Влияние удобрений на плодородие почв северной лесостепи западной Сибири (стр. 6 )

Наибóльшая прибавка урожайности яровой пшеницы и овса получена при возделывании по сидеральным парам с фацелией и смесью рапс+горчица – 31 и 18% и 13 и 16% соответственно, а в среднем за ротацию севооборота – 25 и 17% (табл. 7).

Таблица 7 – Влияние сидеральных паров на урожайность зерновых культур на чернозёме выщелоченном, ц/га

Год (В)	Пар (А)	Пшеница по пшенице
чистый	сидеральный
горох + овёс	фацелия	рапс + горчица
2009, пшеница	24,9	26,0 /+1,1* 4**	28,3 /+3,4 14	27,4 / + 2,5 10,0	23,2 /-1,7
2010, пшеница	17,0	19,1 /+2,1 12	26,5 / +9,5 56	22,0 / +5,0 29,4	15,7 /-1,3
Средняя за 2 года	20,9	22,5 / +1,6 8	27,4 / +6,5 31	24,7 / +3,8 18	19,4 / -1,5
2011, овёс	18,9	21,0 /+2,1 11	21,3 /+2,4 13	22,0 /+3,1 16	18,0/-0,9
Средняя за 3 года	20,3	22,0/+1,7 +8	25,4 / +5,1 +25	23,8 / +3,5 +17	19,0/-1,3
НСР 05 А = 2,6; НСР 05 В = 2,0

* Примечание: над чертой и перед чертой – урожайность, ц/га; после черты – прибавка урожайности к чистому пару, ц/га;

** Примечание: под чертой – прибавка урожайности к чистому пару, %

5 Экономическая эффективность возделывания сельскохозяйст-венных культур на чернозёмах выщелоченных

Наибольшие прибыль производства яровой пшеницы и уровень его рентабельности получены при рядковом внесении удобрений – 6413 руб./га и 120%. Удобрения повышали урожайность картофеля сорта Белла на 6,3 и 13,1 т/га при уровне рентабельности их применения 253 и 389% соответственно. Сидерация рентабельна в пару с горохоовсяной смесью и фацелией – 39 и 58%; рентабельность производства яровой пшеницы по этим парам составила 167 и 150%, а прибыль – 7044 и 8011 руб./га.

ВЫВОДЫ

1. Использование серых лесных почв в пашне увеличивает мощность гумусово-элювиального горизонта по сравнению с почвами под лесом. В серой лесной почве под овощными культурами происходит обеднение верхнего слоя мелкой пылью, а в тёмно-серой под зерновыми – илом, ухудшающими структуру почв. Содержание гумуса в пахотном слое серой лесной почвы под овощными культурами не изменяется и уменьшается в тёмно-серой почве под зерновыми, а в его составе обеих почв увеличивается доля гуминовых кислот и уменьшается количество фульвокислот. В серой лесной почве при выращивании овощных культур уменьшается количество обменных оснований и кальция, что способствует подкислению. В тёмно-серой лесной почве под зерновыми культурами рН остаётся нейтральной, содержание обменных оснований высокое.

2. Обогащённость органического вещества серых лесных почв пашни азотом (С:N) уменьшается, а фосфором (С:Р) – увеличивается. Содержание нитратного азота в серой лесной почве под овощными культурами больше, а в тёмно-серой под зерновыми – меньше, чем в целине. Степень подвижности фосфора (I) в почвах пашни выше, чем в почвах под лесом. Содержание подвижного фосфора (Q) в серой лесной почве под овощными культурами больше, а в тёмно-серой под зерновыми – меньше, чем в целинной почве. Минеральных фосфатов и их активных фракций больше в серой лесной почве на 39 и 79%, в тёмно-серой – на 42 и 9%, чем в целине. Доля легкодоступного фосфора в серой лесной почве под овощными культурами и тёмно-серой под зерновыми культурами возрастает по сравнению с целиной в 6 и 2,5 раза соответственно.

Почвы пашни поглощают одинаковое по сравнению с целиной количество легкодоступного и в 2-3 раза меньше подвижного фосфора. Количество фосфора, поглощаемое серыми лесными почвами, может достигать 200-700 кг/га и более и прямо зависит от содержания гумуса (r = 0,53-0,98), обменных оснований (r =0,51-1,0) и кальция (r =0,71-0,99). Прямое влияние на величину и скорость поглощения легкодоступного фосфора почвами оказывает также содержание крупной пыли (r = 0,68-0,76) и ила (r = 0,56-0,78).

Обеспеченность обменным калием тёмно-серой лесной почвы под зерновыми культурами – повышенная, а серой лесной под овощными – высокая, но на 2 градации меньше чем, в целине.

3. Длительное использование чернозёмов выщелоченных в зернопропашном севообороте с периодическим внесением минеральных удобрений увеличивает, а под многолетними травами (галега+кострец) не изменяет мощность гумусового горизонта. Гранулометрический состав почв среднесуглинистый иловато-крупнопылеватый. С глубиной в нём увеличивается содержание средней пыли и ила в почве зерно-пропашного севооборота и крупной пыли – под многолетними травами. Величина рН, благодаря высокой природной буферности чернозёмов, не изменяется. Количество обменных оснований и кальция возрастает в ряду: многолетние травы < пашня = целина и имеет прямую связь с гумусом (r =0,71-0,96 и 0,91-0,98). Содержание и запасы гумуса в слое 0-20 см всех видов угодий достигают равновесного состояния, сохраняя его качественный состав.

4. Количество валового азота в пашне под зерновыми культурами и целине в 1,5 и 1,6 раза больше, чем под многолетними травами и имеет высокую прямую связь с гумусом (r =0,97; 0,97 и 0,99 соответственно). Обогащённость органического вещества азотом (С:N) в целине и под зерновыми культурами средняя (12,5), а под многолетними травами – низкая (18,4). В почве под зерновыми культурами и многолетними сеяными травами усиливается прямое влияние гумуса (r=0,99-0,97), валового азота (r=0,98) и обменного кальция (r=0,98-0,91) на накопление нитратного азота, содержание которого в слое 0-40 см в 2 и 4 раза соответственно больше, чем в целине. Запасы азота в метровой толще под многолетними травами в 1,2 и 2 раза превышают таковые в пашне и целине.

5. Содержание валового фосфора в чернозёмах имеет высокую прямую связь с гумусом (r = 0,88; 0,98, и 0,96 соответственно). Количество валового фосфора, обогащённость им органического вещества (С:Р), степень подвижности фосфора (I), содержание минеральных фосфатов и их активных фракций в верхнем слое почв возрастает в ряду: целина < пашня < многолетние травы. На фракцию Ca-P3 приходится 65-79% минеральных фосфатов чернозёмов. Многолетние травы повышают подвижность фосфатов этой фракции, увеличивая за их счёт на 40% долю активных фракций по сравнению с целиной. Содержание подвижного фосфора (Q) под многолетними травами в 2 раза больше, чем в целине и пашне. Доля легкодоступного фосфора в почве под многолетними травами близка к таковой в целине, а в пашне – в 1,6 раза выше. Содержание обменного калия в чернозёмах высокое.

6. Биологическая продуктивность многолетних сеяных трав на чернозёмах на 33% выше, чем трав на целине. Урожайность яровой пшеницы при внесении азофоски (N43P43K43) возрастает на 15% при окупаемости 1 кг действующего вещества удобрений 7 кг зерна. Вынос азота многолетними сеяными травами и травами целины 58 и 43 кг/га. В зерно-пропашном севообороте потребление азота на фоне с удобрениями в 1,4 раза больше, чем без них. Вынос фосфора биомассой возрастает в ряду: целина < многолетние сеяные травы < зерновые. Поглощение калия сеяными травами в 2,4 раза больше, чем травами целины, а яровой пшеницей – в 2 и 5 раз меньше, чем травами на целине и сеяными травами.

7. Эффективность действия удобрений при распашке и длительном использовании почв солонцового комплекса в севообороте возрастает по мере увеличения насыщенности ими и зависит от предшественника. Наибольшая она на заключительной культуре севооборота – овсе по овсу, уменьшается на овсе по пшенице и наименьшая – на пшенице по пару. За 4 ротации севооборота наибольшая урожайность зерновых (26,9 ц/га) получена в варианте P120, а окупаемость 1 кг действующего вещества удобрений зерном – в вариантах N30 и Р120 – 13 и 7 кг.

8. Обработка почв солонцового комплекса, их парование один раз за ротацию севооборота усиливают миграцию водорастворимого натрия, солей и соды вглубь, увеличивая сумму обменных оснований и кальция и уменьшая щёлочность. Удобрения поддерживают содержание гумуса, валового азота и фосфора, повышают обогащённость ими органического вещества, количество нитратного азота и минеральных фосфатов, степень подвижности фосфора (I), фосфатную ёмкость (Q), долю легкодоступного фосфора в почвах и улучшают фосфатный режим почв. Высокое содержание гумуса, среднеглинистый иловато-крупнопылеватый гранулометрический состав и богатство минеральной части почв полевыми шпатами и слюдами определяет повышенное количество в них обменного калия. Удобрения увеличивают его содержание на 14-33%.

9. Переход удобренной пашни почв солонцового комплекса в залежь поддерживает величину рН и увеличивает содержание обменных оснований. Количество гумуса в слое 0-60 см возрастает на 2,5-4% к исходному уровню. Суперфосфат в дозе 120 кг д. в./га повышает его содержание более чем в 2 раза в слое 40-60 см. Содержание валового азота, фосфора, обогащённость ими органического вещества и запасы нитратного азота достигают уровня прежней залежи (1981 г.). Степень подвижности фосфора (I) и фосфатная ёмкость (Q) повышенные и высокие, увеличивают долю легкодоступного фосфора в почвах. Подвижность фосфатов апатитовой фракции Са-Р3 возрастает, существенно увеличивая количество Са-Р1 и Са-Р2, доступных для растений. Содержание калия в почве всех вариантов залежи высокое.

10. Самая высокая урожайность зелёной массы и сена трав на естественной залежи через 10 лет после внесения удобрений получена в варианте N90 – 50,0 и 19,7 ц/га (прибавка к контролю 73 и 24%). Вынос элементов питания травами возрастает в ряду: Р < Mg < N < K < Na и обусловлен особенностями физико-химических свойств почв солонцовых комплексов.

11. Эффективность действия минеральных удобрений на чернозёмах выщелоченных в условиях дефицита влаги в почве можно регулировать с помощью способов их внесения. При рядковом внесении N43Р43К43 получена наибольшая прибавка зерна пшеницы – 26% к контролю при окупаемости 1 кг д. в. удобрений зерном 11 кг. Потребление пшеницей азота, фосфора и калия на чернозёме выщелоченном при внесении удобрений в дозе N43Р43К43 составляет 50-75 кг/га, 12-15 и 22-30 кг/га соответственно.

12. Внесение минеральных удобрений N43Р43К43 под пшеницу не влияет на величину рН чернозёма выщелоченного; поддерживает содержание и качественный состав гумуса, высокую обеспеченность растений калием; повышает обогащённость органического вещества азотом (C:N) и содержание минеральных фосфатов, не влияя на количество активных фракций; уменьшает поглощение микроорганизмами углерода и азота, увеличивает – фосфора. Удобрения не компенсируют вынос легкодоступного фосфора (I) пшеницей, поддерживают повышенную фосфатную ёмкость (Q) в чернозёме выщелоченном, а доля легкодоступного фосфора в почве при всех способах внесения удобрений остаётся низкой.

13. Дефицит азота в чернозёмах выщелоченных за ротацию севооборота в вариантах с удобрениями в 3 раза меньше, чем в контроле, а интенсивность его баланса – 80-100%. Интенсивность баланса фосфора на 50-60% меньше нормы, рекомендованной для возделывания зерновых в лесостепной зоне. Удобрения N43Р43К43 создают положительный баланс калия в почве только при разбросном внесении, а интенсивность баланса калия в 1,5-2 превышает рекомендованную. При выращивании пшеницы на чернозёмах выщелоченных необходимо регулировать питание растений не только азотом и фосфором, но и калием.

14. Наибольшей урожайностью на чернозёме выщелоченном в условиях северной лесостепи Приобья обладает новый среднеранний картофель сибирской селекции сорта Белла – 36,5 т/га, что на 3 т/га больше, чем у Лины. N80K160 - и N80Р80К160- удобрения увеличивают её на 21 и 24% у Лины и на 17 и 36% у Беллы при окупаемости 1 кг д. в. удобрений 30 и 25 кг и 26 и 41 кг картофеля. Содержание крахмала в клубнях картофеля при внесении удобрений не изменяется, а количество нитратов возрастает в пределах допустимой концентрации. Вынос элементов питания картофелем из почвы зависит от величины урожайности и сорта и возрастает в ряду: фосфор < азот = калий. Удобрения увеличивают на 20-26% потребление картофелем азота, уменьшая в 3 раза его дефицит в почве и повышают интенсивность баланса с 12 до 80%. Вынос фосфора и калия картофелем из почвы при внесении удобрений возрастает на 29-56 и 52-96%, а интенсивность баланса этих элементов в почве достигает 110-250 и 200-250% соответственно.

15. Применение удобрений при возделывании картофеля повышает количество обменных оснований в пахотном слое почвы и содержание подвижного фосфора (Q), а содержание гумуса и нитратного азота сохраняется. Вынос картофелем из почвы легкодоступного фосфора (I) компенсируют удобрения в дозе N80Р80К160. Доля легкодоступного фосфора уменьшается в варианте N80K160 и возрастает в N80Р80K160. Удобрения N80К160 поддерживают, а N80Р80К160 повышают содержание минеральных фосфатов и их активных фракций на 38 и 14% и увеличивают подвижность фосфатов Ca-P3. Фосфатная буферная способность чернозёма выщелоченного возрастает в 3 и 1,4 раза в контроле и в варианте N80K160 и уменьшается в 5 раз в варианте N80Р80K160. Общее количество легкодоступного (I) и подвижного фосфора (Q), извлечённое из почвы в варианте с удобрениями N80P80K160 составило 60 и 1100 кг/га, что в 8 и 1,4 раза больше, чем в контроле. Следовательно, удобрения N80P80K160, ежегодно применяемые под картофель, могут компенсировать вынос легкодоступного и подвижного фосфора и обладать последействием.

16. Высокая мобилизация почвенного калия в чернозёме выщелоченном при возделывании картофеля компенсирует его вынос урожаем в контроле. Удобрения повышают содержание калия в почве, создавая высокую и очень высокую обеспеченность им растений. Для получения стабильно высокой урожайности картофеля интенсивных среднеранних сортов и сохранения калийного статуса чернозёмов следует вносить калийные удобрения в дозах, компенсирующих вынос калия на 50%.

17. Влияние сидеральных паров на свойства и плодородие чернозёмов выщелоченных зависит от вида растений-сидератов и их урожайности. В зелёной массе сидератов накапливается 70-80 кг/га азота, 12-15 фосфора и 60-140 кг/га калия. Фацелия больше других культур поглощает эти элементы из почвы. Сидераты не влияют на величину рН почвы, обеспечивают высокое содержание обменных оснований и степень насыщенности ими, формируют запасы продуктивной влаги в пахотном и метровом слое на уровне чистого пара и увеличивают подвижность фосфатов Са-Р3. Горохоовсяная смесь и фацелия сохраняют и повышают отношение Сгк:Сфк в гумусе. Больше всего нитратного азота накапливается в чистом пару и сидеральном со смесью рапс+горчица. Наибольшее количество легкодоступного фосфора (I) содержится в сидеральном пару с горохоовсяной смесью, а подвижного фосфора (Q) – в чистом пару и сидеральном со смесью рапс+горчица. Доля легкодоступного фосфора в сидеральных парах на чернозёме выщелоченном низкая.

18. Сидераты обеспечивают положительный баланс азота, накапливая в пахотном слое 50-70 кг/га азота. Баланс фосфора отрицательный при дефиците 50-80 кг/га. Положительный баланс калия обеспечивает только сидеральный пар с фацелией. В остальных сидеральных парах дефицит калия в почве составляет 30-80 кг/га. Наибольшая прибавка урожайности пшеницы и овса получена при возделывании их по сидеральному пару с фацелией и смесью рапс+горчица – 31 и 18 и 13 и 16% к чистому пару соответственно.

19. Рядковое внесение удобрений N43Р43К43 обеспечивает наибольшую прибыль производства яровой пшеницы и уровень его рентабельности – 6413 руб./га и 120%. Наибольшая урожайность картофеля получена у сорта Белла – 36,5 т/га. Удобрения в дозах N80К160 и N80Р80К160 повышают её на 23 и 6% при уровне рентабельности их применения 253 и 389% соответственно. Сидерация рентабельна в пару с горохоовсяной смесью и фацелией – 39 и 58%, а рентабельность возделывания яровой пшеницы по этим парам составляет 167 и 150% при получении 7044 и 8011 руб./га прибыли.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Удобренные залежные почвы солонцовых комплексов северной лесостепи Барабы длительное время сохраняют высокое эффективное плодородие. Используя современные агротехнические приёмы, эти почвы можно использовать как высокопродуктивные естественные кормовые угодья, или вовлекать в пашню для производства зерна и кормов.

2. Учитывая дефицит осадков и запасов продуктивной влаги в пахотном и метровом слое чернозёмов выщелоченных северной лесостепи Приобья, удобрения необходимо вносить в рядки при посеве с семенами. Дозы удобрений при возделывании зерновых в севообороте на чернозёмах должны составлять не менее N43Р43К43. Для подержания калийного статуса чернозёмов, в связи с высокой интенсивностью его баланса, дозу калийных удобрений под зерновые культуры можно уменьшить на 50%.

3. Картофель новых среднеранних сортов сибирской селекции интенсивного типа для получения стабильно высокой урожайности потребляет за короткий срок большое количество элементов питания. Для сохранения плодородия чернозёмов выщелоченных при выращивании картофеля необходимо вносить удобрения N80P80K160. При этом дозу калийных удобрений, с учётом высокой мобилизации почвенного калия, можно уменьшить на 50%.

4. Для сохранения плодородия чернозёмов выщелоченных вместо чистых паров можно применять сидеральные пары с горохоовсяной смесью и фацелией. При возделывании зерновых культур по сидеральному пару с горохоовсяной смесью следует дополнительно вносить 50 и 30 кг/га фосфора и калия, а по сидеральному пару с фацелией – 60 кг/га фосфора.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Журналы, рекомендованные ВАК РФ:

1. Семендяева режим луговых солонцов Барабы при внесении минеральных удобрений / , , // Агрохимия. 1997. № 2. С. 5-10.

2. Галеева минеральных удобрений на урожайность и качество картофеля в условиях северной лесостепи Приобья / // Достижения науки и техники АПК. 2009. № 4. С. 30-32.

3. Галеева и фосфатный режим серых лесных почв в агроценозах / // Агрохимия. 2010. № 11. С.13-20.

4. Галеева режим чернозёмов выщелоченных Приобья при разных способах внесения удобрений / // Агрохимический вестник. 2011. № 5. С. 43-45.

5. Галеева питания и продуктивность яровой пшеницы при разных способах внесения удобрений / // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2011. № 9-10. С. 18-25.

6. Галеева сорта картофеля отзывчивы на удобрения / // Картофель и овощи. 2011. № 5. С. 22-23.

7. Галеева состояние и биологическая продуктивность чернозёмов выщелоченных в агроценозах / Вестник НГАУ. 2012. № 1(22). С.10-16.

8. Галеева влияние на свойства и плодородие почв солонцовых комплексов Барабинской степи / // Агрохимия. 2012. № 1. С. 24-36.

9. Галеева свойств чернозёмов северной лесостепи Приобья при различном сельскохозяйственном использовании / // Почвоведение. 2012. № 2. С. 1-14.

10. Galeeva L. P. Changes in the Properties of Leached Chernozems on the Northern Forest-Steppe in the Mid-Ob River-Basin caused by Different Agricultural Uses / L. P. Galeeva // Eurasian Soil Science, 2012, Vol. 45, No 2, pp. 214-227.

11. Галеева режим солонцов при переходе их из пашни в залежь / // Аграрная наука. 2012. № 9. С. 6-7.

12. Галеева режим чернозёмов выщелоченных Приобья при разных способах внесения удобрений / Вестник НГАУ. 2013. № 1(26). С.10-15.

Другие публикации:

13. Семендяева свойств и управление плодородием пахотных солонцовых почв Западной Сибири / , , // Анализ современных аграрных проблем: Тез. докл. науч.-практ. конф. Новосибирск, 1995. С. 24-25.

14. Галеева плодородия почв северной лесостепи Приобья в условиях антропогенного воздействия / // Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель: Мат. Междунар. конф. Томск, 2002. Т. 2. С. 421-422.

15. Галеева минеральных удобрений в северной лесостепи Барабы / // Интенсификация растениеводства
в Сибири: Сб. науч. тр. НГАУ. Новосибирск, 2003. С. 74-76.

16. Галеева различных типов почв в современных условиях земледелия / , // Почвы – национальное достояние России: Мат. IV съезда Докучаевского общества почвоведов. Новосибирск, 2004. Кн. 2. С. 40.

17. Галеева минеральных удобрений на урожайность и качество картофеля / , , // Проблемы любительского и приусадебного садоводства и огородничества: Сб. тр. Междунар. науч.-практ. конф. Новосибирск, 2005. С. 111-115.

18. Галеева удобрений на урожайность и химический состав зерновых культур на почвах солонцовых комплексов / , // Плодородие почв, эффективность средств химизации и методы оптимизации питания растений: Мат. Междунар. конф. Иркутск, 2005. С. 177-200.

19. Галеева плодородия выщелоченных чернозёмов с помощью сидератов / // Мат. II Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 75-летию кафедры почвоведения Иркутского ГАУ. Иркутск, 2006. С.491-494.

20. Галеева плодородия окультуренных солонцов при их естественном залужении / , // Деятельность академика в становлении и развитии сибирской аграрной науки: Мат. Междунар. науч. конф. / СО РАСХН. Новосибирск, 2007. С. 136-143.

21. Галеева режим и плодородие антропогенно-изменённых почв солонцовых комплексов Барабы / // Проблемы истории, методологии и философии почвоведения. Организация почвенных систем: Тр. II-ой Нац. конф. с междунар. участием. Пущино, 2007. Т.2. С. 329-332.

22. Галеева фосфора почвами при длительном использовании в пашне / // Мат. V съезда Докучаевского общества почвоведов. Ростов-на-Дону, 2008. С. 164.

23. Галеева как приём сохранения плодородия в условиях современного земледелия / // Качество и точность сельскохозяй-ственных процессов: Мат. Междунар. семинара. Новосибирск, 2008. С. 24-27.

24. Галеева фосфорного питания яровой пшеницы в условиях лесостепи / // Концепция и технология земледелия в аридной зоне Алтае-Саянского субрегиона: Мат. Междунар. науч.-практ. конф. Абакан, 2009. С. 58-63.

25. Галеева и продуктивность старопахотных солонцов Барабы при естественном залужении / // Проблемы рационального использования малоплодородных земель: Мат. Междунар. науч.-практ. конф. / СО РАСХН, СибНИИСХ. Омск, 2009. С. 76-80.

26. Галеева плодородия чернозёмов выщелоченных Приобья в агроценозах / // Климат, экология, сельское хозяйство Евразии: Сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф. Иркутск, 2009. С. 137-141.

27. Галеева окультуривания серых лесных почв на их свойства и поглощение фосфора / // Инновационные технологии – в практику сельского хозяйства: Мат. Всерос. науч.-практ. конф.: Сб. науч. тр. Киров, 2009. С. 126-130.

28. Галеева режим и плодородие чернозёмов выщелоченных Приобья при разных способах внесения удобрений / // Комплексное применение средств химизации в адаптивно-ландшафтном земледелии: Мат. 44-ой Междунар. науч. конф. молодых ученых и специалистов (ВНИИА). М., 2010. С. 55-58.

29. Галеева и плодородие антропогенно изменённых серых лесных почв северной лесостепи Приобья / // Отражение био-гео-антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове: Сб. мат. IV Всерос. науч. конф. с междунар. участием. Томск, 2010. Т. 3. С. 31-36.

30. Галеева и плодородие антропогенно изменённых почв солонцовых комплексов Барабы / // Закономерности изменения почв при антропогенных воздействиях и регулирование состояния и функционирования почвенного покрова: Мат. Всерос. науч. конф. М., 2011. С.480-483.