Статья: Эффективность применения разных систем удобрения в условиях богарного и орошаемого земледелия за ротацию севооборота в степной зоне Центрального Предкавказья

Со 2-й ротации под культуры севооборота применяли рекомендуемые минеральные и органо-минеральные системы удобрения, используемые в опыте по настоящее время. Расчётные системы удобрения (варианты 7 и 8) ввели в схему опыта в 1986 г. методом расщепления делянок для повышения продуктивности орошаемого севооборота и воспроизводства плодородия орошаемой почвы. Расчёт доз удобрений был произведен на основе балансового метода с учётом собственных экспериментальных данных [1, 8, 11]. После расщепления площадь опытной делянки составила 166,5 м2. Учетная площадь изменялась от 52,8 до 67,2 м2 в зависимости от культуры. Количество вариантов в опыте - 100. Количество делянок - 200.

Опыт включен в Реестр длительных опытов, исследования координируются Географической сетью опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами Российской Федерации и проводятся согласно классическим методам (Панников В.Д. Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями, Ч. 1,2. 1975, 1983). Ежегодно отчёты о НИР представляются в Географическую сеть, где пополняется Федеральная база данных.

Севооборот - зернопропашной, десятипольный. Число культур - 4. Чередование культур: люцерна на сено 1 и 2 года пользования, озимая пшеница, кукуруза, кукуруза, подсолнечник, озимая пшеница, кукуруза, кукуруза, озимая пшеница.

Результаты и обсуждение

Главной причиной неустойчивости урожаев, валовых сборов зерна и другой сельскохозяйственной продукции, как показывают многочисленные исследования, является засушливость климата степной зоны Центрального Предкавказья. Температурный режим, сумма осадков и другие природные факторы оказывают значительное влияние на рост, развитие и урожайность всех культур неорошаемого севооборота.

Сравнивая показатели среднесуточной температуры воздуха за 2010-2019 гг. с показателями за 60-летний период (1950-2010 гг.), видим, что они на 10-19 % выше средних. Так, среднесуточная температура воздуха за годы ротации составила 10,5 С при показателе среднесуточной температуры воздуха за 60 лет - 10,1 С. Для каждого месяца вегетационных периодов в 2010-2019 гг. отмечено превышение температуры в сравнении со средними многолетними показателями за 60 лет на 0,8-2,8 С. Что касается относительной влажности воздуха, её средние показатели за 2010-2017 гг. помесячно и в среднем за год значительно меньше средних показателей за 60-летний период. Такие климатические изменения свидетельствуют об ужесточении условий возделывания полевых культур в богарном земледелии в сравнении с предыдущими десятилетиями (485,0 мм).

Озимая пшеница в опыте занимает до 30 % в структуре посевов и является одной из основных зерновых культур. В результате исследований было отмечено, что урожайность озимой пшеницы Южанка (2010-2012 гг.), Васса (2013, 2014 гг.), Южанка (2015, 2016 гг.) и Чегет (2017-2019 гг.) в контрольном варианте без внесения удобрений в богарном севообороте изменялась по годам от 17,7 до 29,7 ц/га при средней урожайности за 10 лет - 23,5 ц/га, что превышало среднюю урожайность культуры за предыдущие годы исследований в ротациях севооборота на 2,9-8,8 ц/га (табл. 3). Это зависело от сортосмены и потенциальных возможностей новых сортов пшеницы, способных в неблагоприятных условиях минерального питания формировать большие урожаи.

Внесение рекомендуемой дозы минеральных удобрений - N90P90K60 -увеличило урожайность озимой пшеницы в среднем за 10 лет исследований в 1,9 раза по сравнению с контролем, и составляла 44,7 ц/га (вариант 2). Последействие систематического внесения навоза под пропашные культуры совместно с минеральными удобрениями под озимую пшеницу - N90P90K60 - по сравнению с минеральным фоном обеспечило среднюю прибавку урожайности 5,0 ц/га при среднем урожае 49,4 ц/га. Урожайность озимой пшеницы в варианте 3 за период ротации изменялась от 31,5 (2012) в сухой год до 65,1 ц/га во влажный год (2014).

В условиях богарного земледелия возделывание пропашных культур всегда рискованно. В засушливые годы - 2015 и 2017 - климатические условия для кукурузы и подсолнечника благоприятно складывались до середины вегетации - появления метелок и цветения початков кукурузы и цветения и образования корзинок подсолнечника. Наличие влаги в почве соответствовало 55-65 % НВ, что было вполне удовлетворительным. Начиная с середины июня запасы почвенной влаги стремительно убывали до конца вегетации, в начале августа отмечалось отсутствие доступной влаги в почве. За период вегетации пропашных культур с апреля по август 2015 г. выпало 237,7 мм, в 2017 - 247,5 мм осадков при среднемноголетнем их количестве 291,7 мм, т.е. на 54,0 и 44,0 мм, соответственно, меньше нормы. Высокая среднесуточная температура - на 1,9 - 3,1 С выше средних многолетних показателей, низкая относительная влажность воздуха, отсутствие запасов почвенной влаги и быстрый их расход до критических показателей влажности, недостаточное количество осадков стали причиной прекращения вегетации растений кукурузы и подсолнечника в богарном севообороте.

В сухой 2012-2013 гг. для июня и июля было характерно распределение осадков значительно больше нормы, что обеспечило достаточно высокую урожайность кукурузы и подсолнечника в вариантах богарного севооборота. Во влажный 2016 г. урожайность кукурузы и подсолнечника составляла в варианте без удобрений 22,6 и 13,2 ц/га, соответственно. Применение рекомендуемой минеральной системы удобрения - непосредственно под кукурузу вносили N90P90K60, под подсолнечник - N90P90K30 - позволило получить 47,5 ц/га зерна кукурузы и 16,6 ц/га семян подсолнечника.

Анализируя данные урожайности кукурузы за ротацию в условиях естественного увлажнения, необходимо отметить, что применение минеральной системы удобрения увеличило урожайность данной культуры на 10,9 ц/га (вариант 2), в сравнении с контролем (17,7 ц/га). При использовании органоминеральной системы удобрения была получена урожайность 33,7 ц/га в среднем за годы исследований (2010-2019 гг.), что превосходило контроль в 1,9 раз (вариант 3).

Аналогичные результаты были получены за годы ротации по подсолнечнику. Применение минеральной и органоминеральной систем удобрения дало прибавку урожая 3,6 и 5,2 ц/га, соответственно (варианты 2 и 3).

Формирование урожая люцерны в богарном севообороте за годы исследований определялось также не только климатическими показателями, но и условиями минерального питания. В неорошаемых условиях 2012 и 2013 гг. (отмечены как сухие) люцерна 1 и 2 года наращивала один полноценный укос, который отличался от последующих укосов количеством зеленой массы. В 2010-2019 годах люцерна сформировала два полноценных укоса, масса которых была в 1,2-1,8 раза больше массы первого укоса. За годы ротации при применении рекомендуемой минеральной системы удобрения урожайность люцерны была в 1,8 раза больше, чем в контрольном варианте - без удобрений (вариант 2). При систематическом применении органоминеральной системы удобрения (навоз 8 т/га + N44P42K24), где также под люцерну вносились только азотные удобрения, урожайность культуры в 1,9 раза была больше, чем на контроле (вариант 3). Эффективность применяемых систем удобрения возрастала по мере увеличения обеспеченности осадками.

Анализируя изменение урожайности сельхозкультур в севообороте за ротацию, можно отметить, что применение удобрений в орошаемых условиях является лимитирующим фактором получения высоких урожаев. Так применение рекомендуемой минеральной системы удобрения в среднем за ротацию обеспечило урожай озимой пшеницы 44,7 ц/га, что в 1,9 раза выше урожайности на контроле (23,2 ц/га). Рекомендуемая органоминеральная система удобрения способствовала получению урожая 50,1 ц/га, что превысило урожай озимой пшеницы на 26,9 ц/га (варианты 5 и 6).

Применение расчетной минеральной системы удобрения (вариант 7) способствовало увеличению урожайности озимой пшеницы за ротацию в среднем на 23,8 ц/га в сравнении с вариантом без удобрения (вариант 4). По расчетной органоминеральной системе удобрений наибольший урожай озимой пшеницы - 53,9 ц/га - был получен в варианте 8, что оказалось почти в 3 раза выше урожайности пшеницы на контроле.

Таблица 3 - Влияние систем удобрения и орошения на урожайность сельхозкультур и продуктивность севооборота в опыте 1948 г. за 7 ротацию в степной зоне Центрального Предкавказья

Одной из важнейших зерновых культур в степной зоне Центрального Предкавказья является кукуруза, она потребляет большое количество воды, хорошо использует естественное плодородие почвы. На орошении в среднем за ротацию был получен урожай 29,4 ц/га (вариант 4), что выше урожайности на абсолютном контроле (вариант 1) на 11,7 ц/га или на 66,1 %. Применение удобрений также положительно сказывалось на урожайности кукурузы. Рекомендуемая минеральная система удобрения способствовала получению урожая кукурузы в среднем за 2010-2019 гг. - 50,7 ц/га (вариант 5), рекомендуемая органоминеральная система удобрений - 59,5 ц/га (вариант 6), прибавка урожая по этим вариантам составила - 21,3 ц/га и 30,1 ц/га, соответственно. По расчетной минеральной системе удобрения получили урожай за ротацию - 57,9 ц/га (вариант 7) и в варианте с применением навоза - 68,1 ц/га (вариант 8), что выше контроля на 38.7 ц/га или составляет 132 %.

Орошение неудобренной почвы за ротацию обеспечило урожай подсолнечника 11,2 ц/га (вариант 4), прибавка в результате полива составила 2,1 ц/га, по сравнению с контрольным вариантом - 9,1 ц/га (без орошения и удобрения). Применение удобрений при орошении значительно повысило урожай подсолнечника. Рекомендуемая система удобрений и органоминеральная система удобрения повысили урожай подсолнечника до 17,8 и 21,2 ц/га (варианты 5 и 6), соответственно. При применении расчетной минеральной и органоминеральной системы удобрения (варианты 7 и 8) урожай подсолнечника составил 19,0 и 24,4 ц/га, соответственно, что было выше урожая на контроле почти в 2 раза.

Урожай сена люцерны в орошаемых условиях за 10 лет исследований составил в среднем 57,0 ц/га (вариант 4 - без удобрения). Применение рекомендуемых минеральных и органо-минеральных удобрений за ротацию увеличило урожай сена на 39,9 и 53.8 ц/га (варианты 5 и 6), соответственно. Урожай сена люцерны по расчетной минеральной системе составил 105,7 ц/га (вариант 7), по расчетной органоминеральной системе удобрения - 119,9 ц/га.

В зависимости от погодных условий и согласно полученной урожайности культур севооборота, складывалась и продуктивность 1 га севооборота в неорошаемых условиях при разных применяемых системах удобрения. Естественно, самая малая продуктивность 1 га богарного севооборота отмечена на контроле, в варианте без применения удобрений. В среднем за 10 лет исследований она составила 21,8 ц зерн.ед./га, увеличиваясь при применении рекомендуемых минеральной и органоминеральных систем удобрения в естественных условиях до 37,7 и 42,7 ц зерн.ед./га, соответственно. В условиях орошения рекомендуемые системы удобрения увеличили продуктивность се-вооборота на 22,3 и 30,2 ц зерн.ед./га, в сравнении с контролем. Наибольшая продуктивность севооборота за ротацию была получена при применении расчётной органоминеральной системы удобрения (навоз 15 т/га +N87P36 К7), что было выше продуктивности на контроле в 2,2 раза (таблица 3).

Кабардино-Балкария расположена на северных склонах Главного Кавказского хребта и является частью Центрального Предкавказья. По геоморфологическому строению республика делится на три вертикальные зоны: горную, предгорную и степную. Степная зона Кабардино-Балкарии включает Прохладненский, Майский и Терский районы, которые отличаются по климату, растительности и почвенному покрову.

Климат степной зоны КБР резко континентальный. Многолетняя среднегодовая температура воздуха составляет +10,1 °С, сумма активных температур - 3200-3400 С, среднегодовое количество осадков - 466 мм.