Влияние систем удобрений на продуктивность звена зернопропашного севооборота на выщелоченном черноземе

озимой пшеницы

Максимальную продуктивность озимой пшеницы обеспечивала расчетная система удобрений, предусматривающая внесение под культуру N₁₁₂P₉₆ – 59,4 ц/га, которая существенно выше (+71%) урожайности контроля. Влияние рекомендованной и биологизированной систем примерно адекватное, и разница между ними находится в пределах ошибки опыта (45,2 и 47,3 ц/га соответственно).

Урожайность озимого  ячменя на естественном агрохимическом фоне в среднем за три года оказалась  выше продуктивности озимой пшеницы  на 6% и составила 36,9 ц/га.

Анализ данных, приведенных  в таблице 1, свидетельствует о  том, что системы удобрений достоверно увеличивали продуктивность звена севооборота относительно контроля во все годы исследований. Так, в 2005 году разница с контролем в зависимости от систем удобрений составляла 10,7-19,6 ц/га  з.е., 2006 году 8,8–19,0 ц/га з.е., 2007 году 9,3–18,3 ц/га з.е. В среднем за три года 9,7–19 ц/га з.е.

В среднем за анализируемый  период времени расчетная система  удобрений (50,0 ц/га) существенно превышала показатели не только контроля (31,0 ц/га), но и значения рекомендованной и биологизированной систем (41,6 и 40,7 ц/га з.е.).

Таблица 1 - Влияние  систем удобрений на продуктивность звена

зернопропашного севооборота, ц/га з.е.

Система удобрений	2005	2006	2007	Среднее
Контроль	33,0	31,2	28,8	31,0
Рекомендованная	43,7	41,3	39,8	41,6
Биологизированная	43,9	40,0	38,1	40,7
Расчетная	52,6	50,2	47,1	50,0
НСР0,5, ц/га	4,5	5,6	4,9	–
Sx, %	4,3	4,7	3,0	–

При применении малозатратной  биологизированной системы удобрений нами фиксировалось непрерывное улучшение ряда агрохимических показателей почвенного плодородия и рост продуктивности культур по сравнению с контролем. Недостаточное внесение минеральных удобрений не позволило достичь уровня расчетной системы удобрений. Но главная цель биологизированной системы - это гармонизация экологической обстановки агрофитоценоза, сохранение параметров почвенного плодородия чернозёма выщелоченного и получение устойчивой урожайности при применении энергосберегающих технологий.

Качество  продукции.  Горохоовсяная смесь. Системы удобрений увеличивали содержание сырого протеина относительно контроля на 0,6-1,6%. Наибольшее его содержание обеспечивала расчётная система - 24,9%. Рекомендованная, как и расчётная, система удобрений достоверно увеличивала содержание протеина по сравнению с показателями естественного агрохимического фона.

Системы удобрения оказывали несущественное влияние на содержание жира в зелёной массе культур по сравнению с контрольным вариантом. Так, на биологизированной системе содержание жира снижалось относительно контроля на 0,11%, рекомендованная и расчётная системы увеличивали показатель на 0,11-0,23%, но полученная разница находилась в пределах ошибки опыта. Расчет основных показателей кормовой ценности зеленой массы горохоовсяной смеси позволил установить, что наиболее высокий сбор кормовых единиц был на варианте с расчётной системой удобрения – 53,6 ц/га и 8,3 ц/га переваримого протеина, что существенно выше по сравнению с естественным агрохимическим фоном (38 и 53%).

Озимая пшеница. Показатели качества озимой пшеницы под влиянием систем удобрений увеличивали свои параметры, и разница с контролем составляла: белок – 0,8-1,5%; жир – 0,11-0,15%; зола – 0,08-0,36%; масса 1000 зёрен – 0,6-1 г; натура – 4-21г/л; стекловидность – 2-5%; сырая клейковина – 1,5-3,8% (табл. 2). Максимальные значения содержания белка (13,7%), жира (2,31%), золы (2,59%) в зерне озимой пшеницы отмечались на расчетной системе удобрений.

Таблица 2 - Технологические качества зерна озимой пшеницы

в зависимости от применяемых систем удобрений (2005-2007 гг.)

Система удобрения	Белок, %	Жир%	Зола, %	Масса 1000 зерен, г	Натура, г/л	Стекловид-ность, %	Сырая клейковина, %	ИДК, ед
Контроль	12,2	2,16	2,23	40,3	770	59	24,9	93
Рекомендованная	13,4	2,27	2,45	41,3	786	61	27,7	85
Биологизированная	13,0	2,03	2,31	41,0	774	62	26,4	88
Расчетная	13,7	2,31	2,59	40,9	791	64	28,7	83
НСР0,5, %	0,7	0,21	0,22	2,1	32	4,1	2,1	–

Наилучшим по содержанию сырой клейковины в зерне озимой пшеницы оказался вариант с использованием расчётной системы удобрений – 28,7% (второй класс), что превысило показатели других систем, зерно которых соответствовало к третьему классу.

 

5. Экологическая оценка применения агрохимических средств,

содержание  и трансформация тяжелых металлов в почве и растениях

Максимальным поступлением тяжёлых металлов, независимо от систем удобрений, характеризовался занятый пар. Разница между системами была несущественной. Среди озимых культур на всех фонах питания под озимый ячмень вносилось большее количество тяжёлых металлов, особенно свинца. Так, под озимую пшеницу в зависимости от систем удобрений вносилось 50-208 кг/га д.в. NPК, а под озимый ячмень – 90-202 кг/га д.в. NPК. Наибольшее количество тяжелых металлов под озимую пшеницу поступало с удобрениями на расчётной системе удобрений, а минимальное – на вариантах с биологизированной системой.

Свинец. По истечении ротации звена мы установили, что валовое содержание свинца в пахотном слое во всех вариантах опыта было существенно ниже ПДК – 130 мг/кг (табл. 3). Изучаемые в опыте системы удобрений оказали неадекватное влияние на содержание свинца.

Таблица 3 – Влияние систем удобрений на содержание валового свинца

в 0-20 см слое почвы (2005-2007 гг.), мг/кг

Система удобрения	Занятый пар	Озимая пшеница	Озимый ячмень
Контроль	14,9	16,0	15,4
Рекомендованная	15,6	16,4	16,0
Биологизированная	14,4	16,0	15,1
Расчётная	15,3	16,8	15,6
НСР0,5, мг/кг	0,81	0,93	0,82
ПДК	130	130	130

Так, рекомендованная и расчетная системы удобрений по сравнению с контролем недостоверно увеличивали концентрацию свинца под горохоовсяной смесью – на 0,4-0,6 мг/кг, под озимой пшеницей – на 0,4-0,8 мг/кг, под озимыми ячменем – на 0,2-0,6 мг/кг. Биологизированная система или незначительно снижала концентрацию свинца по сравнению с показателями естественного агрохимического фона у занятого пара и озимого ячменя (0,3-0,5 мг/кг), или была адекватна показателям контроля в посевах озимой пшеницы.

Медь. На всех фонах питания содержание валовых форм меди оказалось в пределах 12,1-14,1 мг/кг почвы, что существенно ниже ПДК элемента (132 мг/кг). Сравнительный анализ трёхлетних данных показал, что по сравнению с показателями естественного агрохимического фона (12,5-13,8 мг/кг почвы) рекомендованная и биологизированная системы удобрений увеличили (на 0,3-0,9 мг/кг) концентрацию валовых форм меди в 0-20 см слое почвы под всеми культурами, а разница под горохоовсяной смесью со значениями контроля оказалась существенной. Расчётная система удобрений незначительно снизила содержание валовой меди в пахотном слое почвы и разница с контролем составляла (на 0-0,9 мг/кг) (табл. 4).

Таблица 4 – Влияние систем удобрений на содержание валовой меди

в 0-20 см слое почвы  звена севооборота (2005-2007 гг.), мг/кг)

Система удобрения	Занятый пар	Озимая пшеница	Озимый ячмень
Контроль	12,5	13,8	12,5
Рекомендованная	13,0	14,1	13,6
Биологизированная	13,0	14,1	13,4
Расчётная	12,5	12,9	12,1
НСР0,5, мг/кг	0,4	1,0	1,3
ПДК	132	132	132

Максимальная концентрация элемента, независимо от культур звена  севооборота, отмечалась на рекомендованной  системе удобрений и за период исследований составляла 13,0-14,1 мг/кг.

Содержание тяжёлых металлов в основной и побочной продукции культур звена севооборота. В период проведения исследований применение агрохимикатов не оказало существенного влияния на содержание тяжёлых металлов в основной и побочной продукции культур севооборота, и нами не зафиксирована концентрация, превышающая ПДК и МДУ.

Горохоовсяная смесь. Нами установлены взаимосвязи между возможными источниками поступления в агроценоз тяжелых металлов и концентрацией их в основной продукции горохоовсяной смеси, что подтверждают полученные уравнения регрессии, приведенные ниже.

У = 0,007х₁ + 0,01х₂ + 0,0004х₄ + 0,0007х₅ + 0,7

где У – содержание свинца в зелёной массе горохоовсяной смеси, мг/кг;

х₁ – внесено с удобрениями валового свинца за ротацию севооборота (мг/кг);

х₂ – внесено с удобрениями валового свинца непосредственно под культуру (мг/кг);

х₄ – количество осадков, выпавших от уборки предшественника до уборки культуры (мм);

х₅ – количество осадков, выпавших от посева до уборки культуры (мм).

У = 0,005х₂ + 0,0001х₄ + 0,0001х₅ – 0,05

где У – содержание кадмия в зелёной массе горохоовсяной смеси, мг/кг;

х₂ – внесено с удобрениями валового кадмия непосредственно под культуру (мг/кг);

х₄ – количество осадков, выпавших от уборки предшественника до уборки культуры (мм);

х₅ – количество осадков, выпавших от посева до уборки культуры (мм).

У = – 0,001х₄ + 1,8

где У – содержание меди в зелёной массе горохоовсяной смеси, мг/кг;

х₄ – количество осадков, выпавших от уборки предшественника до уборки культуры (мм).

В годы проведения опытов содержание тяжёлых металлов в зелёной массе горохоовсяной смеси увеличивали все изучаемые системы удобрений относительно естественного агрохимического фона (табл. 5).

Таблица 5 - Влияние систем удобрений на содержание тяжёлых

металлов в зелёной массе горохоовсяной смеси (2005-2007 гг.), мг/кг

Система удобрения		Свинец	Кадмий	Медь
Контроль		0,19	0,03	1,30
Рекомендованная		0,26	0,04	1,38
Биологизированная		0,22	0,04	1,32
Расчётная		0,23	0,04	1,39
НСР0,5, мг/кг		0,05	0,02	0,10
ПДК	МДУ	5,0	0,3	30

Максимальное содержание свинца в зелёной массе горохоовсяной смеси отмечалось на вариантах с рекомендованной системой удобрения, и разница с контролем была существенной. Значения биологизированной и расчётной систем адекватны показателям на контроле. Все системы удобрений несущественно повысили концентрацию кадмия и меди в зелёной массе относительно контроля, а максимальное содержание меди отмечалось на вариантах с применением расчетной и рекомендованной систем.