Статья: Агроэкономическая эффективность органических и минеральных удобрений в звене севооборота на дерново-подзолистых легкосуглинистой и рыхлосупесчаной почвах

Институт почвоведения и агрохимии

Белорусская государственная сельскохозяйственная академия

АГРОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ЛЕГКОСУГЛИНИСТОЙ И РЫХЛОСУПЕСЧАНОЙ ПОЧВАХ

Е.Н. Богатырева, Т.М. Серая, Р.Н. Бирюков,

О.М. Бирюкова, В.В. Туров,

М.Э. Родина, Т.П. Трипутина

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшей задачей сельского хозяйства является получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур с хорошими качественными показателями. Наибольший агроэкономический эффект может быть получен лишь на фоне гармоничного сочетания всех факторов жизни растений, позволяющих оптимизировать процессы превращения энергии и обмена веществ в растительном организме, начиная от фотосинтеза и кончая образованием конечных продуктов жизнедеятельности растений (белков, жиров, углеводов и других продуктов органического синтеза) [1, 2]. Одним из главных условий, обеспечивающих получение максимально возможного урожая, стабильное питание растений и улучшающих эффективное и потенциальное плодородие почв в агроценозах, является разработка и внедрение ресурсосберегающих, экологически безопасных научно-обоснованных систем удобрения [3, 4].

На современном этапе совершенствование систем применения удобрений должно быть направлено, прежде всего, на повышение окупаемости удобрений, получение экономически обоснованной урожайности сельскохозяйственных культур и поддержание достигнутого плодородия пахотных земель [5, 6]. Исключительно важная роль в увеличении общей продуктивности сельскохозяйственных культур принадлежит минеральным и органическим удобрениям и их правильному сочетанию в севообороте. В 2009 г. в сельскохозяйственных организациях республики на пахотных землях было внесено 1340 тыс. т минеральных удобрений (NРК) и 41,3 млн. т органических удобрений, что составило соответственно 288 кг/га и 8,9 т/га пашни. Эффективность минеральных удобрений обусловлена внесением их в отдельные периоды вегетации сельскохозяйственных культур, что позволяет оптимизировать основные факторы роста и развития растений по периодам органогенеза. Органические удобрения, наоборот, обладают пролонгированным действием, образуя резерв доступных питательных веществ в течение всего вегетационного периода. Положительное влияние органических удобрений на урожайность культур севооборота, продолжающееся более длительный период в отличие от минеральных удобрений, обусловлено более медленным высвобождением питательных веществ по мере минерализации органического вещества. Ценность органических удобрений состоит также в том, что они служат не только источником питательных веществ для растений, но и характеризуются широким спектром воздействия на все агрономически важные функции почвы (повышают количество гумуса, улучшают физико-химические свойства почвы, усиливают ее биологическую активность и др.) [7, 8]. Наиболее благоприятные условия для формирования стабильных и высоких урожаев сельскохозяйственных культур высокого качества создаются при комплексном применении органических и минеральных удобрений [9, 10].

Несмотря на многочисленные исследования, изучение сравнительного действия разных видов удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур, предусматривающее рациональное сочетание доз органических и минеральных удобрений с учетом биологических особенностей растений и их чередования в севообороте, представляет научно-практический интерес.

Цель наших исследований - изучить влияние органических и минеральных удобрений и их сочетаний на продуктивность звена севооборота на дерново-подзолистых легкосуглинистой и рыхлосупесчаной почвах.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования по изучению влияния органических и минеральных удобрений на продуктивность звена пятипольного плодосменного севооборота проводили на протяжении 2006-2009 гг. в двух стационарных полевых опытах на дерново-подзолистых почвах. В СПК “Щемыслица” Минского района опыт заложен на дерново-подзолистой легкосуглинистой, развивающейся на мощном лессовидном суглинке, почве со следующей агрохимической характеристикой пахотного слоя: рНKCl 5,4-5,7, содержание Р2О5 (0,2 М HCl) - 275-315 мг/кг, К2О (0,2 М HCl) - 180-200 мг/кг почвы, гумуса (0,4 М K2Cr₂O₇) - 1,60-1,65%. Исследования на дерново-подзолистой рыхлосупесчаной на морене почве проводили в РУП “Экспериментальная база им. Суворова” Узденского района. Почва опытного участка характеризовалась следующими агрохимическими показателями: рНKCl 5,6-5,9, содержание Р2О5 - 140-160 мг/кг, К₂О - 160-180 мг/кг почвы, гумуса - 2,35-2,45%.

Чередование сельскохозяйственных культур в звене севооборота было следующим: кукуруза гибрид Родник - яровой рапс сорта Антей - озимое тритикале сорта Вольтарио.

Опыты развернуты в двух полях, повторность вариантов четырехкратная. Исследования проводятся методом расщепленных делянок. Схема опыта представлена в таблице 1.

Схема опыта предусматривала раздельное внесение минеральных и органических удобрений и их сочетание. Органические удобрения (20, 40 и 60 т/га) в виде соломистого навоза крупного рогатого скота (КРС) в севообороте вносили под кукурузу. Дозы минеральных удобрений (карбамид, аммонизированный суперфосфат, хлористый калий) для отдельных сельскохозяйственных культур составили: кукуруза - N₉₀₊₃₀Р₆₀К₁₂₀, яровой рапс - N₈₀₊₃₀Р₆₀К₁₂₀, озимое тритикале - N₇₀₊₃₀Р₆₀К₁₂₀ (среднегодовая доза на 1 га в звене севооборота - N₁₁₀Р60К120). Под все культуры фосфорные и калийные удобрения внесены согласно схеме опыта под предпосевную культивацию. Азотные удобрения при возделывании кукурузы применяли под предпосевную культивацию (N₉₀) и в подкормку в фазу 6-8 листьев (N₃₀); при выращивании ярового рапса - под предпосевную культивацию (N80) и в фазу стеблевания (N30); озимого тритикале - весной в начале активной вегетации (N70) и в фазу начало выхода в трубку (N30).

Агротехника возделывания изучаемых культур - общепринятая для Республики Беларусь. Схема опыта была реализована на фоне интегрированной системы защиты растений [11]. Агрохимические показатели пахотного слоя определяли по общепринятым методикам: обменную кислотность рН_КCl - потенциометрическим методом (ГОСТ 26483-85); подвижные формы фосфора и калия - по Кирсанову (ГОСТ 26207-91); гумус - по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-91).

Уборку и учет урожайности изучаемых сельскохозяйственных культур проводили сплошным методом поделяночно. Для статистической обработки экспериментального материала применяли метод дисперсионного анализа с использованием программы MS Excel. Расчет экономической эффективности выполнен согласно принятой методике в ценах на удобрения и продукцию на 01.09.2009 г. [12]. Стоимость 1т к.ед. - 334,7 тыс. руб., доработки 1 т к.ед. прибавки урожая - 74,5 тыс. руб. Затраты на внесение 1т органических удобрений по прямоточной технологии на расстояние 60 км - 11,92 тыс. руб.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Продуктивность севооборота относится к числу основных показателей, определяющих эффективность различных систем удобрения. Результаты исследований на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве показали, что в зависимости от систем удобрения продуктивность звена севооборота варьировала в пределах от 65,9 до 114,1 ц/га к.ед. (табл. 1).

Таблица 1

Влияние органических и минеральных удобрений на агроэкономическую эффективность культур в звене севооборота на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве

В среднем за звено севооборота выход кормовых единиц в 1,5 раза был выше на агрофонах по сравнению с вариантом без внесения удобрений. Применение минеральных удобрений обеспечило дополнительный сбор 27,3-33,9 ц/га к.ед. Агрономическая эффективность минеральных удобрений повышалась с увеличением дозы их внесения. Среднегодовая продуктивность сельскохозяйственных культур звена севооборота при одностороннем применении азотных удобрений увеличилась на 41% по сравнению с вариантом без удобрений, при полном минеральном удобрении - на 51%. Более высокая окупаемость минеральных удобрений (24,9 к.ед.) получена в варианте с односторонним применением азотных удобрений. При внесении азотных удобрений на фоне Р60К120 оплата 1 кг NРК была на уровне 11,7 к.ед.

В отличие от минеральных удобрений действие и последействие органических удобрений на продуктивность звена севооборота, возделываемого на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, было менее эффективным. При органической системе удобрения внесение 20 т/га навоза увеличило выход кормовых единиц на 9,0 ц/га по сравнению с вариантом без удобрений. С увеличением дозы навоза до 40 т/га дополнительный сбор составил 17,2 ц/га к.ед. Наиболее высокая прибавка (22,5 ц/га к.ед.) получена на фоне действия и последействия 60 т/га органических удобрений. В среднем по опыту на фоне органической системы удобрения продуктивность звена севооборота была на 25% выше, чем в варианте без удобрений, и на 15% ниже по сравнению с минеральной системой удобрения. Оплата 1 т органических удобрений была достаточно высокой и зависела от дозы их внесения, варьируя в пределах 37,5-44,8 к.ед.

При органоминеральной системе удобрения продуктивность формировалась на уровне 97,9114,1 ц/га к.ед. Совместное применение подстилочного навоза и минеральных удобрений увеличило продуктивность звена севооборота по сравнению с вариантом без удобрений в среднем на 40,3 ц/га, органической и минеральной системами удобрения соответственно на 24,1 и 9,7 ц/га к.ед. При этом органические удобрения обеспечили повышение выхода кормовых единиц на 4,7-14,3 ц/га, минеральные - на 18,9-29,8 ц/га. В вариантах, сочетающих внесение органических и минеральных удобрений, окупаемость 1 т навоза, в среднем составила 24,2 к.ед., 1 кг азота - 18,7 к.ед., 1 кг NРК - 9,5 к.ед. Отмечено снижение агрономической эффективности органических и минеральных удобрений при их сочетании по сравнению с вариантами, где они применялись раздельно. Величина данного показателя по органическим удобрениям уменьшилась на 37-48 %, по минеральным - на 12-31%.

Наиболее высокая продуктивность звена севооборота (110,3-114,1 ц/га к.ед.) на дерновоподзолистой легкосуглинистой почве получена при внесении среднегодовой дозы минеральных удобрений N₁₁₀Р60К120 на фоне действия и последействия 40 и 60 т/га органических удобрений. Прибавка от внесения органических удобрений в данных вариантах составила 10,5-14,3 ц/га к.ед. при окупаемости 1 т навоза 23,8-26,2 к.ед; от применения минеральных удобрений - 25,7-27,1 ц/га к.ед. при окупаемости 1 кг NРК 8,8-9,4 к.ед.

В среднем по опыту за счет действия и последействия подстилочного навоза КРС получено 11,8 ц/га к.ед., минеральных удобрений - 30,6 ц/га к.ед., совместного действия минеральных и органических - 40,3 ц/га к.ед.

Анализ долевого участия отдельных факторов в формировании продуктивности звена севооборота, возделываемого на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, показал, что за счет почвенного плодородия получено 58% продуктивности, за счет удобрений - 42% (рис. 1).

NРК-

Рис. 1 Долевое участие отдельных факторов в формировании продуктивности культур в звене севооборота на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве

минеральный удобрение севооборот почва

Применение минеральных удобрений повысило продуктивность севооборота в среднем по опыту на 27%, действие и последействие навоза - на 15%.

Хозяйственный вынос, характеризующий вынос элементов питания с урожаем основной и побочной продукции, относится к числу показателей, используемых для определения потребности сельскохозяйственных культур в удобрениях. Результаты исследований показали, что минимальное накопление элементов питания в звене севооборота отмечено в варианте без удобрений (табл. 2).

Таблица 2

Среднегодовой хозяйственный вынос элементов питания в зависимости от систем удобрения в звене севооборота на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве