Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,823

СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ И УРОЖАИ КУЛЬТУР ТРЕТЬЕГО ЗВЕНА В ПЯТОЙ РОТАЦИИ ПОЛЕВОГО СЕВООБОРОТА В УСЛОВИЯХ СЕРОЗЕМНО-ЛУГОВЫХ ПОЧВ КЫРГЫЗСТАНА

Дуйшембиев Н.Д. 1 Джайнакова Г.Б. 1 Шалпыков К.Т. 2 Тургунбаев К.Т. 1
1 Кыргызский национальный аграрный университет им. К.И. Скрябина
2 Институт химии и фитотехнологий Национальной академии наук
В данной статье представлены материалы по урожайности культур в полевом севообороте (яровой ячмень, люцерна) в зависимости от систем удобрений в третьем звене в пятой ротации севооборота в сероземно-луговых почвах Чуйской долины Кыргызстана. В результате многолетних исследований нами разработана система удобрений культур в полевых севооборотах, позволяющих в комплексе с другими приемами агротехники получать в зависимости от предшественников и ротаций в луговой зоне Кыргызстана урожаи зерна ярового ячменя 3,5–4,0 т/га, сена люцерны 9–10 т/га при одновременном улучшении их качества. Длительное применение различных систем удобрений в севооборотах по разным предшественникам положительно сказалось на продуктивности культур. Яровой ячмень по старопашке в начале ротации на внесение удобрений слабо реагирует, а в пятой ротации зависимость между удобрениями и урожаем зерна культуры существенная. У люцерны первого и второго года пользования под влиянием удобрений наибольшая прибавка урожая сена отмечена в пятой ротации севооборота. В базовом стационаре Геосети опытов по изучению системы удобрения культур свекловичного севооборота, исследования проводились на трех последовательно заложенных полях девятипольного свекловичного севооборота. Без удобрения в условиях девятипольного свекловичного севооборота возможно получение урожая зерна ярового ячменя 2,3 т/га и сена люцерны 16,6 т/га. Наблюдается снижение урожая всех культур независимо от предшественников от первой к последней ротации севооборота. Под влиянием различных систем удобрений в зависимости от предшественников и ротаций севооборота прибавки урожая колебались в следующих пределах зерна ярового ячменя – 0,2–2,1 т, сена люцерны за два года пользования – 0,2–5,4 т/га.
удобрения
урожай
ротация
звено
севооборот
почва
коэффициенты корреляции и регрессии
1. Гринец Л.В. Эффективность использования минеральных удобрений под зерновые культуры на черноземах Казахстана: дис. … канд. с-х. наук. Троицк, 2009. 200 с.
2. Лапа В.В., Ивахненко Н.Н. Продуктивность севооборотов и изменение плодородие дерново-подзолистой супесчаной почвы при длительном применении удобрений // Агрохимия. 2012. № 9. С. 41–48.
3. Жумабеков Э.Ж. Проблемы горного почвоведения в работах академика А.М. Мамытова // Вестник КНАУ. 2017. № 2. С. 15–21.
4. Кузьменко Н.Н. Агрохимические свойства почвы и баланс питательных веществ при различных системах удобрений // Плодородие. 2010. № 1. С. 20–21.
5. Дуйшембиев Н.Д. Оптимизация системы удобрения культур свекловичных севооборотов в Кыргызстане. Бишкек: Турар, 2002. 134 с.
6. Дуйшембиев Н.Д. Научные основы питания и удобрения культур свекловичных севооборотов на сероземно-луговых почвах Кыргызстана: автореф. дис. … докт. с.-х. наук: 06.01.04. Бишкек, 2007. 48 с.
7. Ахметгараев Р.Н. Эффективность способов азотных подкормок ярового ячменя в условиях Предкамья Республики Татарстан: дис. … канд. с.-х. наук. Казань, 2011. 138 с.
8. Бельдяева К.Ю. Использование растениями ячменя и овса фосфора и калия из подпахатных горизонтов дерново-подзолистой почвы // Плодородие. 2015. № 5. С. 46–48.
9. Бубнова В.Н. Влияние длительного применения удобрений и мелиорантов на продуктивность многолетних трав и воспроизводство плодородия дерново-подзолистых почв Республики Коми: дис. … канд. с.-х. наук. Москва, 2010. 102 с.
10. Лукьянова Е.Н. Действие и последействие удобрений на продуктивность люцерны, выращиваемой под покровом ярового ячменя на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья: автореф. дис. …канд. с.-х. н. Краснодар, 2019. 26 с.
11. Ермохин Ю.И. Экспресс методы химической диагностики потребности сельскохозяйственных культур в удобрениях: учебное пособие. Омск, 2010. 120 с.
12. Кузьменко Н.Н. Плодородие дерново-подзолистой почвы при длительном применении различных систем удобрений // Агрохимия. 2010. № 4. С. 11–17.
13. Ярцев Г.Ф. Технологические приемы формирования высокопродуктивных посевов яровой пшеницы, ячменя и кукурузы в степной зоне Южного Урала: дис. … докт. с.-х. наук. Оренбург, 2011. 237 с.
14. Хаирова Н.И. Эффективность совместного применения азотных удобрений и химических средств защиты растений под ячмень на дерново-подзолистой суглинистой почве: дис. … канд. с.-х. наук. Москва, 2014. 137 с.

Продуктивность культур в севооборотах зависит от предшественников, поливов, видов, норм и сочетаний удобрений, а также от длительности их применения [1–3]. Это установлено для различных почвенно-климатических условий в исследованиях с яровым ячменем [4–8], с люцерной [9, 10]. Длительное применение удобрений повсеместно повышало урожайность почти всех культур севооборота, в том числе вышеназванных культур, отмечено Ю.И. Ермохиным [11]. Применение удобрений повышает урожай зерна ярового ячменя, что установлено в различных почвенно-климатических условиях [12–14].

В условиях широко распространенных сероземно-луговых почв Кыргызстана эффективность применения удобрений под культуры свекловичных севооборотов длительное время оставалась неизученной. Поэтому в 1967 г. с этой целью кафедрой агрохимии Кыргызского сельскохозяйственного института им. К.И. Скрябина под руководством доктора сельскохозяйственных наук, профессора Н.И. Кузнецова заложен стационарный опыт по изучению системы удобрения культур полевого свекловичного севооборота на опытном поле учебно-опытного хозяйства. Он действует и в настоящее время, где завершена пятая ротация. В бывшем СССР стационар считался базовым и входил в состав Геосети опытов с удобрениями ВИУА им. Д.Н. Прянишникова.

Целью исследований является разработка в условиях сероземно-луговых почв Кыргызстана, при девятипольном полевом севообороте научно обоснованной системы удобрения ярового ячменя и люцерны.

В задачу исследований стационарного опыта по изучению системы удобрения культур свекловичных севооборотов на сероземно-луговых почвах Кыргызстана входит следующее:

1. Разработать систему удобрения в севооборотах, позволяющую в комплексе с орошением и другими приемами агротехники получать в зависимости от предшественников и ротаций в луговой зоне Кыргызстана урожаи зерна ярового ячменя – 3,5–4,0 т/га, сена люцерны 9,0–10,0 т/га при одновременном улучшении их качества.

2. Определить наличие коррелятивных связей между удобрениями, агрохимическими и биохимическими показателями с помощью статистических методов корреляции и регрессии.

Материалы и методы исследования

В базовом стационаре Геосети опыты по изучению системы удобрения культур свекловичного севооборота исследования проводились на трех последовательно заложенных полях девятипольного свекловичного севооборота.

Нормы удобрений по вариантам приведены в табл. 1. В пятой ротации сево- оборота возделывались следующие сорта и гибриды культур: ярового ячменя – Россава, люцерны – Токмакская, Место выполнения исследований – опытное поле учебно-опытного хозяйства Кыргызского аграрного университета и лаборатория кафедры агрохимии.

Таблица 1

Схема закладки опыта

Названия системы удобрения

Нормы удобрений

1

Контроль

Р15 – при посеве

2

Минеральная – 1,5N

N75Р140К60

3

Минеральная – 1,5Р

N50Р210К60

4

Органо-минеральная система (30 т/га Н) под первую кукурузу

N50Р140К60

5

Органо-минеральная система (60 т/га Н) под первую и вторую кукурузу

N50Р140К60

6

Эквивалентная минеральная система по навозу (30 т/га) под первую кукурузу

N50Р140К60

7

Контроль

Р15 – при посеве

8

Полная минеральная система

N50Р140К60

9

Минеральная система без N

Р140К60

10

Минеральная система без P

N50Р15К60

11

Минеральная система без K

N50Р140

12

Полуторная минеральная система

N75Р210К90

13

Минеральная система удобрения (Р в запас)

N50Р140К60

14

Двойная минеральная система

N100Р280К120

Размер посевных делянок 226,8 м2 (длина – 27 м; ширина – 8,4 м), в том числе учетных – на яровом ячмене – 100 м2, на люцерне – 103,4 м2. Повторность опыта – четырехкратная. Расположение делянок – многорядно-ступенчатое. Орошение – на пропашных культурах по бороздам, нормы вегетационных поливов следующие, под яровой ячмень – 600–700 м3/га, люцерну – 700–800 м3/га. Влажность почвы поддерживалась на уровне 60–70 % НВ.

В опыте применялись следующие виды удобрений: аммиачная селитра – 34 % N, суперфосфат простой гранулированный – 14 и 19,5 % Р2О5, хлористый калий – 55 % К2О. Способы внесения удобрений: ячмень + люцерна – основное удобрение под зяблевую вспашку на глубину 22–25 см, припосевное Р15. Дозы удобрений по срокам вносятся согласно схеме опыта.

В вегетационный период отбирались почвенные и растительные образцы со всех вариантов с целью установления влияния видов, норм и сочетаний удобрений: на основные показатели плодородия почвы, на содержание NРК в растениях и вынос их урожаем.

Обработка почвы и уход за посевами культур базового стационара осуществлялись в соответствии с общепринятыми агроправилами.

Отбор почвенных и растительных образцов проводился в начале, середине и в конце вегетации.

Урожай учитывался сплошным методом с учетной делянки.

Математическая обработка урожайных данных проводилась методом дисперсионного анализа, связи между удобрениями, агрохимическими и биохимическими показателями устанавливались статистическими методами корреляции и регрессии.

Результаты исследования и их обсуждение

Яровой ячмень при урожае зерна без удобрений в 2,29 т/га на удобренных фонах после кукурузы на зерно формирует от 2,49 до 4,38 т/га зерна (табл. 2). На продуктивность культуры наилучшим образом повлияло внесение N50Р140К60 с учетом потребности в элементах питания подпокровной люцерны на два года пользования. При этом урожай увеличился до 4,38 т/га, прибавка урожая составила 2,09 т/га от контроля. Замечено, что в целом на продуктивность культуры положительно действовало внесение полного набора элементов питания в составе удобрений.

Таблица 2

Нормы удобрений (кг/га) и урожаи культур (т/га) третьего звена в пятой ротации севооборота (среднее за 3 года)

Система удобрения

Яровой ячмень

Люцерна 1 года пользования*

Люцерна 2 года пользования**

За 2 года

N

P2O5

K2O

урожай

прибавка

урожай

прибавка

урожай

прибавка

урожай

прибавка

Контроль

15

2,29

7,68

8,90

16,58

Минеральная 1,5 N

75

140

60

3,57

1.28

9,52

1,84

10,57

1,67

20,09

3,51

Минеральная 1,5 Р

50

210

60

3,95

1.66

9,55

1,87

10,46

1,56

20,01

3,43

Органо-минеральная (30 т/га Н)

50

140

60

3,66

1,37

9,30

1,62

9,67

0,77

18,97

2,39

Органо-минеральная

(60т/га Н)

50

140

60

3,71

1,42

9,53

1,85

10,00

1,10

19,53

2,95

Эквивалентная по навозу

50

140

60

3,99

1,70

9,62

19,4

10,12

1,22

19,74

3,16

Полная минеральная

50

140

60

4,38

2,09

10,75

3,07

11,22

2,32

21,97

5,39

Минеральная без N

140

60

2,49

0,20

8,56

0,88

10,50

1,60

19,06

2,48

                       

Минеральная без Р

50

15

60

2,73

0,44

7,44

9,37

0,47

16,81

0,23

Минеральная без К

50

140

3,05

0,76

8,82

1,14

10,80

1,90

19,62

3,04

Полуторная минеральная

75

210

90

3,83

1,54

8,51

0,83

10,35

1,45

18,86

2,28

Минеральная (Р в 3 срока за ротацию)

50

140

60

4,02

1,73

9,55

1,90

10,96

2,06

20,54

3,96

Двойная минеральная

100

280

120

3,72

1,43

9,36

1,68

10,10

1,20

19,46

2,88

HCP05, т/га 0,396–0,470 0,38–0,76 0,192–0,77

Sx, % 3,68–5,3 2,9–4,1 4,74–7,6

Примечание: * – Данные за 2 года** – то же самое.

Повышенные урожаи зерна отмечались от применения эквивалентной, минеральной (1,5 Р), полуторной, двойной и органо-минеральной (60 и 30 т/га Н) систем удобрений, где прибавки соответственно достигали 1,70; 1,66; 1,4; 1,43; 1,42 и 1,37 т/га. При этом между удобрениями и продуктивностью ячменя обнаружено наличие существенной коррелятивной зависимости (r = 0,674). После кукурузы, которая с урожаем выносит большое количество элементов питания, яровой ячмень нуждается в первую очередь в улучшении азотного питания и за счет азота урожай зерна увеличивается на 1,89 т/га.

При этом между дозами азота в удобрении и урожаем зерна отмечена существенная связь (r = 0,681). Вторую по величине прибавку урожая обеспечивает применение фосфора (1,65 т/га), при этом сопряженность между дозами фосфора и урожаем зерна по сравнению с азотом несколько ослабевает (r = 0,617). За счет внесения калия урожай зерна ячменя увеличивается на 1,33 т/га, а коррелятивная зависимость между дозами калия и урожаем зерна слабее, чем в отношении фосфора (r = 0,531).

Длительное выращивание культур, в том числе люцерны, без удобрений приводит к снижению урожая (табл. 2).

Урожай сена люцерны первого года пользования от ротации к ротации севооборота снижается. Этот показатель в пятой ротации составил 7,68 т/га, а в третьей и четвертой соответственно 10,96 и 8,22 т/га. В отличие от других ротаций по последействию видов, норм, соотношений и сочетаний удобрений размеры прибавки урожая от них значительно увеличились. При урожае сена 10,75 т/га наибольшая прибавка сена (3,07 т/га) получена по последействию одинарной нормы полного минерального удобрения. Урожай сена увеличился также по последействию эквивалентной, минеральных (1,5 N) и (1,5 Р), двойной минеральной и органо-минеральной (60 и 30 т/га Н) систем. От полуторной нормы удобрений урожай сена несколько снизился. Положительное действие удобрений на урожай сена подтверждается наличием между ними средней коррелятивной зависимости (r = 0,513). Последействие парных сочетаний удобрений сильно проявилось на урожае сена люцерны первого года пользования в пятой ротации севооборота. При этом растения люцерны ощутили недостаток всех трех основных элементов питания и в первую очередь фосфора, где урожай на азотно-калийном фоне снизился даже в сравнении с контролем. За счет внесения фосфора урожай сена увеличился на 3,31 т/га, азота – на 2,19 т/га и калия – на 1,93 т/га. Наличие средней коррелятивной зависимости отмечено между урожаем сена и дозами фосфора (r = 0,572), азота (r = 0,354) и калия (r = 0,304).

Урожай сена люцерны второго года пользования на всех фонах по сравнению с первым годом значительно повысился и на контроле составил 8,90 т/га (прибавка 1,22 т/га). По последействию удобрений собрано от 9.37 т/га до 11,22 т/га сена. При этом максимальная прибавка урожая сена в 2,32 т/га получена по последействию полной минеральной системы. Вторая по величине прибавка (2,06 т/га) обеспечена с внесением Р в три фона за ротацию, затем (1,90 т/га) при минеральной системе без калия. При минеральной системе (1,5 N), (1,5 Р) без применения азота и при полуторной норме минеральных удобрений также были получены повышенные урожаи сена. При двойной, эквивалентной и органо-минеральной (30 и 60 т/га Н) системах удобрений размеры прибавки урожая сена находились в пределах 0,77–1,22 т/га. Связь между количеством удобрений и урожаем сена средняя (r = 0,453). Как и в предыдущих ротациях, продуктивность люцерны растет, прежде всего, от применения фосфорных туков. За счет фосфора обеспечено увеличение урожая сена на 1,85 т/га (r = 0,560). Дозы азота и калия с урожаем сена во втором году пользования коррелируют очень слабо.

За два года пользования люцерна по последействию удобрений на различных фонах увеличивает прибавки урожая сена от 0,23 до 5,39 т/га. Причем наилучший результат достигнут по последействию полной минеральной системы. Минеральные системы (Р в три срока за ротацию), (1,5 N), (1,5 Р), эквивалентная и минеральная система без калия также значительно повысили продуктивность культуры, соответственно на 3,96; 3,51; 3,43; 3,16 и 3,04 т/га. Увеличение норм удобрений в полтора и два раза по последействию обеспечили прибавку 2,28 и 2,88 т/га. По последействию органо-минеральных систем (30 и 60 т/га Н) получено соответственно 2,39 и 2,95 т/га сена. Влияние последействия удобрений на урожай сена люцерны за два года пользования характеризуется наличием средней связи между ними (r = 0,526).

За два года пользования в увеличении урожая сена люцерны значительное влияние оказывает применение фосфора, при этом урожай увеличивается на 5,16 т/г сена, по данным корреляционного анализа зависимость между дозами этого элемента и урожаем сена средняя (r = 0,614). К концу пятой ротации азотные удобрения увеличивают урожай сена люцерны на 2,91 т/га при r = 0,338 между дозами азота и продуктивностью люцерны. За счет калия урожай увеличивался на 2,35 т/га (r = 0,269).

По старопашке (по пропашному предшественнику) урожай ярового ячменя порядка 4,00–4,50 т/га обеспечивается при внесении N50Р140К60 с учетом потребности подпокровной люцерны на два года пользования. Яровой ячмень при этом нуждается во всех трех элементах питания и в первую очередь в азоте.

За это время наиболее достоверное увеличение урожая сена люцерны первого года пользования получено по последействию полного набора элементов питания. При этом максимальная прибавка урожая сена составила 3,07 т/га в последействии N50Р140К60. Урожай сена увеличивается, прежде всего, за счет фосфора. Азот и калий также значительно влияют на этот показатель. И на втором году пользования люцерны урожай сена был максимальным по последействию вышеназванной системы удобрений. Положительное действие фосфора на урожай сена также очевидно по сравнению с азотом и калием. 3а два года пользования люцерны при урожае сена 21,97 т/га наибольшая прибавка (5,39 т/га) получена по последействию N50Р140К60. Урожай сена повышается в первую очередь за счет применения фосфора. Внесение азотных и калийных удобрений также необходимо.

Изучение влияния систем удобрения на продуктивность культур в третьей звене пятой ротации свекловичного севооборота, в условиях сероземно-луговых почв позволило сделать следующие выводы:

Выводы

1. Без применения удобрений в условиях девятипольного севооборота по различным предшественникам возможно получение урожаев зерна ярового ячменя – 2,29 т/га и сена люцерны за два года пользования – 16,58 т/га. Наблюдается снижение урожая всех культур независимо от предшественников от первой к последней ротации севооборота.

2. Длительное применение различных систем удобрений в севооборотах по разным предшественникам положительно сказалось на продуктивности культур. Яровой ячмень по старопашке в начале ротации на внесение удобрений слабо реагирует, а в пятой ротации зависимость между удобрениями и урожаем зерна культуры существенная. У люцерны первого и второго года пользования под влиянием удобрений наибольшая прибавка урожая сена отмечена в пятой ротации севооборота.

3. Под влиянием различных систем удобрений в зависимости от предшественников и ротаций севооборота прибавки урожая колебались в следующих пределах зерна ярового ячменя – 0,20–2,09 т, сена люцерны за два года пользования – 0,23–5,39 т/га.

4. В зависимости от вышеназванных условий применение азотных удобрений увеличивало урожай зерна ярового ячменя – на 0,09–1,89 т, сена люцерны – на 0,07–2,91 т/га. Под влиянием фосфорных удобрений эти показатели соответственно составляли 0,63–1,65 т и 0,97–5,16 ц/га. Калийные удобрения повышали урожай зерна ярового ячменя – на 0,36–1,33 т/га и сена люцерны – на 0,06–2,35 т/га (за два года пользования).

5. По старопашке под яровой ячмень с подсевом люцерны в пятой ротации эффективно внесение полной минеральной системы (N50Р140К60),где урожай зерна составил 4,38 т/га.

6. По последействию удобрений урожай сена люцерны, в пятой ротации севооборота в первый и второй годы пользования люцерны на сено продуктивность культуры была наибольшей по последействию полной минеральной системы (соответственно 10,75 и 11,22 т/га). При этом за два года пользования получено 21,97 т/га сена люцерны.

7. На урожай культур севооборотов положительное действие оказали полуторная, двойная, эквивалентная и органо-минеральные системы удобрения, а также минеральные системы 1,5 N, 1,5 Р, но они по сравнении с полной минеральной системой в целом преимуществ не имели. В течение всех ротаций высокие урожаи культур севооборотов обеспечены при полной минеральной системе удобрений.

8. Оптимальные системы удобрения, в сочетании с орошением и другими приемами агротехники, повышают продуктивность культур свекловичных севооборотов.


Библиографическая ссылка

Дуйшембиев Н.Д., Джайнакова Г.Б., Шалпыков К.Т., Тургунбаев К.Т. СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ И УРОЖАИ КУЛЬТУР ТРЕТЬЕГО ЗВЕНА В ПЯТОЙ РОТАЦИИ ПОЛЕВОГО СЕВООБОРОТА В УСЛОВИЯХ СЕРОЗЕМНО-ЛУГОВЫХ ПОЧВ КЫРГЫЗСТАНА // Успехи современного естествознания. – 2020. – № 2. – С. 7-12;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=37324 (дата обращения: 16.06.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074