YIELD AND QUALITY OF PERMANENT GRASSES OF TWO YEARS OF APPLICATION DEPENDING ON APPLICATION OF RISING DOSES OF MINERAL FERTILIZERS APPLIED BY COVER CROPS

Конова А.М.¹, Гаврилова А.Ю.²

¹Кандидат сельскохозяйственных наук,

²Научный сотрудник,

^1,2Смоленский научно-исследовательский институт сельского хозяйства в г. Смоленске

УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ ДВУХ ГОДОВ ПОЛЬЗОВАНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ ВОЗРАСТАЮЩИХ ДОЗ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ, ВНЕСЁННЫХ ПОД ПОКРОВНУЮ КУЛЬТУРУ

Аннотация

В полевом опыте в условиях дерново - подзолистой легкосуглинистой почвы Смоленской области изучали действие различных доз минеральных удобрений, внесённых под покровную культуру, на урожайность и качество многолетних трав двух годов пользования. Самым эффективным средством повышения урожайности многолетних трав являлось применение полного минерального удобрения. Наибольшая урожайность и содержание сырого протеина в сене были получены на травах первого года пользования при внесении максимальной дозы удобрений (N₁₆₀P₁₆₀K₂₀₀). Расчёт экономической эффективности установил, что оптимальным на травах двух годов пользования является вариант N₆₀P₆₀K₇₅.

Ключевые слова: клевер луговой, минеральные удобрения, урожайность, качество, почва.

Konova A.M.¹, Gavrilova A.Yu.²

¹PhD in Agriculture,

²Scientific researcher,

^1,2Smolensk Research Institute of Agriculture in Smolensk

YIELD AND QUALITY OF PERMANENT GRASSES OF TWO YEARS OF APPLICATION DEPENDING ON APPLICATION OF RISING DOSES OF MINERAL FERTILIZERS APPLIED BY COVER CROPS

Abstract

The effect of various doses of mineral fertilizers applied under cover crops on the yield and quality of permanent grasses of two years of application was studied in the field experiment under the conditions of sod-podzol light loam soil of the Smolensk region. The most effective means of increasing the yield of permanent grasses was the use of full mineral fertilizer. The highest yield and content of raw protein in the hay were obtained on herbs of the first year of use when applying the maximum fertilizer dose (N₁₆₀P₁₆₀K₂₀₀). The calculation of economic efficiency established that the optimal on grasses of two years of use is the variant N₆₀P₆₀K₇₅.

Keywords: meadow clover, mineral fertilizers, yield, quality, soil.

Обеспечение сбалансированного минерального питания растений и благоприятного фитосанитарного состояния почв и посевов сельскохо­зяйственных культур возможно только при экологически безопасном ин­тегрированном применении минеральных удобрений, пестицидов и дру­гих средств химизации, освоении науч­но обоснованных севооборотов, возделывании интенсивных сортов сельскохозяйственных культур, проведении рациональной обработки почвы и других адаптированных к почвенно-климатическим и производственно-ресурсным условиям приемов [1, С. 153], [2, С. 27], [3, С. 138].

Получение высокой урожайности сельскохозяйственных культур при своевременном выполнении других агротехнических приемов, обеспечивается в основном применением минеральных удобрений. В большей степени это положение важно для дерново-подзолистых почв Центрального района Нечерноземной зоны РФ, которые содержат сравнительно небольшое количество легкодоступных элементов питания и характеризуются низким естественным плодородием [4, С. 70], [5, С. 87].

Наиболее полно оценить действие удобрений можно в длительных многофакторных полевых опытах, которые являются важной нормативной базой для решения вопросов рационального и эффективного применения удобрений в агропромышленном производстве. Результаты длительных опытов показывают, что возделывание сельскохозяйственных культур без удобрений при дефицитном балансе питательных веществ в почве приводит к постепенному истощению запасов органического вещества, общего азота, фосфора и калия [6, С. 57], [7, С. 18].

В нашей стране нет таких почв, на которых бы минеральные удобрения не оказывали положительного влияния на урожай и продуктивность культур. Задача состоит только в умении применять их, определять оптимальные нормы в тех или иных условиях для различных культур [8, С. 29].

Методика исследований

На опытных полях ФГБНУ Смоленского НИИСХ в 2013 - 2015 гг. изучали влияние возрастающих доз основных минеральных удобрений (аммиачная селитра, двойной суперфосфат, хлористый калий), внесённых под покровную культуру, на урожай и качество многолетних трав. В качестве многолетних трав применяли бобово - злаковую смесь клевера лугового сорта «Надёжный» с тимофеевкой луговой «Ленинградская 204» в соотношении 1:1,5 в условиях зернотравяного севооборота. Изучали 9 последовательно возрастающих доз азотных, фосфорных и калийных удобрений и их различные сочетания. Повторность опыта двукратная. Площадь делянок в первом поле составила 115 м², во втором - 88 м² [9, С. 255].

Условия проведения исследований. Исследования проводили на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве со следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса 2,0-2,2%; рНkcl - 4,9; Нг - 4,2 мг/экв; содержание подвижного К₂О и Р₂О₅ – 70-100 и 25-50 мг/кг почвы соответственно.

Метеорологические условия различались по годам. 2013 год был благоприятным для роста и развития растений (16,3°С в мае при норме 12,2°С) в начале вегетации и острозасушливым в конце (количество осадков в августе было в 3 раза меньше нормы). 2014 год был слабо засушливым с нормальным температурным режимом. 2015 год отличился очень засушливым маем и августом (ГТК = 0,6 и 0,8 соответственно) и слабо засушливым июнем и июлем с близкими к норме среднесуточными температурами воздуха.

Результаты исследований

Отзывчивость многолетних трав двух годов пользования на возрастающие дозы минеральных удобрений показана в таблице 1. Установлено, что максимальный урожай сена получен на травах первого года пользования. Наибольшее влияние на их урожайность оказывало внесение полного минерального удобрения. С увеличением доз удобрений до N₁₆₀P₁₆₀K₂₀₀ урожайность многолетних трав 1-го года пользования повысилась до 8,4 т/га (прибавка к контролю составила 91%). Максимальный урожай на многолетних травах 2-го года получен также на варианте N₁₆₀P₁₆₀K₂₀₀ (83% к контролю).

 

Таблица 1 – Урожайность многолетних трав в зависимости от применения минеральных удобрений

Вариант	Мн. травы I г.п. (среднее за 2013 - 2014 гг.)		Мн. травы II г.п. (среднее за 2014 - 2015 гг.)
	Урожайность, т/га	Прибавка к контролю, т/га	Урожайность, т/га	Прибавка к контролю, т/га
N0P0K0	4,4	-	4,1	-
N60P0K0	5,0	0,6	4,5	0,4
N0P60K0	6,0	1,6	5,0	0,9
N0P0K75	5,5	1,1	5,1	1,0
N60P60K75	7,6	3,2	7,0	2,9
N20P20K25	5,2	0,8	5,0	0,9
N40P40K50	6,2	1,8	5,4	1,3
N80P80K100	7,8	3,4	6,7	2,6
N100P100K125	7,8	3,4	6,9	2,8
N120P120K150	7,6	3,2	6,8	2,7
N140P140K175	8,0	3,6	7,1	3,0
N160P160K200	8,4	4,0	7,5	3,4

 

Одностороннее применение азотных удобрений в дозе 60 кг/га д.в. позволило получить прибавку урожая трав на уровне 0,4 - 0,6 т/га (10 - 14% к контролю). Внесение фосфорных удобрений в той же дозе повышало урожайность многолетних трав на 0,9 - 1,6 т/га или на 22 - 36%. Использование только калийных удобрений увеличило урожайность до 5,1 - 5,5 т/га (23 - 25%). Совместное применение изучаемых удобрений в указанной дозе (вариант N₆₀P₆₀K₇₅) позволило повысить урожай сена трав в 1,7 раза.

Данные учета урожая сена многолетних трав двух годов пользования также были обработаны математически с применением регрессионного анализа, который позволил получить уравнения (1, 2) (производственные функции), отражающие количественную зависимость величины урожая сена от доз минеральных удобрений [10, С. 195]:

Y_{I г.п.} = 4,9 + 0,5K^0.5 + 0,3P          R = 0,94  (1) Y_{II г.п.} = 4,4 + 0,4K^0.5 + 0,4P^0.5      R = 0,93   (2)

Из приведённых уравнений видно, что фактически на величину урожая сена многолетних трав оказывали влияние фосфорные и калийные удобрения, внесённые раздельно под покровную культуру. При этом следует отметить, что воздействие калийных удобрений носило угасающий характер. Действие фосфорных удобрений имело прямолинейный характер только на травах 1 года пользования, то есть каждые 20 кг/га д.в. удобрений обеспечили прибавку сена 0,3 ц/га.

Суммарный урожай сена многолетних трав 2-х годов пользования в среднем за 2013 - 2015 гг. на контрольном варианте составил 8,5 т/га (рис. 1). Односторонне применение азотных, фосфорных и калийных минеральных удобрений увеличило урожайность на 12%, 25% и 29% соответственно. Совместное внесение вышеперечисленных удобрений в последовательно возрастающих дозах повышало общий сбор сена трав на 1,7 - 7,4 т/га или 20 - 87% по сравнению с контролем.

Рис. 1 – Суммарный урожай сена многолетних трав двух годов пользования (среднее за 2013 - 2015 гг.), т/га

 

Минеральные удобрения не только увеличивают урожайность сена клевера, но могут оказывать существенное влияние и на его качество. В связи с этим было изучено влияние возрастающих доз основных видов минеральных удобрений и их различные сочетания на содержание сырого протеина в сене многолетних трав (рис. 2). Содержание протеина в среднем по опыту составило 13,1 - 15,3% и 12,8 - 15,1%, соответственно, на травах первого и второго годов пользования. При этом на травах 1 года пользования процент сырого протеина был выше.

Рис. 2 – Влияние минеральных удобрений на содержание сырого протеина в сене многолетних трав двух годов пользования (среднее за 2013 - 2015 гг.)

 

Установлено, что содержание сырого протеина в сене во все годы увеличивалось под влиянием одностороннего внесения азотных удобрений (N₆₀P₀K₀) и снижалось при одностороннем внесении фосфорных и калийных (N₀P₆₀K₀ и N₀P₀K₆₀). Также следует отметить, что отрицательное действие фосфорных и калийных удобрений наиболее ярко выражено при внесении низких доз азота (20 - 40 кг/га), когда фосфор и калий преобладали над азотом в 2 - 3 раза. Каждое последовательное увеличение дозы азота на 20 кг/га увеличивало содержание сырого белка на 1,4 - 6,3%.

При наращивании доз азота от 60 до 120 кг/га на оптимальном фосфорно-калийном фоне процент протеина в сене заметно увеличился (на 11,4 - 15,6% по сравнению с контролем). Дальнейшее повышение доз минеральных удобрений, начиная с варианта N₁₂₀P₁₂₀K₂₀₀, было менее результативно. С экологической точки зрения внесение очень высоких доз удобрений также не рекомендуется, так как сопровождается отрицательным влиянием на метаболизм органических соединений, особенно на синтез аминокислот и белков в растениях.

Экономическая оценка производства продукции в среднем за 2013 - 2015 гг. осуществлялась путём сопоставления затрат на 1 га со стоимостью полученной продукции и зависела от доз и соотношений минеральных удобрений, а также биологических особенностей бобово - злаковой травосмеси (табл. 2).

Таблица 2 – Влияние возрастающих доз минеральных удобрений на экономические показатели на многолетних травах двух годов пользования (среднее за 2013 - 2015 гг.)

Расчёты свидетельствуют о значительном влиянии симбиотической азотфиксации бобовых на экономическую эффективность растениеводческой продукции на вариантах с односторонним применением азотных, фосфорных и калийных удобрений и на контроле. Здесь получены наибольшая рентабельность (140 - 397%) и условно чистый доход (19272 - 21788 руб.). Однако эти варианты нельзя рекомендовать к использованию, так как со временем без применения полного минерального удобрения баланс основных элементов питания в почве станет отрицательным, что приведёт к полному  истощению почвенных запасов.

Для сохранения экологического равновесия рекомендуем внесение оптимальных в агрономическом отношении доз минеральных удобрений от N₂₀P₂₀K₂₅ до N₆₀P₆₀K₇₅. При этом на варианте N₆₀P₆₀K₇₅ был получен наибольший чистый доход (23013 руб.) и окупаемость 1 кг NPK зерном (15,6 кг/кг). Уровень рентабельности на вышеперечисленных вариантах оставался также достаточно высоким.

Дальнейшее увеличение доз минеральных удобрений, начиная с варианта N₁₂₀P₁₂₀K₁₅₀, на многолетних травах является малоэффективным приёмом, так как при высоких капиталовложениях сопровождается незначительным ростом экономических показателей.

Заключение

Таким образом, на урожайность сена многолетних трав первого и второго годов пользования наибольший эффект оказывали фосфорные и калийные удобрения, внесенные раздельно под покровную культуру. Максимальный урожай (8,0 - 8,4 т/га) получен на травах первого года пользования в условиях достаточного весеннее - летнего увлажнения в 2013 - 2014 г. Наибольший суммарный урожай сена многолетних трав двух годов пользования достигнут на варианте N₁₆₀P₁₆₀K₂₀₀. Более высокое содержание сырого протеина было получено также на травах первого года пользования. Совместное внесение азотных, фосфорных и калийных удобрений позволило повысить его содержание в сене на 5,3 - 18,0%. Экономически наиболее выгодным на травах двух годов пользования являлся вариант N₆₀P₆₀K₇₅.

Список литературы / References

1. Методическое руководство по проектированию применения удобрений в технологиях адаптивно – ландшафтного земледелия / Под редакцией А.Л. Иванова, Л.М. Державина. – Москва: Минсельхоз РФ, РАСХН, 2008. – 392 с.
2. Конова А.М. Влияние длительного применения возрастающих доз минеральных удобрений на продуктивность севооборота / А.М. Конова, А.Ю. Гаврилова // Международный научно-исследовательский журнал. – 2016. – № 11-5 (53). – С. 27-30.
3. Ваулина Г.И. Агроэкологические аспекты при комплексном применении средств химизации / Г.И. Ваулина, А.М. Алиев, Л.М. Державин, А.М. Конова, Л.Н. Самойлов // Материалы Международной научно - методической конференции учреждений - участников Геосети России и стран СНГ: «Состояние и перспективы агрохимических исследований в географической сети опытов с удобрениями». – Москва, 2010. – С. 137-139.
4. Конова А.М. Региональная система земледелия Смоленской области / сост.: А.М. Конова [и др.]. – Смоленск: «Агронаучсервис», 2013. – 277 с.
5. Босак В.Н. Системы удобрения в севооборотах на дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах / В.Н. Босак. – Минск, 2003. – 176 с.
6. Дыцкова Т.А. Параметры экологической пластичности и стабильности сортообразцов клевера лугового в условиях Смоленской области / Т.А. Дыцкова, Э.С. Рекашус, А.Д. Прудников, А.М. Конова, О.В. Курдакова // Международный научно-исследовательский журнал. – 2015. – № 11-6 (42). – С. 56-60.
7. Конова А.М. Руководство по элементам технологии производства семян клевера лугового сорта Надежный / А.М. Конова, Т.А. Дыцкова, О.В. Курдакова. – Смоленск, 2015. – 26 с.
8. Конова А.М. Изучение возрастающих доз минеральных удобрений и их моделирование по результатам полевого опыта / А.М. Конова // Агрохимический вестник. – 2008. – № 4. – С. 29-30.
9. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. – М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с.
10. Иванова Т.И. Прогнозирование эффективности удобрений с использованием математических моделей / Т.И. Иванова. – М.: Агропромиздат, 1989. – 235 с.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Metodicheskoe rukovodstvo po proektirovaniju primenenija udobrenij v tehnologijah adaptivno – landshaftnogo zemledelija [Methodical guidelines for the design of fertilizer application in adaptive-landscape farming technologies] / Pod redakciej A.L. Ivanova, L.M. Derzhavina. – Moskva: Minsel'hoz RF, RASHN, 2008. – 392 p. [in Russian]
2. Konova A.M. Vlijanie dlitel'nogo primenenija vozrastajushhih doz mineral'nyh udobrenij na produktivnost' sevooborota [Influence of long application of increasing doses of fertilizers on efficiency of crop rotation] / A.M. Konova, A.Ju. Gavrilova // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal [International research journal]. – 2016. – № 11-5 (53). – P. 27-30. [in Russian]
3. Vaulina G.I. Agrojekologicheskie aspekty pri kompleksnom primenenii sredstv himizacii [Agroecological aspects in complex application of chemicalization means] / G.I. Vaulina, A.M. Aliev, L.M. Derzhavin, A.M. Konova, L.N. Samojlov // Materialy Mezhdunarodnoj nauchno - metodicheskoj konferencii uchrezhdenij - uchastnikov Geoseti Rossii i stran SNG: «Sostojanie i perspektivy agrohimicheskih issledovanij v geograficheskoj seti opytov s udobrenijami» [Proceedings of the International scientific and methodological conference of Geoset participating institutions of Russia and CIS countries: "the state and prospects of agrochemical research in the geographical network of fertilizer experiments»]. – Moskva, 2010. – P. 137-139. [in Russian]
4. Konova A.M. Regional'naja sistema zemledelija Smolenskoj oblasti [Regional system of agriculture in the Smolensk region] / sost.: A.M. Konova [i dr.]. – Smolensk: «Agronauchservis», 2013. – 277 p. [in Russian]
5. Bosak V.N. Sistemy udobrenija v sevooborotah na dernovo-podzolistyh legkosuglinistyh pochvah [Fertilizer system in crop rotation on sod-podzolic light loamy soils] / V.N. Bosak. – Minsk, 2003. – 176 p. [in Russian]
6. Dyckova T.A. Parametry jekologicheskoj plastichnosti i stabil'nosti sortoobrazcov klevera lugovogo v uslovijah Smolenskoj oblasti [Ecological plasticity and stability of the red clover samples in the Smolensk region] / T.A. Dyckova, Je.S. Rekashus, A.D. Prudnikov, A.M. Konova, O.V. Kurdakova // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal [International research journal]. – 2015. – № 11-6 (42). – P. 56-60. [in Russian]
7. Konova A.M. Rukovodstvo po jelementam tehnologii proizvodstva semjan klevera lugovogo sorta Nadezhnyj [The guide elements of technology of seed production of red clover varieties are Nadezhnyj] / A.M. Konova, T.A. Dyckova, O.V. Kurdakova. – Smolensk, 2015. – 26 p. [in Russian]
8. Konova A.M. Izuchenie vozrastajushhih doz mineral'nyh udobrenij i ih modelirovanie po rezul'tatam polevogo opyta [Study of increasing doses of mineral fertilizers and their modeling based on the results of field experience] / A.M. Konova // Agrohimicheskij vestnik [Аgrochemical Bulletin]. – 2008. – № 4. – P. 29-30. [in Russian]
9. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta [Methodology of field experience] / B.A. Dospehov. – M.: Agropromizdat, 1985. – 351 p. [in Russian]
10. Ivanova T.I. Prognozirovanie jeffektivnosti udobrenij s ispol'zovaniem matematicheskih modelej [Forecasting the effectiveness of fertilizers using mathematical models] / T.I. Ivanova. – M.: Agropromizdat, 1989. – 235 p. [in Russian]