Экономическая оценка использования удобрений в районах Селенгинского среднегорья республики Бурятия

Введение

Одной из главных проблем современного земледелия является сохранение и расширенное воспроизводство плодородия почв. Среди многих агротехнических приемов, направленных на обогащение почвы органическим веществом, особое место занимают органические и минеральные удобрения.

По оценке зарубежных специалистов и по данным научных учреждений нашей страны около половины всего прироста урожая сельскохозяйственных культур получают за счет применения удобрений.

Эффективность удобрений в разных почвенно-климатических условиях неодинакова и зависит от свойств почвы, количества осадков, уровня агротехники и других факторов.

Применение удобрений имеет огромное значение в решении важнейшей народохозяйственной задаче – увеличении производства зерна, особенно сильной и ценной пшеницы, а также в создании прочной кормовой базы для развития животноводства.

Интенсификация сельскохозяйственного производства в Бурятии тесно связанна с непрерывным совершенствованием приемов рационального использования удобрений. Для научно обоснованных рациональных приемов применения удобрений при систематическом их внесении под сельскохозяйственные культуры большую роль могут оказать результаты длительных стационарных опытов позволяющих установить влияние удобрений не только на урожай и его качество, но и на изменение основных свойств плодородия почвы.

Как показывают исследования в нашей стране и за рубежом, результаты длительных опытов вносят существенное изменение в представлении о приемах рационального применения удобрений.

Современное земледелие требует осуществления постоянного контроля за состоянием почвенного плодородия, в частности, за питательный режим, структурное состояние почвы, за содержанием гумуса, его качественного изменения, под влиянием органических и минеральных удобрений. Житницей республики Бурятия являются сухостепные территории с легкими по гранулометрическому составу маломощными каштановыми почвами. В связи с этим на экспериментальной базе Бурятского НИИСХ СО РАСХН с 1967 года проводится полевой опыт по изучению влияния минеральных и органических удобрений на продуктивность и плодородие каштановых почв.

1.          Цели и задачи исследований Цель исследований – определить агрономически и экономически выгодные системы применения минеральных и органических удобрений, обеспечивающих наибольшую продуктивность полевых севооборотов, сохранение плодородия почв в условиях богара и выдать рекомендации производству. Изучение длительного применения удобрений в севооборотах проводится в различных регионах России. В условиях Бурятии такой опыт проводится Бурятским НИИСХ СО РАСХН с 1967 года.

Задачи исследований – изучить действие и последействие удобрений в полевых севооборотах, влияние удобрений на величину урожая, его качество и изменение химических свойств почв. Дать экономическую оценку использования удобрений.

Исследования проводятся на каштановых почвах сухостепной зоны Селенгинского среднегорья.

Проведение исследований позволит выявить возможности регулирования процессов получения устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур и сохранения плодородия почв с помощью удобрений, определить оптимальные параметры плодородия каштановых почв.

2. Влияние удобрений на урожай зерновых культур, его качество и плодородие почвы

Условия питания культурных растений наряду с их сортовыми особенностями имея решающее значение в повышении урожая и улучшения его качества. Особенно существенную роль в формировании урожая играет азот. Уже в первых опытах с удобрениями в Сибири с учетом влияния азотных удобрений на качество урожая был подтвержден давно установленный в европейских регионах страны факт существенного увеличения урожая зерновых культур, повышение белковости зерна пшеницы и содержания в нем клейковины (Синягин И.И., 1979).Исследованиями И.И.Синягина доказано, что увеличение белка в зерне пшеницы под влиянием удобрений отмечено по всем предшественникам, в том числе по чистому пару, который, как известно, относительно богат усвояемым азотом. Существенно повысилось на фоне удобрений и содержание клейковины в зерне. Следует, однако, заметить, что в связи с метеорологическими условиями увеличение содержание белка в зерне под влиянием удобрений не имеет вполне устойчивого характера.

Опыты, проведенные с пшеницей сорта Онохойская 4 (Лапухин Т.П., АникстД.М., КореньковД.А.,1977; Ревенский В.А., 1985) свидетельствуют об отсутствии положительного влияния фосфорных и калийных удобрений на содержание белка и клейковины в зерне пшеницы. Однако внесение уже небольшой нормы азота (N30) вызывает повышение содержания белка в зерне на 1,5% , а при норме N90 – содержание белка повышается на 3,5-4 % (таблица 1). По качеству зерна это уже совсем не та пшеница, которая была получена на делянках без азотных удобрений. Очень существенно выросла и содержание клейковины.

Опыты Максимова Н.В.(1971 – 1974) также показали, что в условиях Забайкалья фосфорные удобрения слабее действуют на содержание протеина, чем азотные (таблица 2).

Таблица 1 Влияние азотных удобрений на качество зерна яровой пшеницы Онохойская 4 на каштановых супесчаных почвах Бурятии.

Фон	Норма азота, кг. действующего вещества на 1 га.
	0	30	60	90	120	150
Без удобрений	10,4 28,7	11,7 29,3	12,9 31,1	14,1 33,5	13,9 32,8	14,0 33,4
Р60	10,6 28,3	11,5 29,9	12,7 31,0	13,5 33,9	13,7 33,5	15,8 33,7
Р60К60	10,1 27,9	11,5 29,1	12,5 30,9	13,8 33,5	13,7 34,0	13,8 33,9

 Примечание: в числители дано процентное содержание белка, в знаменателе – клейковины.

Таблица 2 Влияние фосфорных удобрений на содержание сырого протеина в зерне яровой пшеницы в условиях Забайкалья.

Норма Р2О5, кг/га	контроль	N60	N60Р60
0	10,7	11,9	12,2
30	11,7	12,2	13,0
60	11,4	12,2	13,0
90	11,4	12,1	12,1
120	12,5	11,8	13,0
150	13,1	11,6	14,2

Действия фосфатов, согласно приведенным данным, ограничивается преимущественно невысокими нормами, и только на контроле проявляется их высокое положительное действие на содержание протеина в зерне пшеницы, что вероятно, связано с усилением нитрификации при внесение высоких норм фосфора.

Исследования Алтайского НИИ земледелия и селекции (Олифер В.А., Захарова В.В. и Старостенко В.П., 1974) выявили зависимость качества муки яровой пшеницы Саратовская 29 от удобрений. Авторы отмечают положительное действие минеральных удобрений на качество муки, как по фону навоза, так и безнавозному фону.

Вопросом влияния удобрений на качество пшеницы и других зерновых колосовых культур в различных районах Сибири посвящены также работы Киселева А.П., Киселевой Л.Н., Глущенко Г.Л., Бусакова П.С. (1971); Гамзиковой О.Н., Гамзикова Г.П., Шамрай Л.А. (1974); Метелова В.Я. (1976) и других исследователей. Все они подтверждают вывод о возможности значительного повышения содержания белка в зерне пшеницы при внесении азотных минеральных удобрений. Фосфорные и калийные удобрения влияют на содержание протеина в зерне значительно слабее, чем азотные. Исследования Кочергина А.Е. и Агеева В.А.(1977) по применению комплексного удобрения, обогащенного микроэлементами (медь, молибден) показали увеличение содержания белка, клейковины в зерне яровой пшеницы и привели к увеличению стекловидности и массы 1000 семян. Подобные данные проводит Мерлизин В.С. и Королева Р.Н. об увеличении белковости зерна твердой пшеницы под влиянием микроудобрений.

Высокое действие удобрений под овес отмечено на выщелоченном черноземе горно-Алтайской области (таблица 3)

Таблица 3 Влияние минеральных удобрений при их основном внесении на урожай и содержание сырого протеина в зерне овса в среднем за 5 лет. (Жукова, 1974г.)

Вариант опыта	Урожай зерна , ц/га	Прибавка , ц/га	Содержание сырого протеина в зерне, %	Сбор сырого протеина, Ц/га
Контроль	12,8	_	11,5	1,45
N45	15,7	2,9	14,0	2,19
P45	18,7	5,9	130	2,39
K45	14,4	1,6	12,7	1,81
N45P45	20,6	7,8	14,2	2,92
N45K45	16,7	3,9	13,9	2,30
P45K45	19,5	6,7	13,2	2,57
N45P45K45	23,4	10,6	14,5	3,38

Из таблицы видно, что по полному удобрению урожай повысился на 10,6 ц/га, увеличилось содержание сырого протеина в зерне до 3%, а сбор протеина при этом возрос более чем в 2 раза.

Известно, что разная обеспеченность растений элементами минерального питания в значительной степени влияет на продолжительность срока прироста фитомассы, а в результате – на урожай. Так, например, недостаток азота в почве резко сокращает рост растений, а жесткие погодные условия сухой степи Бурятии усиливают этот процесс (Ревенский, 1985,2002).

На питательный режим растений огромное влияние оказывает размещение их корневой системы в почве, она развивается относительно быстрее, чем надземная масса (Соколов, 1977). До фазы кущения основная масса корней находится преимущественно в пахотном слое. В дальнейшем прирост корней идет в более глубоких слоях почвы. Чем быстрее и мощнее формируется корневая система у яровой пшеницы, тем лучше она борется с засухой. (Красовская, Шустова,1949, Розентретер,1950).

Внесение удобрений изменяет послойное распределение питательных веществ, поэтому влияет на скорость развития корней и их размещение в почве. Азотные удобрения усиливают местное развитие корней пахотном слое и уменьшают их количество в нижележащих слоях. Внесение фосфорных удобрений в верхний слой почвы ускоряет проникновение корней в глубину и усиливает их развитие в горизонтах, находящихся ниже удобренных фосфором слоях (Соколов,1935,Черный,1950, Станков,1964, Казаков, Гуцал,1968).

Различно влияние азотных и фосфорных удобрений и на соотношение корневой и надземной массы пшеницы. По фосфорному удобрению надземная масса увеличивается почти пропорционально массе корней, по азотному же удобрению прирост наземной массы превосходит прирост корней (Соколов,1935, Станков,1964).

Учитывая различные действия фосфора и азота на распределение в почве корней , можно предполагать, что в условиях засушливого весенне-летнего периода внесение удобрений во влажный слой почвы (под вспашку) должно обеспечить быстрое развитие корней растений. В подпахотном слое оно может быть усилено азотом, который передвигается почвенной влагой. Это подтверждается опытами Ревенского В.А.(1985,2002).Результаты его исследований показали, что во время вегетации, вначале развития (до выхода в трубку) корни быстрее росли на неудобренной почве, чем на удобренной. Масса корней у неудобренной пшеницы в этот период составила около 44% от всей биомассы , в то время как на удобренном азотом варианте оно составило только 21% . Это объясняется тем, что растения на неудобренном варианте в поисках азота быстрее развивают корневую систему, чем надземную часть. В этих же исследованиях отражено влияние различного уровня минерального питания на содержание воды в пшенице. Удобренные растения в период от трубки до молочной спелости содержали больше воды по сравнению с неудобренными. Наибольшая разница в содержании воды на удобренных и неудобренных вариантах отмечена в фазе цветения и молочной спелости. С увеличением дозы азота повысилось и содержание воды в растениях. Калийные удобрения способствовали большому удержанию воды в растениях в молодом возрасте, в фазе цветения больше воды содержали растения, удобренные азотом.

Содержание воды в растениях связывают со стойкостью к неблагоприятным условиям (Алексеев,1948; Петинов,1959 и др.) Поташов А.(1940) Гришин Н.В. и Ливанов К.В.(1941) изучая действия удобрений в условиях засухи, установили, что растения с удобренных делянок содержали воды больше, чем неудобренные, но испаряли ее значительно медленнее, хотя были лучше развиты и обладали большей листовой поверхностью.

Лимитирующим фактором накопления сухого вещества в сухостепной зоне Бурятии является влага. Опыты Ревенского В.А.(1985,2002); Фомина В.А. (1994); Меркушевой М.Г., Убугунов Л.Л.(1994); Лапухина Т.П. ( ?) и других ученых показали ,что как при оптимальном , так и при недостаточном увлажнении каштановой почвы формирование растений шло более активно и продуктивно, прежде всего, при наличии азотного питания . На удобренных азотом вариантах отмечен наиболее энергичный прирост сухого вещества растений, что составляет основу их высокой продуктивности, то есть внесение азотных удобрений, не только увеличили урожай, но и улучшили его качество.

Все слагаемые урожая можно объединить в три основных показателя: продуктивный стеблестой, озерненность колоса и масса 1000 зерен. Под влиянием азотных удобрений эти элементы структуры урожая яровой пшеницы могут претерпевать изменения. Повышение урожая пшеницы происходит в первую очередь в результате лучшей озерненности колоса. Так, например, это констатируют Славина Т.П. и другие (1965); Маслова И.Я., Макарикова Р.П.(1976). По результатам опытов этих авторов на почвах с низким потенциальным плодородием яровая пшеница (при удобрении азотом) имела наибольшее число зерен в колосе.

На каштановых почвах Бурятии, обладающих невысоким содержанием гумуса, увеличение урожая на удобренных азотом вариантах происходило главным образом за счет большего числа и массы зерен в колосе, повышения продуктивной кустистости (Ревенский В.А., 1985,2002 ). Азотные удобрения не оказывают существенного влияния на массу зерна. В опытах Ревенского В.А. большее число зерен в колосе сопровождалось уменьшением массы 1000 семян. Элементы структуры урожая находятся между собой в тесной связи. На это неоднократно указывали Иванов П.К. (1948), Савицкий М.С. (1948), Кондратьев Р.Б.(1962) и другие. Например, недостаточное количество продуктивных стеблей на растении вызывал улучшение озерненности колоса. Обобщая результаты исследования ученых Бурятии можно сделать вывод, что на каштановых почвах с низким потенциальным плодородием для улучшения питания растений, их качества более эффективно совместное внесение азотно – фосфорного удобрения в дозе 40 – 60 кг действующего вещества на 1 га. Фосфорные и калийные удобрения не оказывают такого сильного и устойчивого положительного влияния, как азотные удобрения. Однако установлено, что в условиях острого дефицита усвояемых фосфатов в почве внесение фосфорных удобрений способствовало повышению содержания протеина , а общее повышение урожайности культур под действием фосфорных и калийных удобрений увеличивало валовой сбор белка с единицы площади.

В Сибири наиболее распространенным и ценным органическим удобрением, способным обеспечить существенное повышение урожаев сельскохозяйственных культур является навоз.

Навоз – важнейшее удобрение. Ценность его заключается в большом содержании питательных веществ, и прежде всего N, P, K, Ca, Mg.

С внесением навоза улучшается микробиологическая деятельность в почве. При этом в почву вносятся микроорганизмы и органическое вещество необходимое для питания микроорганизмов.

Систематическое применение органических удобрений является одним из важнейших условий окультуривания почв, что обеспечивает более эффективное использование минеральных удобрений и получение высоких, устойчивых урожаев. Органические удобрения играют большую роль в улучшении баланса гумуса и питательных веществ в почве. Анализ результатов многих длительных стационарных опытов показывает, что бездефицитного баланса гумуса в почве невозможно добиться без применения органических удобрений. Положительное действие удобрений сказывается не только на урожайности сельскохозяйственных культур и качестве продукции, но и на более эффективное влияние удобрений на саму почву. Это проявляется через посредство возделываемых на ней растений, которые, используя элементы питания и солнечную энергию, создают большую массу органического вещества. Часть его ежегодно отчуждается с поля в форме продуктов растениеводства, а другая часть , оставаясь в почве, пополняет запасы органического вещества в ней. Разумеется, что разные культуры формируют неодинаковую фитомассу с различным соотношением органов растений. В соответствии с разнообразием природных, хозяйственных и других условий меняется продуктивность возделываемых культур и степень их влияния на почву. Воздействие это, как известно, осуществляется через убыль и возмещение в почве запасов органического вещества- носителя биогенных химических элементов и энергии, через отчуждение и возврат в почву элементов питания растений. Поступающее в почву органическое вещество и содержащиеся в нем биогенные химические элементы служат исходным сырьем для образования гумуса и питательных веществ растений.

Нельзя также отрицать и другие возможности влияния удобрений на показатели плодородия. Необходимо отметить, что систематическое применение минеральных удобрений также способствует повышению содержания гумуса в почве, но значительно слабее, чем применение навоза. При систематическом применении навоза содержание гумуса заметно больше по сравнению с неудобренным фоном. Исследователями установлено, что при систематическом применении навоза и минеральных удобрений накопление общего фосфора происходит в большей мере, чем других элементов питания. В большинстве длительных опытов систематическое применение навоза и минеральных удобрений приводит к накоплению различных форм калия (Панников, МинеевВ.Г.,1977). Исследователями установлено , что применение минеральных удобрений не только не уменьшает дефицит органического вещества в почве, а наоборот увеличивает его. Происходит это вследствие того , что при внесении удобрений увеличение массы надземных органов опережает прирост корневой массы.

Из приведенных результатов исследований многих авторов и анализа влияния органических и минеральных удобрений можно сделать вывод, что систематическое их применение, правильное сочетание, оптимальная дозировка способствуют улучшению качества зерна, увеличению количества урожая, повышению плодородия, его воспроизводству и продуктивности сельскохозяйственных угодий.