Урожайность и кормовая ценность культур севооборота при применении удобрений в Вологодской области (стр. 4 )

Влияние доз применяемых удобрений на сбор обменной энергии, кормовых единиц и сырого белка с урожаем

В соответствии с ГОСТ под обменной энергией корма понимается часть переваримой энергии корма, которая используется организмом животных для восполнения его энергетических затрат и различных процессов биосинтеза. Кормовая единица – это условный кормовой эквивалент, характеризующий питательное и продуктивное действие корма.

В производстве кормов очень важны такие показатели как обменная энергия (ОЭ), содержание кормовых единиц (К. Е.) и протеиновая продуктивность культур.

В связи с этим проводился расчет сбора ОЭ, К. Е. и сырого белка с урожаем культур севооборота (табл. 9, рис. 1).

Таблица 9. Сбор обменной энергии, кормовых единиц и сырого протеина с урожаями культур севооборота при применении удобрений в среднем за 3 года исследований

№ п/п	Вариант	Сбор	Прибавка к контролю
ОЭ, МДж/га	КЕ, т/га	Сырой белок, кг/га	ОЭ, МДж/га	КЕ, т/га	Сырой белок, кг/га
1	Без удобрений	27,2	2,7	259,1	-	-	-
2	Минимальная доза удобрений	32,0	3,2	310,0	4,8	0,5	50,9
3	Минеральная система удобрений с Кб по N = 120%	38,9	3,9	406,1	11,7	1,2	147,0
4	Минеральная система удобрений с Кб по N = 80%	42,4	4,2	467,3	15,2	1,5	208,2
5	Органоминеральная система удобрений	41,7	4,2	440,4	14,5	1,5	181,3

В среднем за 3 года исследований культурами четырехпольного севооборота в контрольном варианте обеспечен сбор 27,2 МДж/га обменной энергии, 2,7 т/га кормовых единиц и 259,1 кг/га сырого белка.

Применение припосевного и припосадочного удобрений в минимальной дозе повысило сбор этих показателей на 18 – 20%.

Применение расчетных систем удобрений позволило значительно увеличить сбор обменной энергии и кормовых единиц в 1,4 – 1,6 раза с 1 га площади, при этом сбор сырого белка возрастал в 1,6 – 1,8 раза.

На рис. 1 представлены данные по сбору обменной энергии, кормовых единиц и сырого белка культурами севооборота в среднем за 3 года.

Рисунок 1. Сбор обменной энергии, кормовых единиц и сырого белка культурами севооборота в среднем за 3 года

На данном графике наглядно видно, что применение расчетных систем удобрений наиболее значительно повышает все указанные показатели питательной ценности культур севооборота.

Вынос элементов питания единицей продукции с учетом побочной

При создании урожая сельскохозяйственные растения затрачивают элементы питания. Вынос (затраты) азота, фосфора и калия единицей основной и соответствующим количеством побочной продукции сельскохозяйственных культур всегда учитывается при расчетах доз удобрений.

На основании полученных данных по урожайности и содержанию элементов питания в основной и побочной продукциях культур севооборота произведены расчеты величин выноса (затрат) азота, фосфора и калия единицей продукции исследовавшихся культур (табл. 10).

Затраты азота на создание 1 т зерна озимой ржи и ячменя в несколько раз выше, чем затраты на создание 1 т зеленой массы вико-овсяной смеси и клубней картофеля. Это связано, в первую очередь, с особенностями биологии этих культур и величиной полученного урожая.

При применении азотсодержащих удобрений вынос азота единицей продукции всеми культурами, как правило, увеличивался, что согласуется с очень многими литературными данными.

Затраты азота на создание 1 т основной с соответствующим количеством побочной продукции у всех культур севооборота возрастали при применении расчетных доз удобрений на 3 – 26%.

Таблица 10. Затраты азота, фосфора, калия на создание 1т основной продукции с учетом побочной в среднем за 3 года, кг

Вариант	N	Р2О5	К2О
Вико-овсяная смесь
Без удобрений	3,1*	1,6	4,8
N12P16K16	3,2*	1,7	5,0
N75P35K85	3,8*	1,7	5,7
N110P35K85	3,6*	1,8	6,0
Последействие 40 т/га т-нав. компоста + N50P20K65	3,4*	1,7	5,9
Озимая рожь
Без удобрений	22,6	10,0	21,0
N12P16K16	23,2	10,3	21,8
N90P40K65	26,3	10,4	25,5
N130P40K65	28,4	10,7	26,5
Последействие 40 т/га т-нав. компоста + N80P35K65	27,1	10,9	26,4
Картофель
Без удобрений	5,0	1,7	7,4
N20P20	5,0	1,7	7,6
N125P50K150	5,4	1,8	8,0
N190P50K150	5,7	1,8	8,3
40 т/га т-нав. компоста + N70P15K30	5,6	1,9	8,1
Ячмень
Без удобрений	29,2	10,6	24,8
N12P16K16	29,4	10,4	24,6
N80P40K60	30,5	10,0	24,8
N120P40K60	31,2	10,3	24,9
Последействие 40 т/га т-нав. компоста + N30P10K20	30,0	10,2	25,0

*Примечание – азот, используемый растением за счет почвы и удобрений, без азотфиксации

Применение удобрений мало влияло на затраты фосфора, которые у всех культур, кроме ячменя, возрастали не более, чем на 10%. У ячменя применение минимальной и расчетных доз удобрений, напротив, несколько снижало затраты фосфора на 1,7-5,2%.

Затраты калия на единицу основной с соответствующим количеством побочной продукции у всех культур севооборота, как правило возрастали, причем наиболее значительно при расчетных дозах удобрений.

Балансовые коэффициенты (Кб) использования элементов питания из почвы и удобрений

При расчетах доз удобрений (вар. 3-5) запланирован нулевой баланс по фосфору (Кб = 100%), поскольку в почве опытного участка повышенное содержание фосфора, которое следует поддерживать. Отрицательный баланс по калию (Кб = 150%) планируется, поскольку содержание калия в почве опытного участка среднее и повышенное, а высокое содержание калия в продукции, используемой на корм сельскохозяйственным животным, неблагоприятно сказывается на их жизнедеятельности. По азоту предусмотрены балансовые коэффициенты, равные 80 (положительный баланс на 4 варианте) и 120% (отрицательный баланс на 3 и 5 вариантах).

Для того, чтобы оценить баланс элементов питания, сложившийся в севообороте за 3 года исследований были рассчитаны величины хозяйственного выноса элементов питания и фактические балансовые коэффициенты.

Фактические балансовые коэффициенты «показывают степень использования элементов питания удобрений и одновременно возможное изменение плодородия почв» (, 1983).

Полученные балансовые коэффициенты использования элементов питания из удобрений и почвы приведены на рис. 2 – 4.

Рисунок 2. Фактические балансовые коэффициенты (Кб) использования азота из удобрений и почвы в среднем за 3 года, %

При применении минимальной (припосевной и припосадочной) дозы удобрений балансовые коэффициенты использования азота из удобрений и почвы были значительно выше, чем на вариантах с применением расчетных систем удобрения, несмотря на меньшие значения хозяйственного выноса азота единицей продукции. Большие Кб объясняются тем, что внесенная доза удобрений на 2 варианте невелика и растения на формирование урожая затрачивают азот, содержащийся в почве, что ведет к снижению почвенного плодородия.

На 3 и 5 варианте запланированы балансовые коэффициенты равные 120%. Как видно на рис. 3 полученные фактические балансовые коэффициенты были далеки от плановых для ячменя и вико-овсяной смеси, а также картофеля при применении минеральной системы удобрений (3 вариант). Для озимой ржи на 3 и 5 варианте складывался баланс, близкий к нулевому или отрицательный (100 и 110%). Также близок к нулевому был баланс при применении органоминеральной системы удобрений на картофеле.

При повышении дозы азотных удобрений на фоне РК (4 вариант) следовало бы ожидать балансовых коэффициентов, равных 80%. Однако, на всех культурах, кроме озимой ржи, фактические балансовые коэффициенты оказались еще меньше и варьировали от 59 до 62% в среднем за 3 года. Связано это с резким недобором плановой урожайности в 2010, 2011 гг.

Рисунок 3. Фактические балансовые коэффициенты (Кб) использования фосфора из удобрений и почвы в среднем за 3 года, %

Фосфор – элемент, необходимый растениям для роста, развития, а также формирования высокого уровня урожайности надлежащего качества. Для формирования урожая крайне важно поддерживать бездефицитный баланс фосфора в севообороте. Поэтому, на почвах, содержащих достаточное количество доступных фосфатов, следует отдать предпочтение нулевому балансу этого элемента.

Как видно из рис. 3, на 2 варианте фактические балансовые коэффициенты значительно выше, чем 100%. В результате происходит обеднение почвы доступными формами фосфора. Так, перед закладкой опыта почва опытного участка содержала 266 мг/кг Р2О5, к 2010 его содержание на 2 варианте снизилось до 218 мг/кг почвы.

При применении расчетных систем удобрения планируемый нулевой или близкий к нему баланс фосфора обеспечили не все культуры севооборота. В среднем за 3 года Кб, примерно равные 100%, были получены только на озимой ржи (4 и 5 вариант) и вико-овсяной смеси (4 вариант). В среднем на всех культурах севооборота фактические балансовые коэффициенты при применении расчетных доз удобрений были близки к 80%.

Рисунок 4. Фактические балансовые коэффициенты (Кб) использования калия из удобрений и почвы в среднем за 3 года, %

В опыте планировались балансовые коэффициента по калию равные 150% (отрицательный баланс).

На всех культурах севооборота, кроме ячменя, и в среднем по севообороту получен отрицательный баланс калия. Фактические балансовые коэффициенты на ячмене по калию варьировали от 89 до 100%. Плановый уровень Кб был получен только на озимой ржи в вариантах 4 и 5.

Оплата удобрений прибавкой урожая

Является доказанным фактом, что удобрения повышают урожайность сельскохозяйственных культур. Как правило, внесение удобрений экономически обосновано, если прибавка урожая значительно окупает затраты на приобретение, внесение удобрений и уборку и доработку полученной продукции. Для оценки агроэкономической эффективности производился расчет оплаты удобрений прибавками урожаев (рис 5).

Рисунок 5. Оплата удобрений прибавкой урожая культур севооборота в среднем за 3 года, кг/кг д. в.

В среднем за 3 года исследований оплата удобрений прибавкой урожая для культур севооборота была различной. Наименьшую оплату 1 кг действующего вещества удобрений обеспечили зерновые культуры (от 3,36 до 10,23 кг/кг д. в. на различных фонах удобренности). Оплата удобрений прибавкой урожая картофеля и зеленой массы вико-овсяной смеси была значительно выше и варьировала от 21,60 до 52,27 кг/кг д. в. Такое различие объясняется биологическими особенностями и уровнем урожайности возделываемых культур.

При внесении минимальной дозы удобрений (N20P20 на картофеле и N12P16K16 на остальных культурах) оплата удобрений прибавкой урожая основной продукции культур севооборота была максимальной. При увеличении доз вносимых удобрений оплата снижается.

Сравнение органоминеральной системы удобрений (5 вариант) с эквивалентной ей по дозе минеральной системой с Кб по азоту равному 120% (3 вариант) показывает, что действие и последействие внесения органических удобрений повышает агроэкономическую эффективность применения удобрений. На 5 варианте оплата 1 кг д. в. прибавкой урожайности культур севооборота была на 1,2 – 6,0 кг выше, чем на 5 варианте.

Применение минеральной системы удобрений с максимальной дозой азота обеспечило в среднем за 3 года более высокую оплату удобрений из всех изучавшихся расчетных доз удобрений.

Также был произведен расчет оплаты удобрений сбором обменной энергии культурами севооборота (рис. 6).

Рисунок 6. Оплата удобрений сбором обменной энергии культурами севооборота в среднем за 3 года, МДж/кг д. в.

Минимальную оплату удобрений обменной энергией показал яровой ячмень. На 1 кг действующего вещества удобрений в среднем за 3 года на ячмене было дополнительно получено от 34 до 76 МДж обменной энергии.

Оплата удобрений прибавкой сбора обменной энергии остальных культур севооборота была сравнительно выше и колебалась от 56 до 140 МДж.

Тенденция изменения оплаты удобрений прибавкой сбора обменной энергии такая же, как и прибавкой урожайности. Максимальной оплата была при применении минимальной дозы удобрений. Затем наблюдалось снижение при применении расчетных минеральных систем удобрений. Некоторое повышение оплаты удобрений при применении органоминеральной системы удобрений объясняется высокими (в сравнении с минеральными системами) сборами обменной энергии с единицы площади.

Прогноз экономической эффективности

производства продукции растениеводства
в севообороте

при применении различных доз удобрений

При производстве всех культур севооборота наблюдалось снижение себестоимости и увеличение рентабельности производства при повышении урожайности основной продукции. Так, в 2012 году по сравнению с 2010 себестоимость единицы продукции была ниже в 1,3 - 2,5 раза.

При применении расчетных систем удобрений себестоимость 1 т зеленой массы вико-овсяной смеси была несколько выше, чем на варианте без применения удобрений.

Рентабельность производства озимой ржи, картофеля и ячменя при применении удобрений в годы исследований достигала 350%, однако следует отметить, что в 2010 году применение удобрений под посевы ячменя было экономически неэффективным, поскольку в условиях сухой и жаркой погоды урожайность зерна была значительно ниже плановой.

Выводы

1.  В условиях Вологодской области на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве в нетипичных погодных условиях гг. применение минимальных доз удобрений способствовало увеличению урожайности зеленой массы вико-овсяной смеси на 18%, зерна озимой ржи – на 19%, клубней картофеля – на 14% и зерна ячменя – на 24% по сравнению с контролем. Применение расчетных систем удобрений обеспечило получение 17,1 – 18,4 т/га зеленой массы вико-овсяной смеси (64-74% планового уровня); 3,4-3,9 т/га зерна озимой ржи (97-111% плановой урожайности); 19,2 – 21,2 т/га клубней картофеля (77-85% плановой урожайности); 2,1-2,3 т/га зерна ячменя (60-66% плановой урожайности культуры). Применение минимальной и расчетных систем удобрения повышало урожай и побочной продукции культур севооборота. В среднем за 3 года по сравнению с контролем на 20-74% возрастал урожай соломы озимой ржи; на 10-57% - ботвы картофеля и на 17-34% - урожай соломы ячменя.

2.  В среднем за 3 года исследований применение минимальной и расчетных доз удобрений повышало содержание азота на 0,1 – 0,5% и калия на 0,1-0,6% в основной и побочной продукции культур севооборота. На содержание фосфора в продукции применение удобрений практически не влияло.

3.  В среднем за 3 года при применении расчетных систем удобрений содержание сырого протеина существенно увеличивалось в зерне озимой ржи и клубнях картофеля; в зеленой массе вико-овсяной смеси и зерне ячменя наблюдалась лишь тенденция увеличения этого показателя. Содержание сырого жира существенно увеличивалось в зеленой массе вико-овсяной смеси при применении минимальной дозы удобрения и органо-минеральной системы. Удобрения не оказывали влияния на изменение содержания сырого жира в других изучаемых культурах. Содержание сырой клетчатки и сырой золы в продукции всех культур севооборота практически не изменялось. Повышение доз вносимых удобрений вызывало тенденцию снижения содержания безазотистых экстрактивных веществ.

4.  Содержание обменной энергии (ОЭ) в основной продукции культур севооборота при применении минимальной и расчетных систем удобрения практически не изменялось. При применении расчетных систем удобрений сбор ОЭ основной продукцией культур севооборота повышался на 34-72%; сбор КЕ – на 34-70%, сбор сырого протеина – на 45-97% по сравнению с вариантом без удобрений.

5.  Применение расчетных систем удобрений увеличивало относительный вынос азота 1 т основной с соответствующим количеством побочной продукции культур севооборота в среднем за 3 года на 3-26%. Затраты фосфора всеми культурами изменялись под влиянием удобрений незначительно, как правило, не более, чем на 10%. Применение расчетных систем удобрения увеличивало затраты калия на формирование 1т основной с соответствующим количеством побочной продукции всех культур севооборота на 0,1 - 26%.

6.  Фактические балансовые коэффициенты использования элементов из почв и удобрений оказались ниже плановых. Близкими к плановым оказались балансовые коэффициенты, полученные в посевах озимой ржи. Это доказывает, что даже в сложных агроклиматических условиях, урожайность данной культуры является прогнозируемой. Фактические балансовые коэффициенты в среднем по севообороту в среднем за 3 года по азоту составили 67-93%, по фосфору – 73-84%, по калию 112-127%.

7.  В среднем за 3 года исследований оплата удобрений прибавками урожаев при увеличении доз вносимых удобрений снижалась. Минимальную оплату 1 кг действующего вещества удобрений от 3,4 до 10,2 кг/кг д. в. обеспечили зерновые культуры на различных фонах питания. Оплата удобрений прибавками урожаев картофеля и зеленой массы вико-овсяной смеси была значительно выше и варьировала от 21,6 до 52,3 кг/кг д. в.

8.  Расчет некоторых показателей экономической эффективности, показал, что себестоимость продукции всех культур севооборота была наиболее высокой в 2010 году, наиболее низкой в 2012 году, что связано с колебаниями урожайности культур по годам. Рентабельность производства была наиболее высока в 2012 году и достигала 139% на озимой ржи, 350% на картофеле и 59% на ячмене.

Предложения производству

В условиях Вологодской области на дерново-подзолистой среднеокультуренной почве применение расчетных доз удобрений даже в засушливые года позволяет получить 39-42 мДж/га обменной энергии, 3,9-4,2 т/га кормовых единиц и 406-467 кг/га «сырого белка» в севообороте.

Для получения 17,1-18,4 т/га зеленой массы вико-овсяной смеси рекомендуемая доза удобрений – N75-110P35K85; для получения 3,4-3,9 т/га зерна озимой ржи – N90-130P40K65 ; для получения 19,2-21,2 т/га клубней картофеля – N125-190P50K150 ; для получения 2,1-2,3 т/га зерна ячменя – N80-120P40K60.

При расчетах доз удобрений в севообороте для получения плановых уровней урожайностей сельскохозяйственных культур в зависимости от обеспеченности удобрениями и проекта изменения почвенного плодородия элементами питания балансовые коэффициенты использования элементов из почв и удобрений можно принимать равными: по азоту – 80-120%, по фосфору – 80-100% и по калию – 130-150%.

Список опубликованных работ

1.  , , Удобрения и качество зеленой массы викоовсяной смеси //Кормопроизводство. – 2011. – №8. – С. 6-8.

2.  П, , , Токарева применения удобрений под озимую рожь в условиях Вологодской области //Плодородие. – 2011. – №6. – С. 7-9.

3.  , , Токарева экологически безопасных клубней картофеля при применении высоких доз удобрений /В сб. Наука, инновации и международное сотрудничество молодых учёных аграриев / Материалы международного научного форума. – М.: ФГБОУ ВПО МГУП. – 2012. – С. 352-358.

4.  , Чухина продуктивность ячменя ярового в условиях Вологодской области /В сб. Современные проблемы и перспективы развития сельского хозяйства и лесного комплекса – Вологда – Молочное: ИЦ ВГМХА. – 2013. – С. 62-64.

5.  , , Качество зеленой массы вико-овсяной смеси /В сб. III Молочного Форума и научно-практической конференции, посвященной 170-летию со дня рождения – Вологда – Молочное. – 2010. – С. 96-97.

6.  , , , Токарева применения удобрений при возделывании озимой ржи / В сб. Научное обеспечение – сельскохозяйственному производству – Вологда – Молочное. – 2010. – С. 71-75.

7.  , , , Токарева вико-овсяной смеси при применении расчетных доз удобрений /В сб. Научное обеспечение – сельскохозяйственному производству – Вологда – Молочное. – 2010. – С. 75-78.

8.  , , Куликова озимой ржи при применении минимальной и расчетных доз удобрений в условиях Вологодской области /Актуальные вопросы развития аграрного образования и науки /Материалы Международной научно-практической конференции, М. – 2010. – С. 247-250.

9.  , Влияние удобрений и лазурита на продуктивность картофеля /Материалы ежегодных смотров-сессий аспирантов и молодых ученых по отраслям наук – Вологда – Молочное. – 2011. –С. 28-32.

10.  , Некоторые показатели экономической эффективности применения удобрений под ячмень яровой /Наука и инновационные процессы в АПК Вологда – Молочное. – 2011. – С. 25-30.

11.  , , Чухина возрастающих доз азотных удобрений на урожайность и качество зерна озимой ржи /режим доступа: http://*****/journal/node/178

12.  , Чухина эффективность ячменя ярового при применении удобрений /Аграрная наук XXI века. Актуальные исследования и перспективы. – СПб.: СПбГАУ. – 2013. – С. 57-59.