
ПРОДУКТИВНОСТЬ КОРМОВОГО СЕВООБОРОТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ПРИМОРСКОГО КРАЯ
Автореферат кандидатской диссертации
На правах рукописи
Суржик Мария Михайловна
ПРОДУКТИВНОСТЬ КОРМОВОГО СЕВООБОРОТА
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УДОБРЕНИЙ
В УСЛОВИЯХ ПРИМОРСКОГО КРАЯ
06.01.01 - общее земледелие
06.01.04 - агрохимия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Барнаул - 012
Работа выполнена на кафедре земледелия и растениеводства ФГБОУ ВПО Приморская государственная сельскохозяйственная академия
Научный руководитель:аа д. с.-х. н., профессор Моисеенко Алексей Алексеевич
Официальные оппоненты: ад.с.-х.н. Курсаковаа Валентина Сергеевна
к.с.-х.н. Гаркуша Алексей Анатольевич
Ведущая организацияа - Омский научно-исследовательский института сельского хозяйства
Защита диссертации состоится 15.03.2012 ваа 14.00а часова на заседании диссертационного совета Д.220.002.01а приа ФГБОУ ВПО Алтайский государственный аграрный университет по адресу: 656049 г. Барнаул, пр-т Красноармейский, 98. Факс: (385-2) 62-83-96
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Алтайский государственный аграрный университет
Автореферат разослан 14 февраля 2012 года
Ученый секретарь диссертационного совета аЕ.Г. Пивоварова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАРАБОТЫ
Актуальность темы.а В Приморском крае развитие животноводства является стратегической задачей. Согласноа Закону Приморского края от 15.11.2001 № 163 КЗ О продовольственной безопасности Приморского края, реализующемуся через краевую целевую Программу развития сельского хозяйства Приморского края на 2008-2012 годы необходимо восстанавливать мясное и молочное животноводство, повышая продуктивность скота. За 2002-2010 гг. продуктивность скота в Приморском крае возросла на 25%. Однако этот показатель увеличился в основном за счет улучшения породного состава, а продуктивность и качество кормов остались на прежнем уровне - 21 ц/га к.е. при содержании 8-9% сырого протеина. Естественные кормовые угодья используются только на 20% и их урожайность составляет 6 ц/га. Поэтому в настоящее время самообеспечение Приморского края мясом не превышает 40%, аа молоком составляет всего лишь 16% от потребности.
Успешное развитие этой отрасли будет возможно только при высоком уровне снабжения животноводческих хозяйств полноценными кормами, проблема обеспечения которыми в последнее время обострилась в связи с сокращением площадей, занятых под кормовыми культурами и по ряду причин экономического характера. Несмотря на достаточные для существующего поголовья скота объемы заготовки кормов, содержаниеа протеина в них остается на уровне 80 г/кг при норме 110 г. Практически возможным путем увеличения производства мясной и молочной продукции является повышение продуктивности ценных кормовых культур за счет введения и освоения специализированных севооборотова иа широкого использования удобрений. Это позволит также сохранить и повысить существующий уровень почвенного плодородия, а также увеличить продуктивность пашни.
Развитие животноводства в регионе должно базироваться на хорошо организованном полевом кормопроизводстве на основе севооборота с интенсивным производством кормов. Разработка кормовых севооборотов предполагает детальное изучение энергетической и протеиновой ценности культур, установление реакции на предшественники и удобрения, а также их продуктивной устойчивости по годам.
В последние годы урожайность многолетних и однолетних трав, кукурузы на силос сократилась на 15-23% [Ващенко, Чайка, 2003]. Основная причина низкой урожайности кормовых культур в Приморском крае кроется в нарушении севооборотов, критическом снижении количества вносимых удобрений и отсутствии комплекса агроэкономически обоснованных и доступных мероприятий по повышению их эффективности. При этом вопросы использования удобрений, агроэкономической эффективности кормового севооборота аизучены недостаточно, что обусловлено отсутствием необходимого научно - практического обоснования использования удобрений в кормовых севооборотах.
Цель исследований - выявить влияние различных систем удобрений (минеральных, органоминеральных) на продуктивность кормовых культур в севообороте.
Задачи исследований:
- Изучить баланс гумуса и питательный режим почвы в кормовом севообороте в зависимости от культуры на фоне применения удобрений.
- Выявить влияние удобрений на урожайность и качество культур кормового севооборота.
- Определить содержание сырого протеина в зеленой массе культур кормового севооборота при использовании удобрений.
- Дать энергетическую оценку продуктивности культур в кормовом севообороте при использовании удобрений.
Научная новизна. Впервые в условиях Приморского края проведен анализ продуктивности кормового севооборота с использованием удобрений. В результате применения минеральных и органических удобрений в кормовом севообороте установлено достоверное повышение содержания гумуса на 1,12 т/га, подвижного фосфора на 58-118%, обменного калия на 22-43%, а также увеличение продуктивности кормовых культур до 735 ц/га. Использование минеральных и органоминеральных систем удобрений увеличило питательность кормовых культур на 106 ц/га к.е., а содержание сырого протеина на 18,9%. Проведенными опытами определены условия применения удобрений, обеспечивающие приращение валовой энергии по сравнению с контролем на 16-75 ГДж и уровень энергетического коэффициента более 5,9.
Положения, выносимые на защиту.
1. Кормовой севооборот с использованием удобрений способствует повышению уровня плодородия почвы.
2. Применение минеральных и органоминеральных удобрений повышает урожайность аи качество кормовых культур в севообороте.
Практическая значимость. Для хозяйств, специализирующихся на производстве продуктов животноводства предложен кормовой севооборот са системой удобрений, позволяющей при средних энергетических затратах15,4-26,6 ГДж/га получить 7,9-10,6 т/га к. е. при сохранении почвенного плодородия. Результаты исследований будут использованы в сельскохозяйственных предприятиях Приморского края для совершенствования существующих севооборотов путем введения дополнительных высокопродуктивных культур и их совместных посевов в сочетании с предлагаемыми нормами удобрений. Данные рекомендации позволят хозяйствам увеличить питательность кормовых культур до 106 ц к.е. с га. Выявленные закономерности также могут быть полезны при составлении научно-практических рекомендаций и методических пособий по соответствующим дисциплинам в Приморской ГСХА.
Результаты исследований прошли производственную проверку в ФГУП Учебно-опытное хозяйство ФГБОУ ВПО Приморской ГСХА.
Работа выполнялась в составе общероссийской программы Фундаментальные и приоритетные прикладные исследования по научному обеспечению развития Агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2001-2005 гг..
Апробация работы. Материалы исследований былиа доложены на ежегодных отчетных заседаниях кафедры Земледелие и растениеводство Института земледелия и природообустройства ПГСХА (2002-2010 гг.), Международной научно-практической конференции Устойчивое землепользование в экстремальных условиях (г. Улан-Удэ, 2003), Региональной научно-практической конференции Проблемы развития регионального АПК (г. Благовещенск, 2003), Международной научно-методической конференции Актуальные проблемы агрообразования в Азиатско-Тихоокеанском регионе: проблемы и перспективы (г. Уссурийск, 2010), X межвузовской научно-практической конференции Молодые ученые - агропромышленному комплексу Дальнего Востока (г. Уссурийск, 2010).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 работ, в том числе 3 статьи - в ведущих изданиях ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 119 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, общих выводов, рекомендаций производству, списка литературы, включающего 228 источников, из которых 10 на иностранном языке, иллюстрирована 12 рисунками, содержит 18 таблиц.
УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования проводились в 2002-2008 гг. на опытном полеа Приморской государственной сельскохозяйственной академии, где был заложен интенсивный шестипольный кормовой севооборот на лугово-бурой оподзоленной почве.
Исследования проводились в севообороте со следующим чередованием культур:
1) многолетние травы (клевер красный, тимофеевка луговая) первого года пользования с запашкой отавы;
2) однолетние травы (викоовсяная смесь) на зеленый корм, сенаж и сено, озимая рожь;
3) озимая рожь на зеленый корм + кукуруза поукосно на зеленый корм;а
4) кукуруза на силос;
5) однолетние травы (горохоовсяная смесь) на зеленый корм, сенаж и сено + соепайзовая смесь поукосно на зеленый корм;
6) ячмень на зерно с подсевом многолетних трав.
Повторность опыта - четырехкратная. Площадь делянки 240 м2, учетная 150 м2. Размещение вариантов рендомизированное. Почва опытного участка тяжелосуглинистая среднеокультуренная, с кислой реакцией среды (рН - 4,9), средним содержанием гумуса (3,62%). Содержание общего азота составило - 0,23%, подвижного фосфора 1,87-2,10 мг/100 г, а обеспеченность обменным калием 9,77-11,73 мг/100 г почвы. Почвы достаточно типичны по своим свойствам для большинства почв Приморского края. Дозы удобрений рассчитывали балансовым методом на планируемую урожайность культур с учетом агрохимических показателей почвы в начале ротации севооборота [Федоров, 1998]. Определяли баланс гумуса [Лыков, 1982; Федоров, 1998].
В период вегетации растений проводили фенологические наблюдения, учет зеленной массы, учет урожая зерна ячменя. Урожай определяли поделяночно путем скашивания и обмолота растений ячменя комбайном Сампо-500 с учетной площади. Зеленую массу кормовых культур убирали вручную с последующим взвешиванием урожая с каждой учетной делянки. Массу побочной продукции (соломы) у ячменя определяли по соотношению зерна и соломы путем разборки биометрического снопа, взятого с учетных площадок площадью 1 м2. Урожай зерна ячменя пересчитывали на 14%-ю влажность и 100%-ю чистоту, кормовых культур - на 75%-ю влажность.
Схема внесения удобрений по вариантам приведена в таблице 1.
Таблица 1 - Схема внесения минеральных и органических удобрений по вариантам шестипольного кормового севооборота кг/га д.в., навоз т/га
Вариант |
Культура |
Среднее на 1 га |
||||||||
Многолетние травы (клевер + тимофеевка) |
Викоовсяная смесь |
Озимая рожь на зеленый корм |
Кукуруза поукосная на зеленый корм |
Кукуруза на силос |
Горохоовсяная смесь |
Соя с пайзой поукосная на зеленый корм |
Ячмень (зерно) |
|||
1 поле |
2 поле |
3 поле |
4 поле |
5 поле |
6 поле |
|||||
2 |
N |
120 |
40 |
150 |
160 |
195 |
40 |
42 |
40 |
112 |
P2O5 |
120 |
100 |
60 |
50 |
120 |
100 |
90 |
60 |
169 |
|
K2O |
240 |
75 |
130 |
- |
145 |
75 |
- |
70 |
80 |
|
3 |
навоз |
- |
- |
- |
- |
30 |
- |
- |
- |
5 |
N |
45 |
45 |
45 |
45 |
150 |
45 |
45 |
45 |
78 |
|
P2O5 |
60 |
60 |
60 |
60 |
200 |
60 |
60 |
60 |
103 |
|
K2O |
45 |
60 |
60 |
60 |
165 |
60 |
45 |
45 |
88 |
|
4 |
навоз |
- |
- |
- |
- |
90 |
- |
- |
- |
15 |
N |
120 |
40 |
150 |
160 |
97 |
40 |
- |
- |
87 |
|
P2O5 |
120 |
100 |
60 |
50 |
80 |
100 |
83 |
53 |
158 |
|
K2O |
240 |
75 |
130 |
- |
- |
75 |
- |
52 |
53 |
|
5 |
N |
166 |
124 |
63 |
42 |
214 |
124 |
75 |
162 |
162 |
P2O5 |
185 |
234 |
143 |
72 |
343 |
234 |
139 |
206 |
252 |
|
K2O |
162 |
103 |
83 |
46 |
243 |
103 |
55 |
110 |
151 |
Примечание. Варианты: 1 - без удобрений (контроль); 2 - N112P169K80 - расчетная доза минеральных удобрений; 3 - N78P103K88 +навоз 5 т/га - расчетная органоминеральная доза; 4 - N87P158K53 +навоз 15 т/га - расчетная повышенная органоминеральная доза; 5 - N162P252K151 - расчетная высокая доза минеральных удобрений.
В растительных образцах надземной массы определяли содержание азота, фосфора, калия, нитраты, основные показатели качества корма (согласно ГОСТ Р 52838-2007); в растительных остатках - содержание азота, фосфора, калия; в почвенных образцах - содержание нитратного и аммиачного азота, фосфора, калия [Федоров, 1998; Петербургский, 1968].
Определяли экономическую эффективность применяемых удобрений [Ярушин, 2002; Посыпанов, 1992]. При статистической обработке урожайных данных использовали дисперсионный анализ по Б.А. Доспехову [1985].
Количество выпавших осадков за ротацию севооборота (2002-2007 гг.) и распределение их по месяцам вегетационного периода отличалось от средних многолетних показателей. Во все годы, кроме 2004 года, в апреле-мае отмечался недостаток влаги. В 2002 году создались неблагоприятные условия для всех культур севооборота. Температура воздуха за годы исследований в период вегетации культур имела несущественные различия (13,3-14,7С) и была близка к средней многолетней (13,9С).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Динамика изменения элементов питания в почве и растениях в зависимости от применяемых удобрений
Наиболее динамичными показателями, отражающими меру интенсивности использования средств химизации, являются агрохимические свойства почв. Согласно полученным данным возделывание кормовых культур в севообороте с одним полем многолетних трав (клевер + тимофеевка) без применения удобрений (контроль) привело к постепенному уменьшению в почве запасов органического вещества на 3,64 т/га за ротацию или около 0,6 т/га в год (табл. 2). Систематическое применение минеральных удобрений в различных дозах приостановило процесс снижения гумуса и уменьшило его потери по сравнению с неудобренной почвой до 1,63-3,08 т/га за ротацию или 0,27-0,51 т/га в год. Очевидно, это связано с увеличением количества растительных остатков, поступающих в почву.
Таблица 2 - Баланс гумуса заа ротацию кормового севооборота (2002-2007 гг.)
Вариант |
Удобрение |
Содержание гумуса,а % |
Запасы гумуса, т/га |
Изменение |
|||
начало |
конец |
начало |
конец |
% |
т/га |
||
1 |
Без удобрений (контроль) |
3,37 |
3,24 |
94,36 |
90,72 |
-0,13 |
-3,64 |
2 |
N112Р169К80 |
3,47 |
3,36 |
97,16 |
94,08 |
-0,11 |
-3,08 |
3 |
N78Р103К88+30т навоза |
3,53 |
3,43 |
98,84 |
96,04 |
-0,10 |
-2,80 |
4 |
N87Р158К53+90т навоза |
3,39 |
3,43 |
94,92 |
96,04 |
+0,04 |
+1,12 |
5 |
N162Р259К151 |
3,41 |
3,35 |
95,48 |
93,80 |
-0,06 |
-1,68 |
Накопление гумуса в почве произошло на варианте с внесением навоза в дозе 90 т/га в года на фоне минеральных удобрений. Наименьшее снижение его количества (-0,06%, или 1,68 т/га за ротацию) отмечено на варианте с внесением высоких доз минеральных удобрений. По остальным вариантам, включая вариант без удобрений, эта величина была практически одинаковой.а На удобренных вариантах одновременно с ростом урожая увеличивалось количество растительных остатков, поступающих в почву, и несколько повышалась степень их гумификации.а За счет этого увеличилось количество новообразованного гумуса в среднем на 28-37%. Анализ динамики элементов питания показал тенденцию к их снижению в процессе вегетации по всем вариантам.
В среднем за вегетацию суммарное содержание минерального азота в контроле составило 9,86 мг/100г почвы, подвижного фосфора - 3,34 мг/100 г, а обменного калия - 7,38 мг/100 га (табл. 3).
Таблица 3 - Содержание питательных элементов в почве в зависимости ота удобрений, в среднем за ротацию
Показатель |
Вариант |
Содержание питательных элементов, мг/100г (среднее за вегетацию) |
+/-а к контролю, % |
N-NO3 |
Без удобрений (контроль) |
6,09 |
- |
N112Р169К80 |
9,52 |
+11,0 |
|
N78Р103К88+30т навоза |
10,46 |
+21,9 |
|
N87Р158К53+90т навоза |
12,97 |
+51,1 |
|
N162Р259К151 |
12,18 |
+42,0 |
|
N-NH4 |
Без удобрений (контроль) |
3,77 |
- |
N112Р169К80 |
4,51 |
+26,1 |
|
N78Р103К88+30т навоза |
4,81 |
+34,4 |
|
N87Р158К53+90т навоза |
4,83 |
+34,9 |
|
N162Р259К151 |
4,93 |
+37,8 |
|
P2O5 |
Без удобрений (контроль) |
3,34 |
- |
N112Р169К80 |
5,18 |
+58,1 |
|
N78Р103К88+30т навоза |
6,01 |
+84,4 |
|
N87Р158К53+90т навоза |
6,55 |
+100,5 |
|
N162Р259К151 |
7,05 |
+118,5 |
|
K2O |
Без удобрений (контроль) |
7,38 |
- |
N112Р169К80 |
8,81 |
+22,0 |
|
N78Р103К88+30т навоза |
10,03 |
+38,9 |
|
N87Р158К53+90т навоза |
10,36 |
+43,5 |
|
N162Р259К151 |
10,36 |
+43,5 |
При внесении удобрений содержание доступных веществ в почве увеличивалось, но неравномерно. Так, если количество азота повысилось на 11,0-51,1%, калия - на 22,0-43,5%, то фосфора - более чем в два раза (на 58,1-118,5 %). При этом в наиболее удобренных вариантах увеличение составило не менее 34,9% по сравнению с контролем.
Продуктивность культур в севообороте в зависимости от удобрений
Нами установлены различия в росте и развитии растений ячменя в зависимости от применяемых систем удобрений. Наблюдениями выявлено, что полевая всхожесть культуры в период проведения исследований достигала 92,6-97,4%. Внесение удобрений, кроме варианта с внесением N40P60K70, обеспечило достоверное увеличение всходов на 7-37% по сравнению с контролем.а Однако, недостаток влаги в почве в апреле-маеа способствовал снижению полевой всхожести культур.а Увеличение сохранности растений отмечено только при внесении минеральных удобрений совместно с навозом, а при высоких дозах минеральных удобрений сохранность снижалась на 8-12% (рис. 1).
Рис. 1 Всхожесть и сохранность растений ячменя в зависимости от удобрений, %.
Формирование урожая в значительной степени зависит от площади листьев и от продолжительности их функционирования. В наших опытах оптимальный индекс листовой поверхности сформировался в благоприятные по погодным условиям годы (2004-2007 гг.) на удобренных вариантах. Внесение минеральных удобренийа на фоне навоза (3 и 4 варианты) обеспечило более интенсивный рост площади листьев по сравнению с контролем. Дополнительное внесение минеральных удобрений способствовало увеличению площади листьев у кукурузы на 52%. Под действием удобрений фотосинтетический потенциал посевов ячменя и кукурузыа увеличился в 2,1-2,5 раза и достиг 1179-1396 тыс. м2 ?дней/га. Такие посевы по продуктивности относятся к средним,а что можно объяснить неблагоприятными погодными условиями в отдельные периода вегетации.
Во все годы исследований проявлялась зависимость кормовых культур от уровня минерального питания, сочетания и распределения удобрений в полях севооборота. В среднем за ротацию внесение удобрений под многолетние травы повысило выход зеленой массы по отношению к неудобренному варианту на 8,0-100,3%, озимой ржи + кукурузы поукосно - на 40,7-48,5%, кукурузы на силос - на 23,0-56,8%, викоовсяной смеси - на 17,5-32,8 %, горохоовсяной смеси + сои с пайзой поукосно - на 54,7-170,5%. Выход зерна ячменя увеличился на 15-35% (табл. 4).
Таблица 4 - Урожайность кормовых культур в севообороте, ц/га (в среднем за 2002-2007 гг.)
Культура |
Вариант |
||||||||
Без удобрений (контроль) |
N112P169K80 |
N78P103K88 + навоз 30 т/га |
N87P158K53 + навоз 90 т/га |
N162P252K151 |
|||||
ц/га |
прибавка, ц/га |
ц/га |
прибавка, ц/га |
ц/га |
прибавка, ц/га |
ц/га |
прибавка, ц/га |
||
Многолетние травы (клевер + тимофеевка) |
324,7 |
350,7 |
26,0 |
571,7 |
247,0 |
523,2 |
198,5 |
649,7 |
325,0 |
Викоовсяная смесь |
216,2 |
253,9 |
37,7 |
245,7 |
29,5 |
263,9 |
47,7 |
287,0 |
70,8 |
Озимая рожь на зеленый корм + кукуруза (поукосно) на зеленый корм |
519,6 |
732,0 |
212,4 |
735,9 |
216,3 |
771,9 |
252,3 |
734,6 |
215,0 |
Кукуруза на силос |
415,6 |
511,7 |
96,1 |
527,9 |
112,3 |
619,6 |
204,0 |
652,3 |
236,7 |
Горохоовсяная смесь + соя с пайзой (поукосно) на зеленый корм |
239,7 |
370,4 |
130,7 |
376,9 |
137,2 |
465,1 |
225,4 |
647,3 |
407,6 |
Ячмень (зерно) |
34,8 |
39,9 |
5,1 |
43,2 |
8,4 |
46,3 |
11,5 |
46,7 |
11,9 |
Общий сбор зеленой массы за ротацию, ц |
1716 |
2219 |
503 |
2458 |
742 |
2644 |
928 |
2971 |
1255 |
НСР 095 |
49,9 |
Урожай зеленой массы при использовании удобрений (N112P169K80) и (N78P103K88 + навоз 30 т/га) сохранялся на одном уровне у всех культур кроме многолетних трав, но по отношению к контролю он был выше на 29%. Увеличение дозы органических удобрений до 90 т/га севооборотной площади позволило, в зависимости от культуры, повысить урожай зеленой массы на 35-57%. Применение высоких доз минеральных удобрений обусловило рост урожайности культур в среднем на 73%. В то же время, урожайность зерна ячменя при таких дозах удобрений не возрастала.
Внесение минеральных и органических удобрений способствовало росту продуктивности не только отдельных культур, но и увеличению сбора кормовых единиц в целом по севообороту. Так, по сравнению с контролем повышение составило 25-61%, а выход кормовых единиц на контроле достиг 62,4 ц/га. По вариантам он увеличился на 17-42 ц к.е. (рис. 2).
Рис. 2 - Сбор кормовых единиц в зависимости от удобрений в среднем за ротацию севооборота, ц/га к.е.
Следует отметить, что между удобренными вариантами прослеживались различия. По сравнению с расчетной нормой минеральных удобрений (2 вариант), внесение навоза совместно с минеральными удобрениями (3 и 4 вариант) способствовало повышению сбора кормовых единиц на 11-20%, а применение высоких норм минеральных удобрений (5 вариант) позволило увеличитьа этот показатель до 34%.
Изменение качества кормов в зависимости от применяемых удобрений
При заготовке кормов большое значение придается оценке качественного состава, питательности и биологической полноценности, содержанию минеральных веществ и других компонентов, которые существенно изменяются от условий произрастания культур, применяемых удобрений, метеорологических условий, фазы развития растений и срока уборки урожая. Поэтому одной из задач нашего исследования являлось выявить изменения качества выращиваемых культур в севообороте при использовании удобрений.
Важнейшими показателями при сравнительной оценке качества кормовых культур являются выход сухого вещества, обменной энергии и протеина с единицы площади, а также содержание азота, фосфора и калия в растительной массе. С увеличением урожайности кормовых культур наблюдались существенные изменения химического состава и питательной ценности продукции. Количество сухого вещества в растительной массе кормовых культур является важным показателем их питательности. Изменение содержания сухого вещества в кормах влияет на их питательность, а также продуктивность животных. Результаты наших исследований показали, что наибольший выход сухого вещества в севообороте получен на поле с озимой рожью и кукурузой поукосной на зеленый корм: на контроле он составил 118,5 ц/га, а на удобренных вариантах -а 160,9-176,3 ц/га. Затем по убывающему ряду идут:а кукуруза на силос, многолетние травы, викоовсяная смесь, горохоовсяная смесь и смесь сои с пайзой поукосно, ячмень. Нами установлено, что совместное применение минеральных удобрений и навоза повысило выход сухого вещества в среднем на а28-56% по сравнению с вариантом без удобрений. В тоже время, на фоне применения высоких норм минеральных удобрений получено сухого вещества на 71% больше по сравнению с контролем.
Содержание основных элементов питания в растительной массе культур севооборота зависело от количества внесенных удобрений (рис. 3).
Рис. 3 Содержание азота, фосфора и калия в растительной массе культур севооборота в зависимости от удобрений, а% к контролю
Содержание азотаа в растительной массе многолетних трав при применении удобрений было выше на 0,24-0,68%а по сравнению с не удобренным вариантом. У кукурузы на силос этот показатель превысил контрольный вариант на 0,38-0,48% от сухого вещества. Накопление азота в растительной массе ячменяа достоверно возросло с применением всех систем удобрений на 0,32-0,47% по сравнению с контролем, но между вариантами существенной разницы не отмечено.
На удобренных вариантах отмечена тенденция к повышению сырого протеина у всех культур. В среднем по севообороту этот показатель увеличился на 5-12% по сравнению с контролем (табл. 5).
Таблица 5 - Содержание сырого протеина в урожае, % от сухого вещества в среднем за ротацию
Культура |
Вариант |
||||||||
Без удобрений (контроль) |
N112P169K80 |
N78P103K88 +навоз 30 т/га |
N87P158K53 + навоз 90 т/га |
N162P252K151 |
|||||
% |
прибавка, ц/га |
% |
прибавка, ц/га |
% |
прибавка, ц/га |
% |
прибавка, ц/га |
||
Многолетние травы |
14,2 |
14,5 |
0,3 |
14,8 |
0,6 |
14,5 |
0,3 |
15,2 |
1,0 |
Викоовсяная смесь |
13,5 |
13,9 |
0,3 |
14,4 |
0,9 |
14,2 |
0,7 |
14,3 |
0,7 |
Озимая рожь + кукуруза поукосно |
12,8 |
12,9 |
0,1 |
12,8 |
0,0 |
13,4 |
0,6 |
13,5 |
0,7 |
Кукуруза на силос |
12,2 |
13,7 |
1,5 |
14,1 |
1,9 |
14,2 |
2,0 |
15,2 |
3,0 |
Горохоовсяная смесь + соя с пайзой |
17,7 |
17,9 |
0,2 |
18,6 |
0,9 |
19,8 |
2,1 |
18,9 |
1,3 |
Ячмень (зерно) |
12,2 |
14,8 |
2,6 |
14,2 |
2,0 |
14,4 |
2,2 |
15,9 |
3,7 |
Среднее, % |
14,3 |
14,9 |
0,57 |
15,1 |
0,81 |
15,7 |
1,32 |
15,8 |
1,45 |
Наибольшее увеличение сырого протеина от применения удобрений получено в зерне ячменя (21,7-30,8%) иа у кукурузы на силос (12,5-25,0%). У остальных культур отмечена меньшая прибавка: горохоовсяной смеси +а сои с пайзой поукосно (1,0-11,6%), многолетних трав (2,1-7,1%), викоовсяной смеси (2,3-6,4%) и озимой ржи + кукурузы поукосно (до 5%). Незначительное увеличение содержания сырого протеина в сухой массе некоторых культур объясняется более ранними сроками уборки (однолетних трав и кукурузы на зеленый корм), которая проходила до периода максимального накопления питательных веществ. Наибольшее содержание сырого протеина в растениях (15,7 - 15,8% от сухого вещества) отмечено на вариантах с применением органоминеральных (N87P158K53 + навоз 90 т/га) аи высоких минеральных (N162P252K151) доз удобрений.
Энергетическая эффективность выращивания кормовых культур в севообороте с использованием удобрений
При оценке культур кормового севооборота по энергетической и протеиновой питательности важнейшими показателями эффективности являются выход обменной энергии и протеина с единицы площади, а также затраты совокупной энергии на их возделывание. Нами установлено, что суммарные затраты совокупной энергии увеличиваются при внесенииа минеральных удобрений в чистом виде в 2,1-2,4 раза, а органоминеральныха в 1,4-1,8 раза, что указывает на снижение затрат при замене части минеральных удобрений на органические (табл. 6). Наибольшие затраты энергии отмечены в вариантах с применением минеральных удобренийа (51 и 60% в структуре энергозатрат и 34,7 и 42,2 ГДж/га в среднем по севообороту). В вариантах с органоминеральной системой энергетические затраты оказались ниже (36 и 47%; 26,2 и 31,9 ГДж/га). Наименьшие затраты совокупной энергии отмечены на варианте без применения удобрений - 18,1 ГДж/га.а
Наибольший выход валовой энергии получен у многолетних трав (224,8-300,1 ГДж/га), а наименьший - у ячменя (52,4-66,6 ГДж/га) и сои с пайзой поукосной (18,8-40,0 ГДж/га).
Таблица 6 - Энергетическая оценка кормового севооборота в зависимости от удобрений в среднем за ротацию
Показатель |
Вариант |
||||
Без удобрений (контроль) |
N112P169K80 |
N78P103K88 +навоз 30 т/га |
N87P158K53 +навоз 90 т/га |
N162P252K151 |
|
Сбор сухого вещества с севооборотной площади, т/га |
7,0 |
8,8 |
9,9 |
10,9 |
12,0 |
Затраты совокупной энергии, ГДж |
11,3 |
26,6 |
15,4 |
20,7 |
26,1 |
Выход валовой энергии с учетом побочной продукции, ГДж |
125,2 |
156,6 |
177,1 |
195,1 |
215,0 |
Затраты энергии для получения 1 т продукции, ГДж |
1,6 |
3,0 |
1,5 |
1,9 |
2,2 |
Обменная энергия, ГДж |
74,3 |
91,3 |
101,7 |
109,8 |
120,2 |
Приращение валовой энергии, ГДж |
114,0 |
130,0 |
161,7 |
174,4 |
188,9 |
Энергетический коэффициент |
11,1 |
5,9 |
11,5 |
9,4 |
8,2 |
Применение удобрений обеспечило получение такого количества энергии, которое превысило затраты энергии на выращивание урожая во всех вариантах опыта. Однако с увеличением объемов применения минеральных удобрений на всех культурах снижаются энергетические коэффициенты, а с применением органоминеральных систем - возрастают.
Выводы
1. Внесение минеральных удобренийа в дозах N112P169K80 и N162P252K151, а также органоминеральных в дозахN78P103K88 + 30 т/га навоза иа N87P158K53 + 90 т/га навоза уменьшает апотери гумуса по сравнению с неудобренной почвой до 1,63-3,08 т/га за ротацию или 0,27-4,76 т/га в год. При внесении удобрений содержание доступных веществ в почве увеличивалось неравномерно. Количество азота повысилось на 11,0-51,1%, калия - на 22,0-43,5%, а фосфора - более чем в два раза (на 58,1-118,5 %).
2. На фоне ежегодного внесения минеральных удобрений в дозе N162P252K151 под кормовые культуры наиболее высокую прибавку обеспечил вариант озимая рожь на зеленый корм + кукуруза поукосно (734,6 ц/га), несколько ниже - вариант горохоовсяная смесь + соя с пайзойпоукосно (647,3 ц/га).
4. Применение сниженной нормы минеральных удобрений (N78P103K88) совместно с 30 т/га навоза обеспечило прибавку не более 247,0 ц/га (многолетние травы). Повышение нормы органических удобрений до 90 т/га (по фонуа N87P158K53) способствовало росту урожайности озимой ржи + кукурузы поукосно, кукурузы на силос, горохоовсяной смеси + соя с пайзой поукосно, обеспечивая прибавку урожая зеленой массы в 1,9 раза выше по сравнению с внесением минеральных удобрений в дозеа N112P169K80.
5. Питательная ценность получаемых в севообороте кормов в сравнении с контролем, возрастала до 43,6 ц/га к.е. по повышенному минеральному фону (N162P252K151). Содержание сырого протеина при применении удобрений увеличивалась в среднем на 0,6-1,5% от сухого вещества.
6.а Приращение обменной энергии при использовании аудобрений составило 23-62%. Наибольший выход обменной энергии получен при внесении высоких доз минеральных удобрений (N162P252K151) - 120,2 МДж/га. Высокий коэффициент энергетической эффективности получен по всем вариантам с внесением удобрений: у органоминеральныха - 9,4 -11,5, по минеральному фону - 5,9-8,2 единиц.
Предложения производству
1. В кормовом севообороте при внесении минеральных удобрений в дозе N162P252K151 целесообразно выращивать озимую рожь с кукурузой поукосно, а при использовании органоминеральных удобрений (N87P158K53 + 90 т/га) - многолетние травы и горохоовсяную смесь + сою с пайзой поукосно, которые обеспечивают получение кормов с содержанием сырого протеина не менее 13,4% от сухого вещества.
2. Для увеличения выхода кормовых единиц с гектара и повышения энергетической окупаемости затрат до 8,2 необходимо вносить под кормовые культуры N162P252K151 кг д.в. минеральных удобрений (при отсутствии органических удобрений).
По материалам диссертации опубликованы следующие работы:
1. Демин А.А.Влияние удобрений на урожай и продуктивность кормовых культур на мелиорируемых землях в условиях муссонного климата Приморского края / А.А. Демин, М.М.Суржик // Проблемы развития регионального АПК. (Региональная научно-практическая конференция 17-18 июня 2003 г.). - Благовещенск: ДальГАУ. - 2003. - С. 27-29.
2. Рыжук С.Г. Эффективность производстваа кормовых культур в интенсивном кормовом севообороте на мелиорируемых почвах Приморья / С.Г. Рыжук, М.М. Суржик // Проблемы развития регионального АПК. (Региональная научно-практическая конференция 17-18 июня 2003 г.). - Благовещенск: ДальГАУ. - 2003. - С. 85-87.
3. Федчун А.А. Разработка системы удобрений для производства кормовых культур на мелиорируемых землях Приморского края / А.А. Федчун, А.А. Демин, М.М. Суржик // Проблемы развития регионального АПК. (Региональная научно-практическая конференция 17-18 июня 2003 г.). - Благовещенск: ДальГАУ. - 2003. - С. 93-95.
4. Федчун А.А. Эффективность многолетних трав на мелиорированной лугово-бурой оподзоленной почве в условиях муссонного климата Приморья / А.А. Федчун, М.М. Суржик, Д.М. Ефремкина // Устойчивое землепользование в экстремальных условиях. (Международная научно-практическая конференция). - Улан-Удэ. - 2003. - С. 148 - 150.
5.Суржик М.М.Экономическая модель оптимизации структуры посевных площадей кормовых культур / М.М.Суржик // Проблемы земельного законодательства, рационального землеустройства и природообустройства, ресурсного почвоведения в дальневосточном Федеральном округе (Труды Дальневосточного отделения Докучаевского общества почвоведов). - Владивосток. - 2008. - Т.4. - С.123-128.
6. Суржик М.М. Влияние различных систем удобрений на качество кормов / М.М. Суржик // Аграрные проблемы агрообразования в Азиатско-Тихоокеанском регионе: проблемы и перспективыа (Международная научно-методическая конференция 6-11 сентября 2010 г.)а - Уссурийск. - 2010. - С. 299-303.
7. Суржик М.М. Зависимость продуктивности кормового севооборота от различных систем удобрений в условиях Приморского края / М.М. Суржик // Вестник КрасГАУ. - Красноярск. - 2011. - Вып. 9. - С.72-76.
8. Суржик М.М. Изменение содержания гумуса в почве кормового севооборота в зависимости от удобрений и культур / М.М. Суржик // Аграрный вестник Урала. - 2011. - №12. - С. 6-7.
9. Суржика М.М. Энергетическая эффективностьа удобрений в кормовом севообороте в условиях Приморского края / М.М. Суржик // Агро XXI век. - 2011. Ц№12 . -а С. 39-40.
