины.
По полученным экспериментальным данным вычислены уравнения регрессии зависимости урожайности клещевины от содержания весной: - нитратного азота, мг/кг почвы: у = 1,35 + 0,037 х - 0,001 х2; - подвижного фосфора, мг/100 г почвы: у = -5,01 + 0,49 х - 0,009 х2; - обменного калия, мг/100 г почвы: у = -1,68 + 0,20 х - 0,003 х2. Озимая пшеница после клещевины при длительном применении удобрений в севообороте на фоне растительных остатков клещевины повышала урожайность на 1,79-2,30 т/га (42,4-54,5 %) в сравнении с неудобренным контролем .
Полученные в третьей ротации севооборота (1984-1987 гг.) данные показывают, что внесение умеренных доз азотно-фосфорного удобрения (вариант 1) как в севообороте в целом, так и под озимую пшеницу непосредственно (N90P60) обеспечивает такой же уровень урожайности зерна, как и более высокие нормы азотно-фосфорного (вариант 6) или полного минерального удобрения (вариант 9). При одной и той же дозе (N120P90) урожайность озимой пшеницы по фону внесения под клещевину 40 т/га навоза (вариант 3) возросла на 0,51 т/га (28,5 %) относительно варианта 6, хотя минеральных удобрений в годы исследований в последнем случае было внесено 3690 кг NPK против 2500 кг NPK в варианте 3, или почти в 1,5 раза больше. Внесение калийных удобрений под озимую пшеницу после клещевины не способствовало росту урожайности ее в сравнении с азотно-фосфорным удобрением.
Между урожайностью озимой пшеницы и содержанием весной в слое почвы 0-60 см нитратного азота выявлена линейная зависимость: у=5,26+0,13х при коэффициенте корреляции 0,66 ± 0,42, а между урожайностью и содержанием весной в слое почвы 0-20 см подвижного фосфора и обменного калия - слабая криволинейная зависимость, в отличие от зависимости между аналогичными показателями при выращивании озимой пшеницы после подсолнечника (рис. 43).
Уравнение регрессии между урожайностью озимой пшеницы и содержанием подвижного фосфора: у = 3,56-0,03 х + 0,0037 х и содержанием обменного калия: у = 4,74 - 0,14 х + 0,006 х2. Таким образом, урожайность озимой пшеницы после клещевины тесно коррелирует с весенними запасами в почве нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия, причем характер этой связи отличается от озимой пшеницы после подсолнечника.
От вносимых удобрений продуктивность звена севооборота максимальной была при сочетании использования под клещевину 40 т/га навоза с минеральным удобрением в дозе N120P90 под озимую пшеницу (вариант 3). Полученная здесь урожайность культур в зерновых единицах (9,38 т/га) была выше, чем в варианте 9 на 0,28 т/га (3,1 %), в варианте 1 - на 0,36 т/га (4,0 %) и в варианте 6 - на 0,68 т/га (7,8 %). Не выявлена существенная разница в урожае между умеренными дозами азотно-фосфорного (вариант 1) и повышенными дозами полного минерального удобрения (вариант 9).
Окупаемость одного килограмма действующего вещества минеральных удобрений дополнительно полученной продукцией от их применения под клещевину и озимую пшеницу составила: в варианте 1 - 9,0 кг зерн. ед., в варианте 6 - 5,9 кг и в варианте 9-5,1 кг зерн. ед.
Продуктивность зернопропашного севооборота с масличными культурами: подсолнечник - озимая пшеница - клещивина - озимая пшеница - соя -озимая пшеница
В третьей ротации севооборота (1981-1989 гг.) на фоне растительных остатков совокупная продуктивность изучаемого севооборота (в зерновых единицах) во многом определялась дозами и составом вносимых удобрений, а также погодными условиями вегетационного периода выращиваемых культур в годы исследований (табл. 33).
Продуктивность подсолнечника максимальной была в благоприятном 1982 году, минимальной - в 1983 году. При этом в благоприятный год от удобрений урожайность подсолнечника возрастала от 0,68 (вариант 1) до 1,01 т/га зерн. ед. (на 15,8 и 23,5 %), а в менее благоприятном (1983 г.) - на 0,44-0,56 т/га зерн. ед. (12,6-16,1 %). В среднем за 4 года исследований (1981-1984 гг.) от длительного применения удобрений продуктивность подсолнечника возросла на 0,52-0,58 т/га зерн. ед., или на 13,3-14,8 %.
На основании полученных в исследованиях данных методом пошаговой множественной корреляции и регрессии установлена зависимость урожайности подсолнечника от содержания в выщелоченном черноземе весной нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия :
В 1983 году в контроле (вариант 2,7) получена очень низкая урожайность озимой пшеницы после подсолнечника, составившая всего 2,09 т/га. Из 4-х лет изучения 1983-1984 годы были наименее благоприятными для озимой пшеницы. В среднем за 1982-1985 гг., урожайность озимой пшеницы от вносимых удобрений повысилась на 1,59-2,30 т/га или на 50,8-73,5 %. При этом в благоприятные годы (1982,1985 гг.) от удобрений она возрастала на 43,4-62,8 %, а в менее благоприятные (1983-1984 гг.)- на 61,2-89,4 % относительно контроля.
Множественный коэффициент корреляции (г) составил 0,855, направленность действия содержания нитратного азота и обменного калия была отрицательной, подвижного фосфора - положительной. Доли влияния на урожайность клещевины: 55,6 % - содержания подвижного фосфора, 21,9 -нитратного азота и всего 2,2 % - обменного калия (приложение 55). Расчеты показали, что на урожайность клещевины максимальным было положительное действие содержания подвижного фосфора, доля влияния которого в 2,3 раза выше совокупного отрицательного действия содержания нитратного азота и обменного калия. Для озимой пшеницы после клещевины неблагоприятным был 1984 год, когда в контроле (вариант 2, 7) урожайность ее составила всего 2,89 т/га. В этом году от удобрений прибавка урожая составила 1,39-1,90 т/га или 48,1-65,7 %. В более благоприятные годы (1985-1987 гг.) урожайность озимой пшеницы повышалась на 1,86-2,44 т/га (39,9-52,4 %). Методом пошаговой множественной корреляции и регрессии установлена зависимость урожайности озимой пшеницы после клещевины от содержания в выщелоченном черноземе весной нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия (приложение 56): у = 4,90 - 0,13 X! + 0,18x2 - 0,13 х3, где у - урожайность озимой пшеницы, т/га; xi - содержание нитратного азота в слое 0-60 см, мг/кг почвы; х2 - содержание подвижного фосфора в слое 0-20 см, мг/100 г почвы; х3 - содержание обменного калия в слое 0-20 см, мг/100 г почвы. Множественный коэффициент корреляции (г) составил 0,967, направленность действия содержания нитратного азота и обменного калия была отрицательной, подвижного фосфора - положительной. Доли влияния на урожайность озимой пшеницы: содержания подвижного фосфора - 71,1 %, нитратного азота - 15,3 % и обменного калия - 7,7 % (приложение 57). Положительное влияние на урожайность озимой пшеницы после клещевины содержания подвижного фосфора в 3,1 раза превышало совокупное отрицательное влияние содержания нитратного азота и обменного калия.
Для сои наиболее неблагоприятные условия сложились в 1985-1986 гг., когда ее урожайность была в 1,5-2 раза ниже, чем в 1988 и 1987 годы. В 1985 г. в вариантах с внесением удобрений урожайность сои была на 3,6-7,2 % ниже, чем в контроле (вариант 2,7). В 1986-1987 гг. уровень урожайности сои в контроле и в удобренных вариантах был примерно равным и только в 1988 г. от удобрений ее урожайность возросла на 0,09-0,28 т/га зерн. ед. (3,4-10,5 %). В среднем же за 4 года исследований (1985-1988 гг.) урожайность сои в вариантах с внесением удобрений и без них была практически одинаковой (2,60-2,66 т/га зерн. ед.).
