Важное значение в получении стабильных урожаев сельскохозяйственных культур и сохранении плодородия дерново-подзолистой почвы играют способы обработки почвы и минеральные удобрения [1, 2, 4, 5]. Любая научная обоснованная технология возделывания сельскохозяйственных культур возлагает в себе систему обработки почвы, систему применения удобрений, систему защиты растений. Изучение эффективности той или иной системы, того или иного фактора в отрыве от других приводит к ограниченности и сужает границы использования результатов исследований на практике. Для разработки и совершенствования технологий возделывания сельскохозяйственных культур необходимо знание закономерностей влияния агротехнических приемов на свойства почвы и формирование урожая. Комплексный подход к данной проблеме требует проведения комплексных научных исследований. С этой целью на опытном поле Марийского государственного университета проводится 4-х факторный стационарный полевой опыт. В данной статье представлены материалы исследований по двум факторам.
Материалы и методы исследований
Исследование проводили на опытном поле Марийского государственного университета в полевом стационарном опыте, заложенном в 2010 году, методом расщепленных делянок. Чередование культур в севообороте было следующее: занятый пар (вико-овсяная смесь на зеленый корм), озимая рожь, картофель, ячмень. Объектами исследований были: озимая рожь сорта Татьяна; картофель сорта Удача; и ячмень сорта Владимир. Агротехника возделывания культур была рекомендованной для зоны.
Основной целью исследования являлось изучение влияния минеральных удобрений и способов обработки почвы на урожайность и химический состав сельскохозяйственных культур в севообороте.
Схема опыта
1. А1В1; 2. А1В2; 3. А2В1; 4. А2В2;
Фактор А – основная обработка почвы:
1. А1 – отвальная вспашка; 2. А2 –комбинированная обработка (вспашка под картофель и дискование подозимую рожь и ячмень);
Фактор В – минеральные удобрения:
3. В1 – без удобрений; 4. В2 – расчетные дозы удобрений, на 4 т/га зерна озимой ржи (N56Р35К93), 20 т/га клубней картофеля (N81 K140) и 3 т/га ячменя (N18 K33)
Повторность – трехкратная, площадь делянки: общая –105м2, учетная – 52 м2. Минеральные удобрения вносили под озимую рожь в виде аммиачной селитры, хлористого калия и нитроаммофоски, а под картофель и ячмень в виде аммиачной селитры и хлористого калия. Почвенный покров опытного участка представлен малогумусной, дерново-среднеподзолистой, среднесуглинистой на опесчаненом бескарбонатном покровном среднем суглинке почвой. Агрохимические показатели почвы при закладке опыта были следующие: содержание гумуса 1,9 %; рНсол. – 6,2; Р2О5 – 34,5 м; К2О -11,6 мг/100 г; N – 11,0 мг/100г.
Агрохимические анализы растений проводили методами, рекомендованными ЦИНАО для зоны. В растениях после озоления определяли общий азот фотоколориметрическим методом с использованием реактива Несслера, фосфор – фотоколориметрическим методом с аскорбиновой кислотой, калий – на пламенном фотометре, серу – колориметрически [3].
Результаты исследований
Проведенные исследования выявили, что урожайность озимой ржи не зависела от способов основной обработки почвы и определялась условиями минерального питания (табл. 1). Наименьшая урожайность зерна была получена при возделывании озимой ржи без применения удобрений и составила на фоне вспашки 2,21 т/га, на фоне дискования 2,29 т/га. При применении расчетных доз минеральных удобрений урожайность зерна озимой ржи возросла и составила при применении поверхностной обработки почвы 4,22 т/га, а отвальной вспашки – 4,07 т/га.
Таблица 1
Влияние обработки почвы и удобрений на урожайность
|
Фактор |
Урожайность, т/га |
|||
|
Основная обработка почвы в севообороте (А) |
Удобрения (В) |
Оз. рожь |
Картофель |
Ячмень |
|
Вспашка |
Без удобрений |
2,21 |
17,67 |
1,96 |
|
NPK |
4,07 |
22,88 |
2,41 |
|
|
Комбинированная |
Без удобрений |
2,29 |
17,96 |
1,89 |
|
NPK |
4,22 |
22,53 |
2,37 |
|
|
НСРА НСРВ |
Ff < Ft 0,25 |
Ff < Ft 1,44 |
Ff < Ft 0,23 |
|
Учет урожая клубней картофеля показал, что на урожайность положительно влияли применяемые минеральные удобрения и не влиял фактор обработки почвы. Это можно объяснить тем, что под картофель на обоих фонах в качестве основной обработки почвы применялась вспашка. Без применения удобрений урожайность составила 17,67 и 17,96 т/га. При применении минеральных удобрений урожайность картофеля возросла. В варианте с использованием ежегодной вспашки она составила 22,88 т/га, а при комбинированной обработке почвы в севообороте – 22,53 т/га.
На урожайность зерна ячменя положительное влияние оказало применение минеральных удобрений. Без применения удобрений урожайность составила на фоне вспашки 1,96 т/га, а на фоне дискования 1,89 т/га. При применении минеральных удобрений урожайность увеличилась соответственно до 2,41 и 2,37 т/га. В зависимости от способов основной обработки почвы существенных различий в урожайности зерна ячменя не выявлено.
Способы обработки почвы и внесение минеральных удобрений влияли на химический состав урожая (табл. 2).
Таблица 2
Влияние обработки почвы и удобрений на содержание элементов питания в зерне и соломе озимой ржи, % на сухое вещество
|
Фактор |
В зерне |
В соломе |
|||||||
|
Основная обработка почвы (А) |
Удобрения (В) |
N |
P2O5 |
K2O |
S |
N |
P2O5 |
K2O |
S |
|
Вспашка |
Без удобрений |
1,48 |
0,81 |
0,65 |
0,09 |
0,38 |
0,42 |
1,06 |
0,05 |
|
N56P35K93 |
1,76 |
0,86 |
0,72 |
0,11 |
0,35 |
0,41 |
1,08 |
0,06 |
|
|
Дискование |
Без удобрений |
1,61 |
0,87 |
0,67 |
0,10 |
0,44 |
0,42 |
1,11 |
0,06 |
|
N56P35K93 |
1,74 |
0,9 |
0,73 |
0,11 |
0,36 |
0,44 |
1,14 |
0,07 |
|
В зерне озимой ржи, выращенной без внесения удобрений при использовании в качестве основной обработки почвы отвальной вспашки, содержание азота составляло – 1,48 %, фосфора – 0,81 %, калия – 0,65 % и серы – 0,09 %. При использовании поверхностной обработки почвы содержание питательных веществ составило: азота – 1,61 %, фосфора – 0,87 %, калия – 0,67 %, серы – 0,10 %. При внесении минеральных удобрений увеличилось содержания элементов питания в зерне. На варианте со вспашкой содержание азота в зерне составило 1,76 %, фосфора 0,86 %, калия 0,72 % и серы 0,11%, а с дискованием – 1,74 % азота, 0,9 % фосфора, 0,73 % калия и на 0,11 % серы.
Содержание элементов питания в соломе было следующим. На фоне отвальной вспашки без внесения удобрений содержание азота составляло 0,38 %, фосфора – 0,42 %, калия – 1,06 %, серы – 0,05 %. При внесении удобрений содержание элементов питания в соломе существенным образом не изменилось и составило: 0,35 % азота, 0,41 % фосфора, 1,08 % калия, 0,06 % серы. В соломе озимой ржи выращенной без удобрений и с использованием в качестве основной обработки почвы дискования содержание азота составило 0,44 %, фосфора – 0,42 %, калия 1,11 % и серы 0,06 %. При применении удобрений содержание элементов питания составило: азота – 0,36 %, фосфора – 0,44 %, калия – 1,14 % и серы – 0,07 %.
Поскольку при возделывании картофеля в качестве основной обработки почвы на обоих фонах использовалась вспашка, то существенных различий в химическом составе клубней по вариантам обработки почвы выявлено не было (табл. 3). В клубнях, выращенных без внесения удобрений, содержание азота составляло 1,31-1,32 %, фосфора – 0,63-0,65 %, калия – 1,79-1,88 %, серы – 0,14 %.
Таблица 3
Влияние обработки почвы и удобрений на содержание элементов питания в клубнях картофеля, % на сухое вещество
|
Фактор |
N |
P2O5 |
K2O |
S |
|
|
Основная обработка почвы (А) |
Удобрения (В) |
||||
|
Вспашка |
Без удобрений |
1,31 |
0,65 |
1,79 |
0,14 |
|
N81K140 |
1,46 |
0,61 |
2,02 |
0,14 |
|
|
Вспашка |
Без удобрений |
1,32 |
0,63 |
1,88 |
0,14 |
|
N81K140 |
1,45 |
0,61 |
1,97 |
0,15 |
|
При возделывании картофеля с применением минеральных удобрений содержания элементов питания в клубнях составило: азота – 1,45-1,46 %, фосфора – 0,61 %, калия – 1,97-2,02 % и серы – 0,14-0,15 %.
Применяемые способы основной обработки почвы и минеральные удобрения влияли на химический состав зерна и соломы ячменя (табл. 4).
При выращивании ячменя без удобрений и использовании в качестве основной обработки почвы вспашки содержание азота в зерне составило – 1,45 %, фосфора – 1,0 %, калия – 0,61 %, серы – 0,14%; а при применении поверхностной обработки: азота – 1,49 %, фосфора – 1,05 %, калия – 0,68 %, серы – 0,10 %. При внесении удобрений содержание элементов питания в зерне изменилось и составило на фоне вспашки 1,76 % азота, 1,03 % фосфора, 0,7 % калия и 0,14 % серы, а на фоне дискования 2,09 % азота, 0,98 фосфора, 0,72 % калия и 0,14 % серы.
Таблица 4
Влияние обработки почвы и удобрений на содержание элементов питания в зерне и соломе ячменя, % на сухое вещество
|
Фактор |
В зерне |
В соломе |
|||||||
|
Основная обработка почвы (А) |
Удобрения (В) |
N |
P2O5 |
K2O |
S |
N |
P2O5 |
K2O |
S |
|
Вспашка |
Без удобрений |
1,45 |
1,0 |
0,61 |
0,14 |
0,59 |
0,38 |
1,3 |
0,15 |
|
N18K33 |
1,76 |
1,03 |
0,7 |
0,14 |
0,62 |
0,39 |
1,78 |
0,14 |
|
|
Дискование |
Без удобрений |
1,49 |
1,05 |
0,68 |
0,10 |
0,55 |
0,31 |
1,43 |
0,12 |
|
N18K33 |
2,09 |
0,98 |
0,72 |
0,14 |
0,62 |
0,39 |
1,55 |
0,15 |
|
Содержание элементов питания в соломе ячменя было следующим. При выращивании ячменя без удобрений на фоне вспашки содержание азота составило 0,59 %, фосфора – 0,38 %, калия – 1,3 %, серы – 0,15 %, а на фоне дискования соответственно 0,55 %, 0,3 %, 1,22 % и 0,12 %.
При применении минеральных удобрений на фоне вспашки содержание азота, фосфора, калия и серы составило соответственно 0,62, 0,38, 1,78 и 0,14 %. При использовании в качестве основной обработки почвы дискования содержание азота составило 0,62 %, фосфора – 0,39 %, калия – 1,55 % и серы – 0,15 %.
Заключение
На урожайность изучаемых культур положительное влияние оказывали применяемые минеральные удобрения и не влияли способы основной обработки почвы. При применении минеральных удобрений урожайность зерна озимой ржи возросла на 1,85-1,93 т/га, клубней картофеля – на 4,57-5,21 т/га и зерна ячменя – на 0,45-0,48 т/га.
Способы основной обработки почвы и применяемые минеральные удобрения изменяли химический состав урожая. Максимальное содержание питательных элементов в зерне и соломе озимой ржи было при выращивании ее с использованием минеральных удобрений на фоне поверхностной обработки почвы. При возделывании картофеля на удобренной почве в клубнях возрастало содержание азота и калия. Применение расчетных доз удобрений увеличивало содержание азота и калия в зерне ячменя. Наибольшее их содержание было при выращивании его на фоне поверхностной обработки почвы.
Рецензенты:
Новоселов С.И., д.с.-х.н., профессор Марийского государственного университета, г. Йошкар-Ола;
Воскресенская О.Л., д.б.н., профессор, декан Биолого-химического факультета, г. Йошкар-Ола.
Работа поступила в редакцию 29.07.2014.