Scientific journal

Название журнала на английском

ISSN 2500-0802

ПИ №ФС77-61154

В агрономий теоретической основой при построенный севооборотов является плодосмен, то есть периодическое чередование культур, различающихся агротехническими и хозяйственными свойствами. В любых почвенно-климатических условиях без рационального севооборота нельзя получить высокие устойчивые урожай. Вместе с тем некоторые вопросы, связанные с плодосменом ещё недостаточно изучены [2].

Специализация сельского хозяйства требует возможно высокого насыщения севооборотов ведущими культурами, что заранее определяет их небольшой набор. При этом неизбежен отказ от классических схем севооборотов и возникает проблемы почвоутомления, а следовательно, сохранения и повышения плодородия.

Программы и методика исследовании

Исходя из этого нами выбрано две схемы 3-х польного свекловичного севооборота:

І. 1-сахарная свекла, 2-соя, 3-озимая пшеница.

ІІ. 1-сахарная свекла, 2-кукуруза , 3-озимая пшеница.

На выше указанных трехпольных севооборотах непосредственно под сахарную свеклу применялись следующие дозы внесения орган-оминеральных удобрений:

1. Без удобрений (контроль-1)

2. Расчетная доза N 300, P66, K270, (фон) контроль-2

3. Фон + солома 4 т/га + навоз 60 т/га

4. Солома 4 т/га + навоз 60т/га

После сахарной свеклы и 2-ой и 3-ей культурой изучалась последействие органо- минеральных удобрений. По механическому составу данная почва относится к средним суглинкам, содержание гумуса в пахотном слое равно – 1,76 %, общего азота – 0,106-0,127 % и валового фосфора – 0,135-0,153 %, содержание нитратов – 12.3, подвижного фосфора – 45,0 и обменного калия – 211 мг/кг абсолютно сухой почвы.

Уровень залегания грунтовых вод находится на глубине 100-120 см. Профиль среднесуглинистых почв характеризуется следующими показателями: обёмная масса 1,30-1,50 г/см3, удельная масса 2,53-2,75 г/см3, предельная полевая влагоемкость (ППВ) – 18,6-19,2 %. Реакция почвенного раствора слабощелочная, РН равно 7,2-7,3.

Органо- минеральные удобрения вносились один раз только подсахарную культуру за вегетационный период 3-х польного севооборота. Стационарной опыт проведен в 1989-2006-годы в бывшей Жамбылской с/х. опытной станции. Опыт заложен в 4-х кратной повторности, площадь делянки 200м2, учетная 100м2, общая площадь 2.0 га.

Исследования проводились путем постановки стационарных опытов и лабораторных анализов почвенных и растительных образцов. В основу изучения положена методика полевого опыта, выполнений которого руководствовались методическими положениями П.Н. Константинова, Б.А. Доспехова (1986), методика Н.З. Станкова в модификации Н.А. Панковой, Н.Ш. Саввинова (1965). А также методикой исследованный по сахарной свекле Всесоюзного научного исследовательского института сахарной свеклы (ВНИИСС 1977, 1986).

Результаты исследования и их обсуждение

Корневые и пожнивные остатки при возделывании сельскохозяйственных культур основным естественным источником обогащения почвы гумусовыми веществами, пополнения её элементами питания являются корневые и пожнивные остатки растений. Учеными Казахстана и других стран установлено, что ежегодное поступление их в почву колеблется от 6 до 190 ц/га и зависит как от биологических особенностей культур, уровня их урожайности и применяемой агротехники, так и от почвенно – климаттических условий [3– 5].

Растительные остатки полевых культур один из видов органики, используемой обычно для пополнения запасов питательных веществ в почве. Их важнейшая роль особенно возрастает в связи с созданием современной биологической системы земледелия. Бозируется она за счет постепенной минерализации растительных остатков. Меры этой системы в комплексе с современными агроприёмами обеспечивают достижение конечной цели получения достаточно удовлетворительных урожаев и сохранение почвенного плодородия. В этих целях необходимо оптимизация комплекса факторов, регулирующих нормальное развитие растений, что создаст благоприятные условия для последующего использования послеуборочных остатков.

В исследованиях И.О. Байтулина [6-7] установлена, что на луговосероземных почвах, формирующиеся в условиях периодического или постоянного капиллярного увлажнения грунтовыми водами, характеризуются переувлажненностью нижних горизонтов, оглеением и засоренностью. Поэтому корневая система даже наследственно глубоко укореняющихся растений не достигает такой глубины проникновения, как на сероземах обыкновенных.

Нашими исследованиями установлена (табл. 1), что для всех изучаемых культур в трехпольном свекловичном севообороте в зависимости от действия и последействия органо-минеральных удобрений характерно размещение основной массы корней в верхнем 20 см слое почвы.

На не удобренных же вариантах корневая масса в слое 0-20 см процентное соотношение к массе корней слоя 20-40 см выше, чем на удобренных вариантах, это связано с тем, что на не удобренном варианте более уплотняется нижний горизонт почвы и развитие корневой системы ухудшается.

Плотность почвы является одним из сильно действующих факторов на развитие корневой системы растений. Для каждого вида растения в конкретной почвенной разности существует свой оптимум плотности, когда подвижность воды в почве находится в противоречии с обеспечением корневой массы кислородом почвенного воздуха. Такое благоприятное соотношение воды и воздуха в почве создается при плотности от 1,3-1,4 г/см3. При повышении плотности почвы от 1,4 до 1,5 г/см3 рост корней многих культурных растений резко замедляется или даже приостанавливается [8].

Нашими исследованиями установлено (табл. 1), что на луговосероземных почвах сахарная свекла в зависимости от предшественников и применения органо-минеральных удобрений составляет после уборки не одинаковое количество растительных остатков. Накопление корневых остатков сахарной свеклы в слое 0-40 см в среднем за три ротации на удобренном варианте по предшественнику озимая пшеница составила 28,8 ц/га (севооборот 3,2) и по озимой пшенице по севообороту 3,3-31,5 ц/га, тогда как на варианте с применением одних минеральных (N300 P 66K270) и органических (навоз 60 т/га + солома фактического урожая (Ф,У.) удобрений, корневая масса сахарной свеклы по схеме 3.2. составила соответсвенно 32,2 и 34,8 ц/га, что на 11,8 и 18,7 % больше по сравнению с контролем, а по схеме 3.3 составила 35,6 и 36,7 ц/га, что на 13,0 и 16,5 % больше по сравнению с контрольным вариантом.

Самое наибольшее накопление корневых остатков сахарной свеклы отмечено на третьем варианте, где были внесены минеральные (N300P66K270), в сочетании с органическими (измельченная солома 8,5 т/га + навоз 60 т/га) удобренями, так по предшественнику первой схеме севооборота 39,1 ц/га, а во второй схеме севооборота 41,7 ц/га, что соответственно 35,8 и 32,2 % больше от абсолютного контроля.

Условия почвенного питания растений (естественное плодородие почвы, внесение удобрений) существенно влияют на развитие корневой системы и продуктивности растений в целом.

Оптимальные дозы органо-минеральных удобрений внесенных под сахарную свеклу оказало положительное влияние на накопление корневых и побочных остатков последующих культур возделываемые в 3-х польным свекловичном севообороте. Так, в среднем за три ротации от совместного применения органо – минеральных удобрений, наибольшее накопление корневых, соломенных и стеблевых остатков отмечено: соя по сахарной свекле 54,6 ц/га и кукурузе – 187,0 ц/га соответственно на 35,1 и 51,4 % больше от контрольного варианта, а при раздельном внесении минеральных и органических удобрений по сое было накоплено соотвественно 47,1 и 48,3 ц/га, что на 16,6 и 19,5 % больше от контроля и кукурузой 156 и 166,3 ц/га, что на 26,3 и 34,6 % больше от контрольного варианта. Тогда как на контрольном варианте эти показатели составили по сои – 40,4 ц/га и по кукурузе 123,5 ц/га. Последействие органо-минеральных удобрений оказало положительное воздейстие на накопление корневых и побочных остатков и на на третий год возделывания сельскохозяйственных культур в 3-х польном свекловичном севообороте.

Результаты исследований показывают, что при возделывании озимой пшеницы по предшественникам сои кукурузы в среднем за трех и двух ротации соответственно на контрольном варианте было накоплено 76,6 и 97,2 ц/га корневых и соломенных и стеблевых остатков, а по последействии одних минеральных и органических удобрений после озимой пшеницы по сои было накоплено соответственно 98,9 и 104,1 ц/га, что на 29,1 и 35,9 % больше, чем от контрольного варианта, по кукурузе 121,5 и 131,3 ц /га, что на 25,0 и 35,1 % больше от контрольного варианта.

Наивысший эффект оказало совместное применение органических и минеральных удобрений, где после уборки озимой пщеницы по предшественникам соя и кукурузы было накоплено соответственно 128,2 и 158,8 ц/га корневых и побочных остатков, что соответственно на 67,3 и 63,4 % больше, чем от контроля, а разницу между собой на 30,6 ц/га или 23,4 % больше, чем по сои в пользу озимой пшенице по кукурузе.

Если анализировать накопление корневых почвенных остатков биомассы озимой пшеницы в зависимости от предшественников, то здесь можно отметить, что максимальное их количество осталось по предшественнику кукурузы, где на контрольном варианте получено 97,2ц/га что на 26,9 % больше чем по предшественнику сои.

Органо-минеральные удобрения способствуют мощному развитию корневой системы растений не только в удобренном горизонте, но в нижних слоях почвы: этим достигается охват значительного большего объема почвы, лучшее обеспечиваются влагой и питательными веществами, что в конечном итоге обеспечивает высокий урожай сельскохозяйственных культур.

Использованных соломенных и стеблевых биомассы озимой пшеницы сои и кукурузы в севооборотах обеспечивает дополнительное поступление органических остатков, что в конечном итоге оказывает влияние на плодородие почвы и продуктивности культур в севообороте.

Таким образом, предшественники и органо-минеральные удобрения оказывают положительное вляние на накопление корневых, соломенных и стеблевых остатков сои, кукурузы и озимой пшеницы в свекловичных севооборотах.

Всего на 1 га севооборотной площади исходя из вышеизложеных данных подсчитано, что в средном до трех ротаций трехпольных свекловичных севооборотов в зависимости от предшественников и органо-минеральных удобрений способствовали положительно на накопление органических остатков возделываемых культур в севообороте, так при применении одних минеральных и органических удобрений в среднем за три ротации севооборота озимая пшеница, сахарная свекла и соя (1-ая схема) в почве накоплено растениями соответственно 178,2 и 187,2 ц/га корневых и соломенных остатков, что на 22,6 и 28,8 % больше чем контрольный вариант и при чередовании озимая пшеница, сахарная свекла и кукуруза (2-ая схема) в среднем за 2 ротации накоплено 313,1 и 334,3 ц/га, что на 24,1 и 32,5 % больше чем контрольный вариант.

Наибольшее накопление органических остатков за ротацию севооборота отмечено при совместном применении органических и минеральных удобрений, так при чередовании озимая пшеница – сахарная свекла – соя накоплено 221,9 ц/га, а при чередовании озимая пшеница – сахарная свекла – кукуруза 387,5 ц/га, что на 52,2 и 53,5 % больше, чем по сравнению с контрольным вариантом, тогда как, на контрольном варианте соответственно составила 145,3 и 252,2 ц/га, корневых и соломенных (стеблевых) остатков.

Если сравнивать схемы севооборотов между собой, что здесь можно отметить, что за ротацию трехпольного свекловичного севооборота, максимальное накопление корневых и соломенных остатков наблюдаются на третьем варианте (фон + солома 4 т/га + навоз 60 т/га), при чередовании озимой пшеница – сахарная свекла + кукуруза составляла 387,5 ц/га, что на 74,6 % больше чем от 3-го варианта первой схемы севооборота.

Такая же закономерность наблюдается в зависимости от схемы севооборота на первом, во втором и четвертом вариантах опыта.

Таким образом насыщение 3-х польных севооборотов побочными биомассами культур + применение органо – минеральных удобрений за три ротации (первая схема) и за две ротации (2-схема) севооборотов, способствовали более высокому накоплению органических веществ.

Всего на 1 га севооборотной площади исходя из вышеизложенных данных подсчитано, что в средном до трех ротаций трехпольных

Содержание NPK в корневых остатках и побочных биомассах растений. Корневые остатки и побочные биомассы (соломы) различных сельскохозяйственных культур отмечаются по химическому составу и зависит от факторов внешней среды, важное место среди которых занимают удобрения.

Анализ растений позволяет установить влияние удобрений на содержание элементов питания.

Содержание азота, фосфора и калия колебалось в значительных пределах в зависимости от культуры, от вида растительных остатков и фоны удобрений (табл. 2). В среднем за годы исследований более высоким содержанием азота отличались остатки сои, калия, надземные остатки кукурузы.

В корневых остатках сахарной свеклы больше содержалось азота, меньше фосфора и калия.

Стеблевые остатки кукурузы содержали примерно такое же количество азота, как корневые остатки, фосфора и калия содержалось в корневых остатках кукурузы соответственно в 2,5 и 1,5 раза больше чем в надземных частях растений. Отметим, что корневые остатки сои содержат больше в 1,8-2 раза азота и в 1,5 раза калия, по сравнению с надземными частями растений, содержание фосфора меньше в корневых остатков, чем в надземных частях растений.

Корневые остатки озимой пшеницы содержали в 1,5 раза меньше, чем над земных частях растений.

На сахарной свекле эта закономерность четко проявилась в отношении азота, на кукурузе, сои, озимой пшеницы по всем трем основным элементам питания.

В результате такого количественного и качественного состава подземной и надземной биомассы, обусловленного биологическими особенностями культур, их предшественников и удобрений, размеры возврата в почву элементов минерального питания изменялись в широких пределах.

Действие внесенных органо –минеральных удобрений под сахарную свеклу отразилось, как было отмечено выше на содержание элементов питания и накопление подземных + надземные (побочные) массы возделываемыми культурами тем самым увеличивало возврат их в почву.

Так, на варианте при совместном внесении органических и минеральных удобрений в среднем за три ротации первой схеме севооборота сахарной свеклы по предшественнику озимая пшеница после сои было возвращено азота, фосфора и калия соответственно 61,0; 11,2 и 42,6кг/га, а по озимой пшенице после кукурузы в среднем за ротации 61,4; 10,9 и 44,9кг/га (табл. 3 и 4).

От последствия органо-минеральных удобрений на 2-ой и 3-ий годы возделывания сельскохозяйственных культур, наибольший возврат элементов питания также наблюдается на вариантах, где было внесены органо-минеральные удобрения как раздельно, так в сочетании (табл. 3 и 4).

Максимальный возврат азота соответственно с подземными и надземными биомассами после сои – 83,3 кг/га, на органо-минеральном фоне. Наибольший возврат фосфора и калия отмечено после кукурузы соответственно 19,9 и 199,6 кг/га, на варианте где вносились органические в сочетании с минеральными удобрениями.

Поступление элементов питания органическими остаткими озимой пшеницы в основном зависело от предшественников и органо-минеральных удобрений. Так, в среднем за три ротации севооборота на варианте от последствия минеральных в сочетании с органическими остатками озимой пшеницы по предшественнику сои азота, фосфора и калия соответственно 110.7; 15,9 и 93,5 кг/га и кукурузе 142,2; 21,6 и 114,0 кг/га, тогда на контрольном варианте эти показатели соответсвенно составили по сои 59,0; 7,6 и 50,7 кг/га, и кукурузе 78,7; 9,9 и 61,1 кг/га, а на минеральном и органическом вариантах азот варьировал 81,2-121,7; фосфора 10,8 – 15,6; калия 64,6-86,5 кг/га.

За 1-2-3-ротации 3-х польных свекловичных севооборотов в среднем за годы исследований было возвращено элементов питания подземными и надземными органическими массами изучаемыми культурами (табл. 3-4) первой и во второй схемах свекловичных севооборотах на фоне органо-минеральных удобрений соответственно азота первой схеме 221.1; 240,2 и 273,9 кг/га, во второй схеме – 221,1 (исходная); 349 и 353,8 кг/га фосфора, в первой схеме – 73,1; 85,6 и 81,5 и во второй 73,1 (исходная); 53,9 и 51,2 кг/га; калия в первой схеме – 126,3; 165,8 и 173,9 а во второй схеме – 126,3 (исходная); 257,5 и 366,4 кг/га.

При внесении минеральных удобрений на 1-2-3 ротации севооборота (1-схема) возвращено азота, соответственно, 173,6; 201,3 и 204,1 кг/га во второй схеме 173,6 (исходная) 271,2 и 280,8 кг/га; фосфора (1-схема) – 54,8; 60,9 и 58,1 кг/га, во второй – 54,8 (исходная) 271,2 и 280,8 кг/га; а калия в 1-схеме 103,1; 122,4 и 123,9 кг/га; во второй 103,1 (исходная); 236,8 и 291,6 кг/га, а на органическом фоне азота при первой схеме соответственно по ротациям севооборота –183,8; 193,3 и 217,7 кг/га во 2-схеме 183,8 (исходная); 291,8 и 315,7 кг/га севооборота, фосфора – при – 1-схеме – 69,6; 61,9 и 61,8 кг/га; во 2-схеме 69,6 (исходная) 42,0 и 44,2 кг/га; калия при 1-схеме 111,2; 136,5 и 135,9 кг/га; во 2-схеме 69,6 (исходная) 42.0 и 44.2 кг/га, калия при 1-схеме 111,2 (исходная); 136,5 и 136,5 кг/га, во 2-й схеме 111,2 (исходная) 240,3 и 308,5 кг/га, а на контрольном варианте эти показатели составили соответственно по азоту в 1- схеме-145,1; 165,2 и 155,8 кг/га; во 2-схеме 145,1 (исходная); 200,3 и 209,7 кг/га, фосфора в 1-схеме 40,1; 51,2 и 44,1; во 2-схеме 40,4 (исходная); 25,9 и 30,8 кг/га; калия в 1-схеме 82,5; 96,0 и 60,9; во 2-схеме 82,5 (исходная) 193,0 и 202,3 кг/га.

Таким образом, культуры возделываемые в 3-х польных севооборотах являются поставщиками органического вещества и способствуют поддержанию в почве достаточного количества доступных растениями элементов питания от ротации к ротации севооборотов постепенно повышая их.

Выводы

1. Наибольшие накопление 3-х полных севооборотов побочными биомассами культур + органо-минеральных вариантах среднем за три ротации (1-схема) 22,2 т/га, и за две ротации (2 схема) – 38,7 т/га севооборотов, а на контрольном варианте 14,5 и 25,2 т/га соответственно.

2. Самая наибольшая поступление элементов питания NРК в первой и во второй схемах севооборотах на вриантах органо-минеральных удобрений соотсвенно равен N225 P82 K155 и N315 P52 K312 кг/га, а на контроле N153 P44 K94 и N204 P28 K198 кг/га.