Продуктивность и баланс элементов питания в звене севооборота кукуруза-яровая пшеница-горох в зависимости от применяемых систем удобрения

Наиболее эффективным и быстродействующим фактором, способствующим повышению урожайности и качества сельскохозяйственных культур, являются удобрения. Действие удобрений на химический состав растений определяется тем, что питательные элементы, поступающие в растения из удобрений, входят в состав важнейших органических соединений и повышают их содержание в урожае. Кроме того, отдельные элементы питания оказывают влияние на активность ферментативных систем растений.

С помощью удобрений можно изменять направленность процессов обмена веществ и регулировать накопление в растениях полезных для человека органических веществ, зольных элементов [1_6].

В Республике Беларусь в последнее время взят курс на интенсивное применение удобрений. В 2008 г. в Беларуси на 1 га пашни внесено 250 кг, в 2009 г. - 288 кг и 2010 г. - 284 кг NPK. В 2012-2015 гг. в Республике планируется принять 310 кг NPK на 1 га пашни. Такой уровень применения удобрений рассчитан на получение урожайности зерновых 40 ц/га, продуктивности пашни _ 50 ц/га к. ед. [7].

В хозяйствах, где уровень урожайности зерновых культур составляет 60-80 ц/га зерна, применяют 350_400 кг NPK. В связи с тем что насыщенность минеральными удобрениями на 1 га пашни варьирует по хозяйствам республики, интерес представляет изучение влияния возрастающего уровня применения минеральных удобрений на продуктивность, качество сельскохозяйственных культур, вынос и баланс элементов питания в севообороте [3].

Анализ источников

В условиях интенсификации сельского хозяйства рост урожаев сопровождается увеличением выноса всех питательных элементов, в том числе микроэлементов. Это повышает потребность в отдельных микроудобрениях на почвах не только с недостаточным, но и с умеренным содержанием соответствующих микроэлементов в доступной растениям форме.

Более высокая эффективность применения микроудобрений наблюдается, как правило, при хорошей обеспеченности растений основными элементами питания: азотом, фосфором, калием. В то же время применение необходимых микроэлементов значительно повышает действие азотных, фосфорных и калийных удобрений [4_7].

Полевые испытания показывают высокую эффективность микроудобрений, однако их нужно использовать только там, где соответствующий микроэлемент действительно необходим, и под культуры, особенно требовательные к их внесению. В последнее время разработаны специализированные комплексные удобрения для различных сельскохозяйственных культур (зерновых, картофеля и других), содержащих макро-, микроэлементы и регуляторы роста, а также новые микроудобрения в хелатной форме, имеющие в своем составе один или несколько микроэлементов, в том числе с регуляторами роста растений.

Учитывая экологическую ситуацию и мировой опыт, развитие отрасли земледелия и растениеводства в республике должно базироваться на стратегии адаптивной интенсификации, характеризующейся биологизацией и экологизацией интенсификационных процессов [5_11].

Методы исследования

В своих исследованиях мы изучали эффективность возрастающих доз минеральных удобрений, бактериальных препаратов, видов органических удобрений, новых регуляторов роста растений, однокомпонентных и многокомпонентных микроудобрений в хелатной и органо-минеральной форме и влияние их на продуктивность и баланс элементов питания в звене севооборота кукуруза-яровая пшеница-горох.

Исследования проводились в 2008-2010 гг. на дерново-подзолистой почве, развивающейся на легком лессовидном суглинке, подстилаемом с глубины около 1 м мореным суглинком, опытного поля "Тушково" УО БГСХА. Почва опытного участка по годам исследований имела слабокислую реакцию почвенной среды (pHKCL 5,2_5,8), недостаточное содержание гумуса (1,71%), повышенное содержание подвижных форм фосфора (186_202 мг/кг), среднюю и повышенную обеспеченность подвижным калием (194_213 мг/кг).

Норма высева семян яровой пшеницы сорта Контеса составляла 5 млн./га; кукурузы гибрид Бемо _ 182-110 тыс./га; гороха сорта Миллениум _ 1,5 млн/га. Общая площадь делянки в опытах _ 36 м2, учетная _ 24,7 м2, повторность четырехкратная. Опыты с яровой пшеницей, кукурузой, горохом проведены по следующим схемам (табл. 1).

Таблица 1. Схема проведения опытов в звене севооборота

№ п/п	Яровая пшеница	Кукуруза	Горох
1.	Без удобрений	Без удобрений	Без удобрений
2.	N16P60K90	N16P60K100	N16P60K90
3.	N70K90	N90K100	N30K90
4.	N70P60K90	N90P60K100	N30P60K90
5.	N70P60K90 + "Эпин" в ф. нач. вых. в тр.	N90P60K100 + "Эпин" в ф. 6-8 лист.	N30P60K90 + "Эпин" в фаз. бут.
6.	N70P60K90 + "Экосил" в ф. нач. вых. в тр.	N90P60K100 + "Экосил" в ф. 6-8 лист.	N30P60K90 + "Фитовитал" в фаз. бут.
7.	N70P60K90 + N30 КАС в ф. нач. вых. в тр.	N90P70K120 + N30 При 1-ой м/р обработке	N50P60K90
8.	N70P60K90 + N30 КАС + "Экосил" в ф. нач. вых. в тр.	N90P70K120 + N30 + "Экосил" в фазу 6-8 л	N50P60K90 + "Фитовитал" в фаз. бут.
9.	N70P60K90 + N30 КАС с Cu в ф. нач. вых. в тр.	N90P70K120 +N30+"Адоб Zn" в фазу 6-8 л.	N30P60K90 + "Элегум В" в фаз. бут.
10.	N70P60K90 + N30 КАС с "Витамаром" в ф. нач. вых. в тр.	N90P70K120 + N30 + "Витамар" в фазу 6-8 л	N30P60K90 + "Витамар" в фаз. бут.
11.	N70P70K120 + N30 КАС + N20 КАС флаг. лист-кол.	N120P90K150 + N30	N50P90K120
12.	N70P60K90 + N30 КАС в ф. нач. вых. в тр. с "Эколистом"	N120P90K150 + N30 + "Адоб Zn" в фазу 6-8 л	N30P60K90 + "Басфолиар 36 экстра" в фаз. бут.
13.	N80P80K130 + N45 С "Витамаром" + N25 + "Терпал"	N120P90K150 + N30 + "Басфолиар 36 экстра" в фазу 6-8 л	N30P60K90 + "Эколист" для з/б в фаз. бут.
14.	Солома 4 т/га + N70P60K90 + N30 КАС	Солома 4 т/га + N90P70K120 + N30	N30P60K90 (солома 4 т/га - последействие)
15.	Навоз 20 т/га + N70P60K90 + N30 КАС	Навоз 50 т/га + N90P70K120 + N30	N30P60K90 (навоз 50 т/га - последействие)
16.	Ризобактерин	Ризобактерин	Сапронит

В опытах применялись карбамид, аммонизированный суперфосфат, хлористый калий, навоз КРС (N _ 0,48, Р2О5 - 0,21, К2О - 0,59%), солома пшеницы, КАС-32. севооборот удобрение растениеводство

Из комплексных микроудобрений применялись "Витамар 3" в дозе 1 л/га, состоящий из следующих компонентов:

MgSO4* 7H2O - 220 г, H3BO3 - 20 г, ZnSO4 * 7H2O - 20 г, MnSO4 * 4H2O - 120 г, CuSO4 * 5H2O - 260 г, (NH4)6 Mo7 O24 * 4H2O - 10 г, FeSO4 * 7H2O - 120 г, соль Мора (NH4)2 SO4 * FeSO4 * 6H2O - 10 г, гуматы - 50 мл на 1 л раствора; "Басфолиар 36 экстра" (N -10,5%, K2O - 5,1%, MgO - 2,5%, B - 0,38%, Cu - 0,45%, Fe - 0,07% Mn - 0,05 %, Mo - 0,0016%, Zn - 0,19%); "Эколист" (N -10,5%, K2O - 5,1%, MgO - 2,5%, B - 0,38%, Cu - 0,45%, Fe - 3,07% Mn - 0,05%, Mo - 0,0016%, Zn - 0,14%).

На яровой пшенице в фазе начала выхода в трубку применялся микроэлемент медь в дозе 150 г/га в форме CuSO4 * 5H2O. Посевы гороха в фазе бутонизации обрабатывались микроудобрением "Элегум В" (150 г/л бора и 10 г/л гуминовых веществ) в дозе 1 л/га, в посевах кукурузы в фазе 6-8 листьев использовался цинк в форме "Адоб Zn" (жидкий концентрат удобрения, содержащий 6,2% цинка в хелатной форме, 9% азота и 3% магния) в дозе 2 л/га. Применялись регуляторы роста "Эпин" в дозе 80 мл/га, "Фитовитал" _ 0,6 л/га и "Экосил" _ 50 мл/га.

Инокуляцию семян яровой пшеницы и кукурузы производили биопрепаратом Ризобактерином, семена гороха _ биопрепаратом клубеньковых бактерий Сапронитом. Бактериальные удобрения Ризобактерин и Сапронит применялись из расчета 200 мл на гектарную порцию семян.

Основная часть

Наиболее высокий выход кормовых единиц с 1 га обеспечивала кукуруза. В лучших вариантах с применением новых форм микроудобрений выход кормовых единиц у этой культуры достигал 123,4-124,5 ц/га к. ед. Значительно ниже выход кормовых единиц был у гороха (примерно в два раза меньше). Промежуточное положение между кукурузой и горохом по выходу кормовых единиц занимала яровая пшеница.

Применение в среднем по звену севооборота N16P60K93 по сравнению с неудобренным контролем увеличивало продуктивность звена севооборота на 12,8 ц/га к. ед., N63P60K93 - на 26,4 ц/га к. ед. и N83P63K100 - 29,5 ц/га к. ед.

Обработка посевов кукурузы, яровой пшеницы и гороха регулятором роста "Эпином" увеличивала выход кормовых единиц звена севооборота на фоне N63P60K93 на 4,4 ц/га к. ед. Применение на таком же фоне регулятора роста "Экосила" на кукурузе и яровой пшенице и "Фитовитала" на горохе повышало продуктивность звена севооборота на 6,6 ц/га к. ед. Использование этих же регуляторов роста на более высоком фоне удобрения (N90P63K100) увеличивало выход к. ед. в звене севооборота на 3,5 ц/га к. ед. (табл. 2).

Таблица 2. Влияние органических, минеральных, бактериальных и микроудобрений на продуктивность звена севооборота (среднее за 2008-2010 гг.)

Вариант	Яровая пшеница	Горох	Кукуруза на з/м	Среднее	Окупаемость 1 кг NPK, кг к. ед.
Выход к. ед., ц/га
1. Без удобрений (контроль)	39,3	37,7	61,2	46,1	_
2. N16P60K93	47,0	45,0	84,6	58,9	7,6
3. N63K93	54,7	47,3	99,2	67,1	13,5
4. N63P60K93	60,0	50,0	107,6	72,5	12,2
5. N63P60K93 + "Эпин"	64,0	53,0	113,6	76,9	14,3
6. N63P60K93 + "Экосил" и "Фитовитал"	66,2	57,0	114,0	79,1	15,3
7. N83P63K100	59,0	52,1	115,6	75,6	11,7
8. N83P63K100 + "Экосил" и "Фитовитал"	63,3	56,0	118,0	79,1	13,0
9. N83P63K100 + "Элегум В", "Cu", "Адоб Zn"	64,0	56,6	123,4	81,3	14,3
10. N83P63K100 + "Витамар"	65,9	56,7	122,2	81,6	14,4
11. N107P83K130	62,6	52,2	116,4	77,1	9,7
12. N93P70K110 + "Адоб Zn", "Эколист 3", "Басфолиар 36"	65,2	56,6	123,4	81,7	13,0
13. N110P77K123 + "Витамар", "Эколист", "Басфолиар 36"	65,8	57,4	124,6	82,6	11,8
14. Солома 4 т/га + N83P63K100	62,3	54,6	117,6	78,2	13,0
15. Навоз 23 т/га +N83P63K100	65,8	56,7	123,0	81,8	14,5
16. Ризобактерин и сапронит	51,1	44,4	86,6	60,7	_
НСР05	2,0_3,2	2,3_3,2	17,7_20,0	_	_

Эффективным было применение и микроудобрений. Некорневая подкормка яровой пшеницы сернокислой медью, кукурузы "Адоб Zn" и гороха "Элегум В" повышала продуктивность звена севооборота на фоне N83P63K100 на 5,7 ц/га. На этом же фоне несколько выше прибавка (6,0 ц/га к. ед.) была получена и от применения комплексного микроудобрения с гуматами "Витамар". Применение микроэлементов в хелатной форме "Адоб Zn" на кукурузе, "Эколиста 3" на яровой пшенице и "Басфолиара 36 экстра" на горохе на фоне N93P70K110 обеспечивало высокую продуктивность звена севооборота (81,7 ц/га к. ед.) и окупаемость 1 кг NPK кг/га к. ед. (14,4 кг). Такая же продуктивность (82,6 ц/га к. ед.) была получена и от применения комплексных микроудобрений "Басфолиар 36 экстра" на кукурузе, "Витамар 3" на яровой пшенице и "Эколиста" для зерновых культур на горохе, но на более высоком фоне минеральных удобрений (N110P77K123).

Применение соломы на фоне N83P63K100 несколько уступало по действию навозу. Выход кормовых единиц в этих вариантах опыта составил 78,2 и 81,8 ц/га к. ед. Соответственно обработка семян кукурузы и яровой пшеницы ризобактерином и гороха сапронитом по сравнению с неудобренным контролем повышала продуктивность звена севооборота на 14,6 ц/га к. ед. Учет результатов баланса элементов питания позволяет обоснованно планировать производство продукции сельского хозяйства с наименьшими затратами и более высокой окупаемостью органических и минеральных удобрений, прогнозировать потребность в удобрениях и изменение обеспеченности почв элементами питания, регулировать плодородие почв, охрану окружающей среды.

При составлении баланса питательных элементов в севообороте нами в расходной статье учитывался вынос элементов питания с урожаем сельскохозяйственных культур, потери в результате вымывания, газообразные потери азота из азотных удобрений, а в приходной - поступление с минеральными и органическими удобрениями, семенами, с атмосферными осадками, ассоциативный азот, симбиотическая и несимбиотическая фиксация азота [11].

Расчеты баланса азота показали, что в вариантах с высокой продуктивностью (81,3-82,6 ц/га к. ед.) интенсивность баланса по азоту была ниже рекомендуемой и составляла 78,6-92,8% (табл. 3). В оптимальных пределах интенсивность баланса по азоту (122,9%) была при сочетании 23 т/га навоза с N83P63K100 (вариант 15).

Таблица 3. Баланс элементов питания в звене севооборота (среднее за 2008-2010 гг.)

Вариант	Приход, кг/га	Расход, кг/га	Общий баланс, кг/га	Интенсивность баланса, %
N	P2O5	K2O	N	P2O5	K2O	N	P2O5	K2O	N	P2O5	K2O
1. Без удобрений (контроль)	65,8	1,8	11,8	92,7	35,7	66,7	-26,9	-33,9	-54,9	71,0	5,0	177,0
2. N16P60K93	86,2	61,8	104,8	124,9	43,1	82,6	-38,7	18,7	22,2	69,0	143,4	126,9
3. N63K93	134,6	1,8	104,8	156,5	54,8	98,9	-21,9	-53,0	5,9	86,0	3,3	106,0
4. N63P60K93	136,2	61,8	104,8	176,9	63,7	124,6	-40,7	-1,9	-19,8	77,0	97,0	84,1
5. N63P60K93 + "Эпин"	137,9	61,8	104,8	190,5	63,7	133,4	-52,6	-1,9	-28,6	72,4	97,0	78,6
6. N63P60K93 + "Экосил" и "Фитовитал"	140,3	61,8	104,8	200,3	63,6	130,6	-60,0	-1,8	-25,8	70,0	97,2	80,2
7. N83P63K100	157,4	64,8	111,8	187,3	68,1	131,7	-29,9	-3,3	-19,9	84,0	95,2	84,9
8. N83P63K100 + "Экосил" и "Фитовитал"	159,7	64,8	111,8	197,2	64,8	129,9	-37,5	0	-18,1	81,0	100,0	86,1
9. N83P63K100 + "Элегум В", "Cu", "Адоб Zn"	160,1	64,8	111,8	203,7	63,7	133,4	-43,6	1,1	-21,6	78,6	101,7	83,8
10. N83P63K100 + "Витамар"	160,2	64,8	111,8	194,5	68,6	133,4	-34,3	-3,8	-21,6	82,4	94,5	83,8
11. N107P83K130 + N30	181,5	84,8	141,8	195,6	70,1	139,4	-14,1	14,7	2,4	92,8	121,0	101,7
12. N93P70K110 + "Адоб Zn", "Эколист 3", "Басфолиар 36"	170,1	71,8	121,8	199,7	68,3	138,4	-29,6	3,5	-16,6	85,2	105,1	88,0
13. N110P77K123 + "Витамар", "Эколист", "Басфолиар 36"	187,6	78,8	134,8	214,0	70,0	141,4	-26,4	8,8	-6,6	87,7	112,6	95,3
14. Солома 4 т/га + N83P63K100	174,9	70,8	151,8	191,9	68,7	120,0	-17,0	2,1	31,8	91,1	103,1	126,5
15. Навоз 23 т/га +N83P63K100	275,2	122,3	249,8	223,9	72,3	138,0	51,3	50,0	111,8	122,9	169,2	181,0
16. Ризобактерин и сапронит	99,8	1,8	11,8	126,3	47,7	84,6	-26,5	-45,9	-72,8	79,0	3,8	13,9

По данным Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси, на почвах с повышенным содержанием подвижного фосфора (151-250 мг/кг), как и в наших исследованиях, интенсивность баланса по фосфору рекомендуется на уровне 100-120%. В вариантах нашего опыта, где обеспечивается высокая продуктивность звена севооборота (81,3_82,6 ц/га к. ед.), интенсивность общего баланса находится в оптимальных пределах (101,7_112,6). Выше интенсивность баланса по фосфору (169,2%) была в варианте 15, где на 1 га звена севооборота вносилось 23 т/га навоза + N83P63K100. В этом варианте опыта будет более интенсивно увеличиваться содержание подвижного фосфора.

Для дерново-подзолистых легкосуглинистых почв с содержанием калия 194_213 мг/кг, как в нашем опыте, интенсивность общего баланса рекомендуется 100_120%. Расчеты баланса элементов питания по вариантам опыта показали, что интенсивность общего баланса по калию в вариантах с высокой продуктивностью (варианты 9, 10, 12, 13) не вполне удовлетворительная и составляет 83,8_95,3%. При внесении повышенных доз калия (вариант 11 и 14) интенсивность баланса по калию была при достаточно высокой продуктивности (77,1-78,2 ц/га) в оптимальных пределах (101,7-126,5%). Выше интенсивность общего баланса по калию (181,0%) была при внесении 23 т/га навоза в сочетании с N83P63K100, что будет способствовать возрастанию содержания подвижного калия в почве.

Заключение

1. Высокая продуктивность звена севооборота (81,7 ц/га к. ед.) кукуруза - яровая пшеница - горох в среднем за 2008-2010 гг. наблюдалась при применении "Адоб Zn" на кукурузе, "Эколиста 3" на яровой пшенице и "Басфолиара 36 экстра" на горохе на фоне N93P70K110. Такая же продуктивность звена севооборота (82,6 ц/га к. ед.) получена и при использовании комплексных микроудобрений на кукурузе "Басфолиара 36 экстра", "Витамара 3" на яровой пшенице и "Эколиста" для зернобобовых, но на более высоком фоне минеральных удобрений N110P77K123. 2. Положительный баланс по азоту в вариантах с высокой продуктивностью звена севооборота (81,3_82,6 ц/га к. ед.) отмечен только в варианте с внесением 23 т/га навоза + N83P63K100. В оптимальных пределах баланс по фосфору и калию складывается в вариантах с применением на 1 га севооборотной площади соломы 4 т/га + N83P63K100, N83P63K100, N83P63K100 + комплексное микроудобрение Витамар, N93P70K110 + "Адоб Zn", "Эколист 3", "Басфолиар 36" и N110P77K123 + "Витамар", "Эколист", "Басфолиар 36 экстра". Приближалась к 100% интенсивность баланса по азоту и в вариантах с применением N107P83K130, 4 т/га соломы + N83P63K100 и N110P77K123 + комплексные микроудобрения. Во всех остальных вариантах опыта наблюдался отрицательный баланс по азоту, что является нежелательным. 3. В вариантах с высокой продуктивностью звена севооборота (81,3-82,6 ц/га к. ед.) с применением N83P63K100 + B, Cu, Zn, N83P63K100 + Витамар, N93P70K110 + комплексные микроудобрения складывался баланс фосфора в рекомендуемых пределах (100 - 120%). 4. Положительный баланс в оптимальных пределах по калию наблюдался в вариантах с применением 4 т/га соломы и 23 т/га навоза на фоне N83P63K100 и при внесении на 1 га звена севооборота N107P83K130.

Литература

1. Биологические основы интенсивных технологий возделывания зерновых культур / Н. А. Ламан [и др.]. - Гомель, 1991. - 135 с. 2. Мосолов, И. В. Физиологические основы применения минеральных удобрений / И. В. Мосолов. - М.: Колос, 1979. - 255 с. 3. Кулаковская, Т. Н. Почвенно-агрохимические основы получения высоких урожаев / Т. Н. Кулаковская. - Минск: Ураджай, 1978. - 272 с. 4. Лапа, В. В. Минеральные удобрения и пути повышения их эффективности / В. В. Лапа, В. М. Босак. - Минск: БелНИИПА, 2002. - 184 с. 5. Вильдфлуш, И. Р. Удобрения и качество урожая сельскохозяйственных культур: монография / И. Р. Вильдфлуш, А. Р. Цыганов, В. В. Лапа, Т. Ф. Персикова. - Минск: УП "Технопринт", 2005. - 276 с. 6. Агрохимия: уч-к / И. Р. Вильдфлуш [и др.]. - Минск: Ураджай, 2001. - 488 с. 7. Эффективность применения микроудобрений и регуляторов роста при возделывании сельскохозяйственных культур / И. Р. Вильдфлуш [и др.]. - Минск: Белорусская наука, 2011. - 243 с. 8. Программа мероприятий по сохранению и повышению плодородия почв в Республике Беларусь / В. Г. Гусаков [и др.]. - Минск, 2010. - 106 с. 9. Кореньков, Д. А. Минеральные удобрения при интенсивных технологиях / Д. А. Кореньков. - М.: Росагропромиздат, 1990. - 192 с. 10. Богдевич, И. М. Пробл. воспроизводства плодородия почв / И. М. Богдевич // Совр. пробл. исп. почв. ресурсов и повыш. их производит. способности: мат. Междунар. науч.-произв. конф. - Горки: БСХА, 1997. - С. 41-52. 11. Экологическое состояние почв Беларуси / И. М. Богдевич [и др.] // Международный аграрный журнал. -2000. - № 5. - С. 26-33. 12. Справочник агрохимика / В. В. Лапа, [и др.] / под ред. В. В. Лапа. - Минск: Белорусская наука, 2007. - 389 с.

Продуктивность и баланс элементов питания в звене севооборота кукуруза-яровая пшеница-горох в зависимости от применяемых систем удобрения

Похожие статьи