В связи с вовлечением в круговорот больших объемов побочной продукции полевых культур, а также ввиду высокой стоимости туков, сотрудники научного учреждения ИК НААН провели полевые исследования с целью улучшения условий питания растений подсолнечника при мульчировочной обработке почвы путем внесения расчетных доз минеральных удобрений и использование послеуборочных остатков предшественника (озимая пшеница).
Листостебельную массу измельчали и равномерно распределяли по поверхности поля при сборе урожая. Обрабатывали почву и заворачивали солому (после фонового шелушения стерни) оборотным полковым плугом на глубину 20–22 см (контроль), чизельным культиватором — на 14–16 см, плоскорезным комбинированным агрегатом — на 12–14 см, тяжелой дисковой бороной. 12 см.
Схемой опыта предусмотрено три фона минерального питания: 1 — без удобрений, 2 — N30P30K30, 3 — N60P30K30. Туки вносили весной разбрасывающим способом под предпосевную культивацию. Сорняки контролировали за доходчатыми гербицидами из группы хлорацетамидов и разрыхлением междурядий.
Почва опытного участка — чернозем обычный трудносуглинистый с содержанием в пахотном слое гумуса — 4,2%, нитратного азота — 13,2 мг/кг, подвижных соединений фосфора и калия (по Чирикову) соответственно 145 и 115 мг/кг.
Азот – один из основных элементов питания, необходимых для подсолнечника. Он является компонентом многих веществ, составляющих основу клетки и ее органоидов. При недостаточном снабжении растений азотом замедляется биосинтез и обмен химических соединений, снижается интенсивность реакций фотосинтеза, урожайность и качество семян.
Мульчировочная обработка почвы, которая производится без вращения ломта и предусматривает оставление на поле побочной продукции предшественника, существенно влияет на развитие элементарных почвенных процессов, в частности на азотный режим черноземов. При мульчировочной обработке возрастают риски, связанные прежде всего с так называемой биологической иммобилизацией азота, степень проявления которой в значительной степени зависит от продолжительности применения, погодных условий, количества и физико-химических свойств послеуборочных остатков, способа и глубины их заделки в почву.
>
________________
Внедрение различных видов бесполочной обработки на фоне большой количества растительных остатков снижает скорость минерализации гумуса и тормозит переход органических азотных соединений в доступные растениям неорганические формы. >
Введение разных видов бесполочной обработки на фоне огромного количества растительных остатков понижает скорость минерализации гумуса и тормозит переход органических азотных соединений в доступные растениям неорганические формы. На обедненных агрохимических фонах это явление может приводить к азотному голоданию растений, негативному влиянию на продуктивность культур севооборота и к внесению компенсационных доз минеральных удобрений.
В опыте перед посевом подсолнечника на фоне без удобрений фактическое содержание нитратного азота в пахотном слое почвы было выше на контрольном варианте, где проводили вспашку (15,0 мг/кг против 12,4–14,3 мг/кг при мульчировочном). возделывания). По возможным причинам этого явления наиболее вероятно различие топографии размещения растительных остатков, разная степень перемешивания и сепарации грунтовой массы. При идентичных исходных условиях микробиологическая активность чернозема в подавляющем большинстве случаев растет за создание гомогенного по плодородию пахотного слоя, лучшей аэрации, равномерному распределению органических веществ по профилю почвы.
Если на естественном фоне эту закономерность отслеживали на протяжении всего периода исследований, то на удобренных участках только в первые два года применения мульчевой обработки. Далее, особенно при благоприятном гидротермическом режиме погоды весной и сравнительно небольшого количества вовлеченной в круговорот соломы (до 5 т/га), торможение процессов нитрификации не происходило. Как следствие, в среднем за время наблюдений количество нитратов в слое 0-30 см на участках, подлежащих вспашке, чизелированию и плоскорезному разрыхлению ломти оказалось примерно одинаковым и составляло при применении N30P30K3016,4–16,8,309 –20,0 мг/кг. Таким образом, при систематическом внесении послеуборочных остатков и туков, заворачивании их плугом или бесполочными комбинированными орудиями, негативное воздействие соломы на питательный режим почвы ослабляется или устраняется полностью, так как закрепленный в предыдущие годы азот постепенно становится доступным для растений.
Установлено, что применение минеральных удобрений в дозе N30P30K30 и N60P30K30 на фоне завертывания в почву измельченной соломы приводило к росту количества нитратов в пахотном слое весной относительно неудобренного фона, соответственно на 1,4–7,8 кг. Более разногласия между этими вариантами характерны годам, которые характеризовались стремительным нарастанием температурного режима воздуха в апреле, а также участкам с мульчировочной обработкой, где синтетический азот сработал как своеобразный катализатор нитрификационных процессов.
Во временном промежутке «сев — цветение подсолнечника» произошло уменьшение содержания N-NO3 в пахотном слое почвы на фоне без удобрений с 12,4–15,0 до 9,7–11,9 мг/кг, за внесение туков – с 15, 2-20,0 до 11,2-13,0 мг/кг. В первом случае разница между способами обработки в пользу пахоты сохранялась, во втором — в значительной степени нивелировалась. С началом периода максимального потребления азота (фаза образования корзины) наблюдали некоторое торможение нитрификации при полковом и усиление процесса при мульчировочной, особенно чизельной обработке, который обеспечивает относительно глубокий (по сравнению с дисковкой и плоскорезным разрыхлением с ломтиком). водно-физические условия для жизнедеятельности микробных популяций Более четко эта тенденция проявлялась в благоприятные годы, меньше в годы с засушливой погодой в июне-июле при отсутствии надлежащих предпосылок в этот период для трансформации органического вещества и ремобилизации азота.
Аналогичная закономерность при сохранении средних показателей на уровне предварительного определения (фаза цветения) отмечена и перед уборкой урожая.
Значение фосфора в жизнедеятельности растений подсолнечника многогранно. Он входит в состав хромосом, нуклеиновых кислот и нуклеопротеидов, некоторых витаминов, ферментов, фитина, ряда коферментных систем, выполняющих роль катализатора определенных реакций азотного обмена. Фосфор повышает вязкость протоплазмы, жаростойкость растений, их фотосинтетическую активность и дыхание.
________________
Оптимизация фосфорного питания масличной культуры, особенно в начале вегетации, способствует формированию хорошо развитой корневой системы, экономному расходованию имеющейся почвенной влаги
________________
Оптимизация фосфорного питания масличной культуры, особенно в начале вегетации, способствует формированию хорошо развитой корневой системы, экономному расходованию имеющейся почвенной влаги. Недостаток достаточных запасов подвижных фосфатов в период «всходы — образование корзины» приводит к задержке развития растений, уменьшению их высоты, количеству листьев и цветков. Поскольку около 75% усвоенного фосфора содержится именно в семенах, практически весь он выносится с поля, чем объясняется необходимость в его восстановлении.
По нашим данным содержание кислоторастворимых соединений фосфора в пахотном слое почвы было на уровне повышенной и высокой обеспеченности. (129–
162 мг/кг). С тем абсолютные величины по срокам определения имели близкое значение. Однако в отдельно взятые годы динамика изменений количественных показателей оказалась разной. К примеру, в очень благоприятных гидротермических условиях в течение вегетационного периода они имели тенденцию к росту, несмотря на использование макроэлемента растениями масличной культуры. Это обусловлено как внесением минеральных удобрений, так и развитием микробиологических процессов, поддерживающих высокий уровень минерализации органического вещества. В период «фаза цветения — полная спелость семян», когда темпы поступления Р2О5 в растения несколько замедляются, наблюдали рост содержания фосфатов в почве до самой высокой отметки (148–176 мг/кг).
В засушливые годы за время от посева до цветения подсолнечника из слоя 0-30 см было использовано 10-15, от цветения до уборки — 5-10 мг/кг подвижных фосфатов. Незначительные объемы их потребления дают основания для вывода, что при наличии определенного количества остаточной почвенной влаги в первую половину вегетации процессы поглощения фосфора уравновешивались процессами его мобилизации, а в случае полного обезвоживания пахотного слоя растения использовали макроэлемент из подорных горизонтов.
Согласно усредненным значениям за пахоту перед посевом подсолнечника в слое 0-30 см содержалось 142-158, в фазу цветения — 139-162, при полной спелости семян — 136-155 мг/кг Р2О5 (табл. 1). При чизелировании и плоскорезном рыхлении эти величины соответственно указанных сроков определения равнялись 137–153, 143–156 и 140–150 мг/кг, т.е. применение указанных способов мульчировочной обработки не приводило к ухудшению фосфатного режима чернозема обычного как на удобрении.
Таблица 1. Фосфорно-калийный режим почвы, мг/кг (слой 0–30 см)
При дисковании отмечена устойчивая тенденция к уменьшению количества подвижного фосфора в пахотном слое относительно контроля, что может быть связано с ослаблением биологической активности почвы и вероятностью закрепления Р2О5 (аналогично азоту) микроорганизмами при разложении соломы. Чрезмерная минимизация глубины основной обработки почвы (10–12 см) усиливала дифференциацию пахотного слоя по содержанию питательного вещества. Если на пахоте относительное процентное распределение ее перед посевом масличной культуры в слоях 0–10, 10–20 и 20–30 см (фон N60P30K30) имело соотношение 35:33:32, то на задискированных участках — 39 : 32 : 29.По отдельным позициям отслеживались закономерности, присущие всем годам исследований. Так, применение минеральных удобрений в дозе N30P30K30 способствовало повышению количества подвижных фосфатов в почве перед посевом подсолнечника при полочной обработке на 11 мг/кг, при мульчировочном — на 10–14 мг/кг, а внесении N60P30K30 кг. На удобренных участках больше фосфора использовали посевы на фонах с внесением повышенной дозы азота N60P30K30 вследствие формирования здесь значительной вегетативной массы и прироста урожайности семян. В подавляющем большинстве случаев на неудобренном фоне потребление фосфора росло за вспашки, на удобренном — за чизельную и плоскорезную обработку, что соответствует особенностям ростовых процессов и уровню производительности посевов подсолнечника.
Подсолнечник – культура с высокой требовательностью к плодородию почв. Общий вынос питательных веществ с урожаем семян 2,0–2,5 т/га составляет 120–140 кг/га азота, 50–65 фосфора и более 300 кг/га калия. Максимум потребления азота совпадает с периодом интенсивного прироста вегетативной массы, то есть от образования корзинок до цветения; наибольшую потребность в фосфоре он выявляет, когда корневая система развита еще недостаточно, а также при образовании семян. Калий поступает из почвы на протяжении всей жизни растений.
При мульчировочной обработке, особенно на фоне использования всей побочной продукции предшественников, достаточно сложно обеспечить азотное питание подсолнечника. Развитие негативных явлений (торможение ростовых процессов, пожелтение листьев, снижение урожайности семян) часто обусловлено закреплением азотных соединений почвы микроорганизмами, разлагающими послежнивные остатки. С целью устранения депрессивного воздействия последних на растения рекомендуют вносить компенсационный азот (8–12 кг/т) при выполнении фонового шелушения стерни. С тем не до конца выяснен вопрос доз, сроков и способов применения удобрения в зависимости от условий увлажнения и плодородия почвы, рельефа поля, свойств побочной продукции. Неотложна также проблема экономической целесообразности применения агромероприятия.
________________
Неиспользованный осенью дополнительный азот при определенных условиях может подвергаться денитрификации или мигрировать с нисходящими потоками воды
________________< /p>
Следует учитывать, что неиспользованный осенью дополнительный азот при определенных условиях может подвергаться денитрификации или мигрировать с нисходящими потоками воды. Если в засушливые годы вертикальное перемещение нитратов не превышает отметки 50 см, то во влажные годы они транспортируются на глубину до 1,5 м в зависимости от количества и характера осадков в осенне-зимний период, гранулометрического состава почвы, способов его обработки. С тем азот, который мигрирует глубже 1 м, растения усваивают только после использования ими влаги верхних слоев почвы и последующей подачи ее по капиллярам с нижних горизонтов к поверхности.
По результатам поискового исследования, после заворачивания в почву 6 т/га измельченной соломы озимой пшеницы (фоновая дисковка на глубину 6–8 см) на участках без внесения компенсационного азота количество нитратов в пахотном слое в течение 60 дней (26 июля — 23 сентября) возросло с 10,1 до 14,7 мг/кг, на улучшенном агрофоне (N60) – с 10,1 до 19,0 мг/кг. Это свидетельствует, что при вовлечении в круговорот побочной продукции пшеницы на черноземах с высоким содержанием гумуса, подвижного фосфора и обменного калия риск иммобилизации N-NO3 из почвы в послеуборочный период, даже без применения дополнительного минерального удобрения, является минимальным.
За позднеосеннего, зимнего и ранневесеннего периодов (октябрь-март) за поступление 256,4 мм атмосферных осадков на фоне без внесения аммиачной селитры пахотный слой почвы потерял 10,7 кг/га (19,8%) нитратного азота. На удобренных вариантах эти показатели достигали отметки, соответственно, 21,9 кг/га и 31,5%.
По реакции на удобрения подсолнечник в целом относится к слабочувствительным культурам, однако это свойство не является постоянным и может варьировать со изменением внешних условий, сортового и гибридного состава. Согласно данным Географической сети опытов с удобрениями на обычных черноземах Украины от внесения N60P60 средний прирост урожая семян составил 0,35 т/га. В отдельных случаях он достигал 0,5–0,7 т/га.
В нашем эксперименте внесение N30P30K30 на фоне заделки в почву измельченной соломы позволило получить дополнительно к контрольному варианту (закалку побочной продукции без туков) в среднем за период исследований 0,17–0,30 т/га семян. Увеличение в составе комплексного удобрения части азота (N60P30K30) обеспечивало прибавку основной продукции в количестве 0,28–0,44 т/га. Высокие показатели прироста были зарегистрированы в благоприятные годы (0,33–0,55 т/га), когда внесенные под предпосевную культивацию синтетические удобрения долгое время находились во влажной почве и эффективно использовались в течение длительного периода для формирования высокой урожайности подсолнечника.
Наименьший прирост урожая семян от минеральных удобрений (0,17–0,28 т/га) получен при полковом, наибольший (0,28–0,44 т/га) — при чизельной и плоскорезной обработке почвы. Дискирование по этому показателю занимало промежуточное место. Как выяснилось, существует тесная обратная зависимость между эффективностью азотных туков и содержанием нитратов в пахотном слое весной (коэффициент корреляции составляет 0,6–0,9).
ВыводыВовлечение в круговорот всей побочной продукции предшественника (озимая пшеница) без внесения минеральных удобрений приводит к снижению биологической активности почвы и содержания нитратного азота в нем при различных способах мульчировочной обработки по сравнению с вспашкой в среднем по трем срокам определения на 1,0–2,2 мг. /кг.
За завертывание соломы вместе с туками (N30P30K30, N60P30K30) наблюдали положительные изменения азотного режима чернозема во времени при чизельной (14–16) и плоскорезной (12–14 см) обработке, связанные с надлежащим уровнем увлажнения процессов и разработки почвы. Уменьшение глубины основной обработки почвы до 10–12 см (дискирование) приводит к торможению нитрификации вследствие ухудшения агрофизических свойств пахотного слоя и локализации в ограниченной среде большого количества послеуборочных остатков. в слое 0-30 см на время сева масличной культуры запасы подвижного фосфора и обменного калия, достаточные для формирования высокой урожайности семян (P2O5 — 137-153 мг/кг, K2O — 138-157 мг/кг). За дисковку отслеживали тенденцию к снижению содержания макроэлементов в пахотном слое по сравнению с контролем (пахота) и большей дифференциации их по профилю почвы.
Внесение оптимальной дозы минеральных удобрений (N60P30K30) на фоне использования незерновой части урожая предыдущей культуры (пшеница) увеличивало содержание азота нитратов, подвижных соединений фосфора и калия в пахотном слое относительно варианта без синтетических туков в среднем по варианту обработки почвы, соответственно, –5,5 мг/кг, 9–15 и 9–18 мг/кг.
Учитывая характер микробиологических процессов, особенность развития корневой системы и отличие топографии размещения послеуборочных остатков в пахотном слое, эффективность минеральных удобрений росла при чизельной и плоскорезной обработке почвы, где прирост урожая семян относительно неудобренных вариантов (без агрохимикатов) составлял 0,28–0,44 т/га.
С целью повышения урожайности масличной культуры на черноземе обычном с высоким содержанием гумуса предлагается система удобрения, предусматривающая использование всей побочной продукции предшественника (озимая пшеница) и внесение туков с соотношением азота, фосфора и калия — 2 : 1 : 1 (N60P30K30).