Содержание к диссертации
Введение
Научные основы и практика применения органических удобрений под урожай сельскохозяйственных культур (обзор литературы)
Научные основы биологической системы земледелия
Органические удобрения - источник повышения урожайности сельскохозяйственных культур
Экспериментальная часть
Органические удобрения и урожайность хлопчатника
Эффективность совместного применения органических и минеральных удобрений на рост, развитие и фотосинтетическую деятельность растений хлопчатника .
- Научные основы биологической системы земледелия
- Органические удобрения - источник повышения урожайности сельскохозяйственных культур
- Эффективность совместного применения органических и минеральных удобрений на рост, развитие и фотосинтетическую деятельность растений хлопчатника
Научные основы биологической системы земледелия
Прибавка зерна гороха от последействия 30 т навоза и Ni2oPi8oK9o за два года составила 4,9 ц/га, а от одних минеральных удобрений - 3,8 ц/га. В опытах Пржевальского опорного пункта, навоз в дозе 20 - 40 т/га увеличивал в порядке последействия урожай яровой пшеницы на 1,1 - 8,2 ц/га. По данным Т.М. Крестьянниковой (см. Применение органических удобрений, 1971), 20 т навоза, применяемые под зерновые культуры в условиях орошения, обеспечили дополнительно 4-7 ц/га зерна.
В Таджикистане на темных сероземах урожай зерна пшеницы от внесения 20 т навоза в среднем за 6 лет увеличился на 4,0 ц/га (O.K. Буторина 1957).
По данным Е.А. Тонкаль (1960) на слабосолонцеватом и осолоделом черноземе (южные районы свеклосеяния Украины) внесение половинной нормы навоза под сахарную свеклу, сверх нормы его под озимь в пару, особенно при малых дозах минеральных удобрений способствует повышению урожая свеклы. В ряде случаев положительное влияние навоза распространялось и на последующие культуры севооборота - кукурузу, давшую прибавку урожая зерна на Белоцерковской опытной станции 1,8 ц/га, ячмень (2,4 ц/га), горох и озимую рожь по гороху.
Многочисленные исследования, проведенные в различных почвенно-климатических зонах, показывают, что наиболее эффективной системой удобрения, обеспечивающий непрерывный рост урожайности всех культур, является навозно-минеральная (Д.Н. Прянишников 1952, Г.И. Бойко 1960, Е.Ф. Березова 1961, Д.А. Акималиев 1969, В.А. Васильев 1974).
Перевод животноводства на промышленную основу в корне изменил природу навозного удобрения. На смену стойловому навозу, который веками использовали как удобрение и средство восстановления плодородия почвы, пришел бесподстилочный навоз. Бесподстилочное содержание животных привело к накоплению полужидкого и жидкого навоза. Бесподстилочный навоз представляет собой смесь твердых и жидких выделений животных, разбавленную различным количеством воды и включающую незначительные количества остатков кормов.
Содержащиеся в бесподстилочном навозе основные питательные вещества находятся в доступной для растений форме. Примерно 50% азота составляет растворимый в воде аммиачный азот, преимущественно в виде карбоната аммония и свободного аммиака. Такую форму азота растения могут потреблять в относительно короткое время. Остальной азот органического вещества в значительных количествах усваивается в течение всего вегетационного периода.
Эффективность азота бесподстилочного навоза усиливается, если удобрение вносят рано весной и сразу же заделывают в почву. На урожай пропашных культур он оказывает примерно такое же действие, как и азот минеральных удобрений (В .А. Васильев 1974).
По данным ряда исследователей, (В .А. Васильев 1974, М.А. Цуркан, 1976 и др.) коэффициент использования азота бесподстилочного навоза растениями при оптимальных нормах с учетом последействия составляет 30-50% и более в зависимости от сроков и способов внесения и емкости поглощения почвы.
Фосфор в бесподстилочном навозе находится преимущественно в органической форме. Действие фосфора навоза на урожай сельскохозяйственных культур, как правило, выше по сравнению с действием минеральных фосфорных удобрений. С учетом длительного последействия коэффициент использования его растениями при оптимальных нормах применения может достигать 50-60% (ВГ. Минеев, 1984).
Весь калий бесподстилочного навоза находится в минеральной форме, поэтому степень его использования, как и азота, сильно зависит от свойств почвы и сроков внесения. На почвах, нуждающихся в калийных удобрениях, потребление калия из бесподстилочного навоза первой и последующими культурами составляет 60-70%. Проведенные исследования как в Таджикистане И.Э. Эшанов (1986), так и в других регионах бывшего СССР В.И. Шемпель, В.П. Перепелица и др. (1976); О. Караханов, Д.Сиников, М. Бегенчева (1978) и др., за рубежом Asmus F., Specht G., Lange H. (1971), Sukovaty L.(1973) показали, что при ежегодном внесении бесподстилочного навоза в дозе 100 т/га и более в пахотном слое почвы накапливаются запасы питательных веществ, особенно нитратного азота и подвижного фосфора. Применение жидкого и полужидкого бесподстилочного навоза оказывает существенное влияние на содержание подвижных форм элементов питания в почве в сравнении с навозом подстилочным. Количество нитратного и аммиачного азота повышается в 1,5 раза, подвижного фосфора - 2-3 раза.
Жидкий навоз широко используется как средство оперативной борьбы с ветровой эрозией почв. В частности, по данным СибНИИСХ (А. Белолюб-цев 1972), полосное внесение жидкой фракции навоза на поверхность почвы привело к снижению пылеватых частиц с 294 кг/га до 251 кг/га.
По данным Sukovaty L. (1973) в США установлено, что в результате полива жидкого навоза по бороздам нормами 80, 150, 260 и 460 мм, урожай кукурузы и поглощение растениями азота, фосфора, калия, магния и натрия было в линейной зависимости от норм полива. В первый год действия отмечено накопление нитратного азота и других питательных веществ в почве на глубине 40 см, а в последующий - до 100 см.
В полевых опытах, проведенных на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве (Е.И. Алиева, и др., 1984), навоз вносился под картофель, а последействие его было изучено на ячмене и овсе без дополнительного применения каких-либо удобрений под эти культуры. Прибавка урожая в сумме по трем культурам от внесения полужидкого и жидкого навоза составила 1760 -1780 кормовых единиц/га а при внесении подстилочного навоза - 1070 кормовых единиц/га.
Органические удобрения - источник повышения урожайности сельскохозяйственных культур
Урожай сельскохозяйственных культур находится в прямой зависимости от содержания в почве усвояемых веществ, но их должно быть больше, чем требуется для роста растений.
В середине XX столетия многие исследователи под плодородием почвы стали понимать интегральный эффект действия всех почвенных факторов, оказывающих влияние на рост и развитие растений, а не только способность к обеспечению их пищей и водой (В.Д. Панников, В.Г. Минеев 1987).
Практика земледелия показывает, что повышение плодородия почвы и роста продуктивности сельскохозяйственных культур возможно только при достаточном применении органических и минеральных удобрений в требуемых нормах. Этот фактор очень важен для поддержания положительного баланса питательных веществ. (Л.И. Кораблева 1983, В.М. Максимов 1983, Р.Ф. Макаров, В.В. Архипова 1985). Роль органических удобрений в земледелии никогда не снизится, даже при достаточном удовлетворении сельского хозяйства в минеральных удобрениях.
В земледелии Таджикистана за последние годы применение органических удобрений резко упало, хотя пик применения органических удобрений приходится на начало 80 годов прошлого столетия.
В республике в различные годы разными авторами изучались вопросы, связанные с повышением плодородия почвы на основе использования органических удобрений и многолетних бобовых трав.
Исследованиями Л.П. Беляковой (1957) было установлено, что на светлых сероземах Вахшской долины под влиянием навоза, внесенного в течение 6 лет из расчета 40 т/га, наблюдалось некоторое накопление гумуса и гумино-вых веществ.
В исследованиях Н.С. Паришкуры (1957) было выявлено, что глубокая ежегодная запашка навоза (40см) обеспечивает накопление деятельного перегноя в почве в больших размерах, чем при запашке навоза на 20-30 см.
Исследования по применению органических удобрений и их влияние на органическое вещество почвы, проведенные в других регионах Централь ной Азии, показывают, что навоз на низкогумусированных сероземах существенно повышает содержание в них гумуса. Так на Ак-Кавакской опытной станции (М.А. Белоусов 1960) бывшего СоюзНИХИ на типичном сероземе систематическое применение навоза в течение 30 лет при бессменном возделывании хлопчатника увеличило содержание гумуса в почве в 2 раза (с 0,83 до 1,65%).
При внесении навоза почвы становятся более гумусированными в сравнении с неудобренными. Причем накопление гумуса наблюдается как в пахотном, так и подпахотном слоях почвы (Н.П. Бельчикова, 1948).
Необходимо учесть, что применение навоза способствует увеличению гумуса, как за счет гумификации навоза, так и образующихся корневых и пожнивных остатков растений (С.А. Алиев 1966, Ю. Акрамов1967), а при внесении минеральных удобрений - только за счет последних. Этим объясняется накопление гумуса при использовании навоза по сравнению с минеральными удобрениями.
По данным В.Г.Минеева (1984), в Нечерноземной зоне после зерновых восполнение гумуса почвы в среднем составляет 0,4 т/га, на черноземах европейской части бывшего СССР - 0,5 - 0,7, в условиях Урала, Сибири и Дальнего Востока - 0,3 т/га. Пропашные культуры восполняют содержание гумуса в почве в среднем в 2 раза меньше, чем зерновые, а многолетние травы на неорошаемых землях - 0,5 - 1,0 т/га, а при орошении - заметно больше.
Содержание гумуса в почве заметно снижается, прежде всего, в условиях интенсивной ее обработки, монокультуры, особенно пропашных культур, при отсутствии в севообороте многолетних трав, недостаточном применении органических удобрений. Об этом свидетельствуют данные стационарных опытов с удобрениями хлопчатника (И.И. Мадраимов 1968, И.Т. Рзаев, А.Д. Ибрагимов 1972, К.Т. Разыков 1976, В.В. Агеев 1978, и др.).
Исследования показали, что при потерях гумуса наблюдается ухудшение водно-физических, химических и биологических свойств почвы (Н.Г. Корнева, Е.П. Ореховская и др. 1974). Значение гумуса, как фактора плодородия почв, чрезвычайно велико и разнообразно. Ряд исследователей приводят (Schaeffer, 1931) данные нескольких длительных стационарных опытов о балансе углерода в почве в Галле (1878 - 1949 гг.). На систематически удобряемом навозом участке, количество углерода в почве за 70 лет увеличилось с 1,24% до 1,66% , то есть на 0,42%. На неудобренном участке и на участке, где вносили полное минеральное удобрение (NPK), оно упало до 0,02 - 0,12%.
Аналогичные данные получены в стационарном опыте в Ротамстеде (Hall, 1905). Содержание углерода в суглинистой почве за 28 лет на контрольном варианте было без изменений и составляло 0,89%, а на навозном фоне значительно увеличилось - с 2,23 до 2,91 %.
Л.С.Любарская (1967) отмечает, что в длительном опыте в Саксмундге-ме (Англия) на подзолистой почве систематическое внесение навоза в севообороте также заметно обогащало почву органическим углеродом и азотом. Через 56 лет после закладки опыта на безудобренном контроле было обнаружено 0,94% органического углерода, а при внесении навоза - 1,55%, и там где применяли минеральные удобрения - 1,01%.
Рост органического вещества на суглинистой и песчаной почве под влиянием систематического применения навоза в севообороте установлен также в длительных опытах на Асковской опытной станции (Iversen, 1953).
Увеличение количества гумуса в почве под влиянием навоза отмечено многими исследователями (Л.И. Голодковский 1936, Ю.К. Кудзин 1936, П.М. Балев 1949, С.Н. Рыжов 1954, И.П. Мамченков 1955, 1957, 1965, 1970, Ю. Ак-рамов 1967, И. Мадраимов 1970, С.С. Сдобников 1982, Г.А. Дюжев 1983, и ДР-)
Эффективность совместного применения органических и минеральных удобрений на рост, развитие и фотосинтетическую деятельность растений хлопчатника
Наивысший урожай зеленой массы кукурузы был получен от нормы удобрений соответствующий N280 Pi4o К120 (69,3 т), уменьшение этой нормы удобрений на половину соответственно снизила урожай на 16,7т.
Доза 50 т/га навоза в сочетании с минеральными удобрениями способствовала увеличению урожая на 11,8% по сравнению с N140 Р70 К6о.
При внесении высокой дозы навоза без сочетания с минеральными удобрениями урожайность зеленой массы кукурузы была равным урожаю 6 варианта (50 т навоза + NP), а при сочетании этой дозы навоза с NP урожай зеленой массы оказался на 7% ниже.
Внесенные удобрения под кукурузу выражались последействием на урожай второй культуры севооборота - люцерны. Эта культура в наших исследованиях занимала особое место, ей отводилась главенствующая роль в накоплении органических веществ, улучшении агрофизических и агрономических свойств почвы.
Прежде чем перейти к анализу урожая зеленой и сухой массы люцерны необходимо проанализировать биометрические показатели люцерны, которая хорошо коррелируется с урожайными данными (табл.59). Как было отмечено выше, люцерна была посеяна после кукурузы осенью. Преимущество осеннего срока посева люцерны в сравнении с весенним сроком состоит в том, что до наступления зимы люцерна хорошо укореняется, а весной, окрепшие всходы быстро развиваются. Удобрения, внесенные под посев кукурузы, влияют на рост и развитие люцерны в первый год произрастания.
Исследования показали, что весной отрастание люцерны началось одновременно. Наиболее высокий рост травостоя растений отмечается при внесении максимальной нормы органоминерального удобрения (106,2 см). Высота растений во втором укосе была приблизительно в пределах ошибки.
Действие удобрений проявилось на количество стеблей и побегов при отрастании люцерны и их массы. В первом укосе количество стеблей было меньше чем во - втором. В первом укосе количество стеблей у растений, где вносились высокие дозы навоза, образовалось меньше по сравнению с малыми дозами навоза.
При анализе данных биометрических измерений, наблюдается совершенно другая картина, т. е. количество побегов на одном растении больше там, где вносились большие дозы удобрений, соответственно увеличивается масса 1-го растения, диаметр корневой шейки.
Следовательно, при высоком содержании питательных веществ в почве количество стеблей растений уменьшается, но эти стебли становятся более мощными как по массе растения, так и по диаметру стебля и корневой шейки. Окончательные выводы можно сделать по урожаю зеленой и сухой массы люцерны (диаграмма 24).
Третьей культурой кормового севооборота идущей после люцерны является кормовая свекла. На 1 т корнеплодов и соответствующее количество листьев кормовая свекла выносит из почвы 2,5 - 3 кг азота; 0,9 - 1 кг фосфора; 4,5 - 5 кг калия. Отсюда следует, что кормовая свекла больше всего нуждается в азотных и калийных удобрениях.
Пласт люцерны богатый органическим веществом и азотом интенсивно используется кормовой свеклой, вследствие чего наблюдается повышение урожайности этой культуры. На безудобренном контроле урожай сухих веществ составил 9,1 т тогда как на навозном варианте (50 т/га) - 10,1 т, т.е. разница не существенна и статистически не доказана.
На четвертый год на свекле эффективность минеральных удобрений выравнивается или слабо понижается по сравнению с эффективностью больших доз органических удобрений на 36% (диаграмма 26).
Это свидетельствует о том, что за четырехлетний период органическое удобрение обеспечило длительное и равномерное снабжение растений питательными веществами, в то время как минеральные удобрения дали ярко выраженный высокий эффект лишь в первый год. Сохранение же большей степени эффективности навоза в течение четырех лет обуславливаются более медленной минерализацией его органического вещества.
Применение органоминерального удобрения дозой 50 т/га + NP хотя и увеличила урожай сухой биомассы свеклы по сравнению с чисто навозным удобрением, но она оказалась ниже по сравнению с большими дозами навоза.
Из выше изложенного следует, что норма навоза в 50 т/га равнялась действию полугодовой нормы минеральных удобрений. Анализ данных показывает, что применение различных систем удобрения не только действует на урожай кормовых культур, но и на качество кормов.
Однако урожай зеленой массы еще не является показателем эффективности применения той или иной системы удобрения под кормовые культуры. Основным критерием при их оценке служит выход кормовых единиц и пере-варимого протеина (В.Г. Агалина, и др.1967, К.П. Афендулов, В.Т. Воронцов, 1972). В сумме за четыре года на посевах кормовых культур было получено неодинаковое количество сухих веществ (табл.60).
