INFLUENCE OF PROLONGED USE OF FERTILIZERS ON EFFICIENCY AND QUALITY OF SUGAR BEET

Тютюнов С.И.¹, Никитин В. В.², Соловиченко В. Д.³

¹Доктор сельскохозяйственных наук, ²Доктор сельскохозяйственных наук, ³Доктор сельскохозяйственных наук, ФГБНУ “Белгородский научно-исследовательский институт сельского хозяйства”

 ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО САХАРНОЙ СВЁКЛЫ

Аннотация

Приведены результаты десятилетних опытов по влиянию длительного применения удобрений на урожайность и качество  сахарной свеклы на черноземе типичном юго-западной части Центрально-Черноземной зоны. Наиболее предпочтительными дозами минеральных  удобрений оказались N180P120K120-180, Для повышения эффективности промышленных удобрений их необходимо применять на фоне органических удобрений.

Ключевые слова: чернозем, урожайность, заводской выход сахара, сбор сахара, условно-чистый доход (УЧД), рентабельность.

Tyutyunov S.I.¹, Nikitin V. V.², Solovichenko V. D.³

¹PhD in Agriculture, ²PhD in Agriculture, ³PhD in Agriculture, FGBNU "The Belgorod research institute of agriculture"

 INFLUENCE OF PROLONGED USE OF FERTILIZERS ON EFFICIENCY AND QUALITY OF SUGAR BEET

Abstract

Results of ten years' experiments on influence of prolonged use of fertilizers on productivity and quality of sugar beet are given in the chernozem typical southwest part of the Central Chernozem zone. N180P120R120-180 appeared the most preferable doses of mineral fertilizers, they need to be applied To increase of efficiency of industrial fertilizers against the organic.

Keywords: chernozem, productivity, factory exit of sugar, collecting sugar, profitability.

В Центрально-Черноземном регионе сосредоточены основные площади посевов сахарной свеклы [1]. Многочисленными исследованиями отечественных и зарубежных учёных установлена размерность факторного влияния естестественно-биологических условий и потребляемых ресурсов на продуктивность рас­тений: погода - 16-20%, удобрения - 41-49%, семена - 8-12%, иррига­ция - 5-8% [2]. Следует отметить, что сахарная свекла - культура наиболее отзывчивая из всех культур зер­носвекловичных севооборотов на дополнительное минеральное пита­ние. Оптимальные дозы навоза и минеральных удобрений определяются типом почвы, содержанием подвижных питательных веществ, климати­ческими факторами и звеном севооборота [3,4].

Например, на черноземе типичном в звене с клевером на фоне 20 тонн навоза наиболее рациональной дозой была N₂₂₀Р₁₈₀К₂₂₀ при среднем  содержании в почве подвижных форм азота, фосфора и калия [5]. В звене с занятым паром в условиях Воро­нежской области максимальный урожай на безнавозном фоне получен при внесении под свеклу N₁₈₀Р₁₂₀К₁₂₀, N₂₄₀Р₁₂₀К₁₂₀. Увеличение до­зы азота существенно повышает урожай, фосфор и калий оказали сла­бое влияние на продуктивность свеклы [6].

В опытах Курского СХИ на темно-серых почвах с низкой обеспеченностью азотом, средней - фосфором и калием внесение под свеклу N₁₂₀Р₄₀К₁₂₀ или 20 тонн навоза + N₉₀Р₄₀К₉₀ обеспечило прибавку урожая около 100 ц/га. Сахаристость на удобренных фонах снизилась на 0,4% [7].

На Черкасской опытной станции на черноземе реградированном при средней обеспеченности фосфором  и калием в травяном  звене севооборота на фоне 40 тонн навоза лучшие результаты получены при внесении 120 кг/га азота, фосфора и калия, а на безнавозном фоне - от (NРК)₁₈₀. Увеличение доз не повышало урожая корнеплодов и снижало сахаристость на 0,6-1,0% [8].

На Льговской опытной станции на черноземе выщелоченном на безнавозном фоне оптимальной дозой оказалась N180Р120К120, даль­нейшее увеличение дозы не привело к росту урожая [9]. На черноземе оподзоленном левобережной Лесостепи Укра­ины наибольшая прибавка  урожая  корнеплодов  получена от N₁₈₀Р₁₂₀К₂₇₀, при увеличении дозы азота от 60 до 180 кг содержа­ние сахара снизилось на 0,5-1,6%  и ухудшались технологические качества  корнеплодов. Однако максимальный сбор сахара был получен в вариантах с большими дозами азота [10].

В опытах Тамбовской опытной станции на черноземах типичных в звене севооборота пар-озимая пшеница-сахарная свекла при внесе­нии в пару 40 тонн на гектар навоза нет смысла увеличивать дозы минеральных удобрений свыше 90 кг/га NPK [11].

Таким образом, система оптимизации питательного режима сахарной свеклы не может быть единой и детерминируется многими факторами, важнейшими из которых являются генотип почвы, уровень эффективного плодородия, климатические ресурсы, тип севооборота, сорт, система обработки почвы, уровень защиты, т.е. параметры оптимизации корневого питания сахарной свеклы носят локальный характер даже в региональном аспекте.

Предлагаемые результаты исследований были получены в стационарном полевом опыте, заложенном на черноземе типичном со следующей агрохимической характеристикой: содержание гумуса (по Тюрину) – 6,03%, рН (КСl) – 6,1, Нг (по Каппену) – 1,67 мг-экв/100 г почвы, Nг (по Корнфильду) – 145 мг/кг, Р₂О₅ (по Чирикову) – 54 мг/кг, К₂O (по Чирикову) – 116 мг/кг.

Севооборот – типичный для зоны, пятипольный со следующим чередованием культур: горох, озимая пшеница, сахарная свекла, ячмень, кукуруза на силос; сорта и гибриды – районированные для ЦЧЗ. Минеральные удобрения вносили под озимую пшеницу, сахарную свеклу и кукурузу; навоз в количестве 40 т/га применяли один раз в ротацию под сахарную свеклу с осени, как и минеральные удобрения, под плуг, под пшеницу удобрения вносили под предпосевную культивацию. Схема опыта включает в себя два блока: безнавозный и с применением органических удобрений. Каждый блок логически разделяется на две части: первая включает возрастающий уровень минеральных удобрений при неизменном соотношении N:P:K. вторая – изменение их сочетаний. Уровень удобренности позволяет максимизировать продуктивность культур.

Урожай корнеплодов свеклы на контроле за первую и вторую ро­тации составил примерно одну и ту же величину (табл. 1.). Одна­ко уровень урожаев на удобренных делянках во вторую ротацию был на 20-30 ц/га ниже. Гидротермический коэффициент за вегетационный период за обе ротации был одинаков - 1,39. Однако при более детальном анализе мы обнаружили, что в тот отрезок времени, когда происходит максимальный прирост урожая свеклы (июль-сентябрь) преимущество по условиям погоды имеет первая ротация. Напри­мер, количество осадков за этот период в первую ротацию составило 220 мм, а за вторую - 190 мм, а среднесуточные температуры - соответственно – 17,1^º С и 16,1^º С. Сле­довательно, в наиболее ответственный критический отрезок времени сахарная свекла в первой ротации получала больше влаги и солнеч­ной инсоляции.

Если рассматривать эффективность минеральных удобрений в первой ротации при неизменном соотношении NРК, то можно утверж­дать, что прибавки урожаев стабилизируются на безнавозном фоне при внесении 240 кг/га азота, фосфора и калия, а на фоне навоза - от 180. Во второй ротации уровень оптимального насыщения удобре­ниями снизился: на безнавозном фоне до 180 кг/га NРК, на фоне на­воза - до 120. В полтора раза увеличилась прибавка урожая от навоза во второй ротации, что вполне объяснимо реализацией его последействия.

Таблица 1 - Продуктивность и качество сахарной свеклы за две ротации севооборота

* 1, 2 – ротации севооборота. Примечание: на контроле абсолютные цифры, на остальных вариантах – отклонения от контроля

 

В первой ротации на безнавозном фоне целесообразно внесение двойных доз азота и фосфора и единичных - калия; на фоне навоза внесение всех трех элементов сверх 180 кг/га было неэффектив­ным. Во второй ротации потребность в повышенном уровне азотного питания на безнавозном фоне сохраняется, проявляется тенденция к повышению урожая при увеличении доз  калия свыше 120 кг/га, но лишь тенденция. Внесение фосфора свыше 120 кг/га не дает положи­тельного результата.

Содержание сахара в корнеплодах за все годы проведения опы­тов уменьшается при увеличении уровня удобренности, а во второй ротаций отрицательный акцент этой направленности возрас­тает. Если от максимальных доз в первой ротации са­харистость свеклы снизилась по отношению к абсолютному контролю на 1,0-1,1%, то во второй - на 1,3-1,5%.

О снижении сахаристости свеклы от азотных удобрений имеются многочисленные сведения в литературе. Большие дозы азота увеличи­вают содержание "вредного" азота, препятствуют кристаллизации са­хара на заводе. При избыточном азотном питании повышается активность сахаросинтетазы в корнях, особенно в направлении расщепления сахарозы, увеличивается окислительно-восстановительный потенциал в почве, повышается активность нитрификаторов со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями [12].

В наших исследованиях преобладание азота над фосфором и ка­лием сопровождалось снижением сахаристости на 0,1-0,3%. В то же время_; можно говорить и об отрицательном влиянии на накопление сахаров больших доз фосфорных удобрений. Так, от повышения дозы фосфора со 120 до 240 кг/га дигестия снизилась в первой ротации на 0,1-0,3%. Во второй ротации снижение сахаристости отмечается при увеличении дозы в интервале 120-180 кг - на 0,3-0,6%. Единич­ные дозы калия уменьшили содержание сахара в первой ротации на 0,1-0,2% по сравнению с полуторными, а во второй ротации - напро­тив - увеличили.

Общеизвестно, что показатели дигестии и выход сахара на заводе могут различаться, в той или иной мере, в зависи­мости от ряда факторов. Поэтому мы анализировали корнеплоды в специализированной лаборатории "завод на столе", технологические операции которой идентичны промышлен­ному сахарному заводу. Результаты анализов показали, что выход заводского сахара меньше, чем содержание сахарозы по дигестии на 20-25%. Тем не менее, принципиальных различий во вли­янии удобрений на эти два параметра не было обнаружено. Кривые выхода сахара и дигестии по различным комбинациям удобрений были практически параллельны.

Заводской выход сахара с единицы площади определяется абсо­лютным урожаем и процентным извлечением сахара из сырья на заво­дах. На безнавозном фоне по обеим ротациям максимальный сбор сахара был получен при внесении под свеклу 240 кг/га азота и по 180 кг фосфора и калия. На фоне навоза в первой ро­тации лучшие показатели получены по варианту с двойной дозой удобрений, а во второй - с единичной.

Результаты наших исследований свидетельствуют, что большие дозы удобрений существенно снижают сахаристость, хотя валовый сбор "белого" сахара на этих вариантах в общем-то выше. И тем не менее, потери сахара ощутимы, и, кроме того, он нетехнологичен в заводском цикле, что приводит к излишним затратам энергоресурсов на заводе.

В условиях рыночных отношений для повседневной теку­щей работы, в целях составления оперативно-тактических планов на ближайшую перспективу необходимо оценивать систему удобрения в  денежном выражении, используя  результаты, полученные в полевых опытах, и сложившиеся цены на день принятия решения.

При расчете экономической эффективности мы брали за основу цены, сложившиеся на удобрения, энергоносители и закупочные цены на сахар. Все комбинации с минеральными удобре­ниями  в среднем за десятилетний срок исследований обеспечили положительный экономический эффект, за исключением максимальных доз тройного удобрения во второй ро­тации (табл. 2). Условно-чистый доход на обоих фонах при неизменном соотношении NРК максимальный на единичной дозе, затем он снижае­тся.

На безнавозном фоне при варьировании соотношений элементов в полном удобрении доход увеличивается с повышением доз азота до двойной,  а на фоне 40 т/га навоза двойные дозы азота были неэффективными, так как при снижении сахаристости корнеплодов не обеспечили дополнительного урожая корнеплодов. По фосфору и калию максимальная выгода имела  место по единич­ной дозе как на фоне навоза, так и на безнавозном фоне.

Рентабельность химизации при неизменном соотношении NPK была максимальной по единичной дозе удобрений, а при дальнейшем увеличении уровня удобренности – снижалась. Все экономические критерии, как правило, улучшались при совместном внесении навоза и туков.

Таким образом, на черноземе типичном с средним содержанием подвижного фосфора  и повышенным калия в зоне неустойчивого увлажнении под фабричную сахарную свеклу необходимо применять минеральные удобрения в дозах N180P120K120-180. Для улучшения агроэкономических показателей необходимо вносить промышленные удобрения совместно с органическими.

Таблица 2 - Экономическая эффективность удобрений на сахарной свекле

* 1, 2 – ротации севооборота.

Литература

1. Апасов И.В. Концепция развития свеклосеющего комплекса России в 2008-2020 гг. /И.В. Апасов//Сахарная свела. – 2009. – N 5. – C. 3.
2. Чурсин А.М. Естественнобиологические и экономические факторы использования ресурсов в сельском хозяйстве//Вестник сельскохозяйственной науки, - N 2. – C. 10-22.
3. Никитин В.В. Сроки и способы внесения удобрений//Рациональное использование удобрений. – Воронеж: Центр.-Черноз. кн. изд., 1982. – C. 35-40.
4. Никитин В.В. Пути увеличения производства сахара в Белгородской области. – Белгород, 1989. – 14 c.
5. Иващенко А.В. и др. Эффективность удобрений под сахарную свеклу в северо-восточной Лесостепи Украины//Агрохимия. – 1990. – N 2. – C. 61-67.
6. Кильчевский А.Л. Влияние удобрений на урожай и качество полевых культур//Почвы и удобрение полевых культур в Центрально-Черноземной зоне. – Воронеж, 1977. – C. 47-55.
7. Бондарева К.Г. Урожай и качество сахарной свеклы при длительном внесении удобрений//Науч. Тр. Воронежского СХИ, 110, 1980 – C. 116-118.
8. Гудым В.И., Буджерак А.И., Чайченко С.Ф. Продуктивность сахарной свеклы (Лесостепь УССР) в связи с удобрениями и местом в севообороте//Химия в сельском хозяйстве. – 1985. – N 3. – C. 20-27.
9. Роскошанская Т.Н. Влияние возрастающих доз минеральных удобрений в минеральной и органо-минеральной системах их применения на плодородие почвы и урожай сахарной свеклы//Повышение урожайности и качества. – Киев, 1980. – C. 155-156.
10. Бука А.Я., Гамов Л.Г. Эффективность применения удобрений в зерносвекловичном севообороте на оподзоленном черноземе левобережной Лесостепи УССР//Агрохимия. – 1983. - N 4.- C. 49-52.
11. Коновалов В.Д. Рациональные дозы//Сахарная свекла. – 1988. – N 4. – C. 30-32.
12. Геллер И.А., Николаенко Ж.И. Влияние почвенного покрова на сахаристость сахарной свеклы//Повышение сахаристости и технологических качеств сахарной свеклы. – Киев, 1987. – C. 27-31.

References

1. Apasov I. V. the Concept of development of the beet-growing complex of Russia in 2008-2020 /I. V. Apasov//Sugar cramp. – 2009. – N 5. – C. 3.
2. Chursin A. M. Estestvennoistoricheskie and economic factors of resource use in agriculture//Bulletin of agricultural science, - No. 2. – C. 10-22.
3. Nikitin V. V. the Timing and methods of fertilizer application//Rational use of fertilizers. – Voronezh: The Center Of.-Cernos. kN. ed., 1982. – C. 35-40.
4. Nikitin V. V. Ways of increasing sugar production in the Belgorod region. – Belgorod, 1989. – 14 c.
5. Ivashchenko A. V. et al. the Effectiveness of fertilizers for sugar beet in the North-Eastern Forest-steppe of Ukraine//Agrochemistry. – 1990. – N 2. – C. 61-67.
6. Kilchevsky A. L. Influence of fertilizers on the yield and quality of field crops//Soil and fertilizer for field crops in the Central Chernozem zone. – Voronezh, 1977. – C. 47-55.
7. Bondareva, K. G. Yield and quality of sugar beet in long-term fertilizer//Start. Tr. The Voronezh agricultural Institute, 110, 1980 – C. 116-118.
8. Gudym V. I., A. I. Budzherak, Chaychenko S. F. Productivity of sugar beet (forest-Steppe of the Ukrainian SSR) in connection with the fertilizer and place in crop rotation//Chemistry in agriculture. – 1985. – N 3. – C. 20-27.
9. Rossoshanskaya T. N. The effect of increasing doses of mineral fertilizers in mineral and organo-mineral systems of their application on soil fertility and yield of sugar beet//Increase yield and quality. – Kiev, 1980. – C. 155-156.
10. Beech J. A., Gamow G. L. the Efficacy of fertilizers in grain-beet crop rotation on podzolized Chernozem of the left-Bank forest-steppe of Ukraine//Agrochemistry. – 1983. - N 4.- C. 49-52.
11. Konovalov V. D. Rational dose//Sugar beet. – 1988. – N 4. – C. 30-32.
12. Geller I. A., Nikolaenko, J. I. Influence of soil cover on the sugar content of sugar beet//sugar content and Improving the technological qualities of sugar beet. – Kiev. – C. 27-31.