Агрохимическая и технологическая эффективность использования узколистного люпина и соломы в звеньях севооборотов Центрального Нечерноземья

• Автор: Анисимова, Татьяна Юрьевна
• Шифр специальности: 06.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 с. : ил

Содержание
Введение
Глава 1. Состояние изученности вопроса об использовании соломы и
узколистного люпина на удобрение
1.1. Перспективная роль некормовой соломы в системе удобрений
1.2. Возделывание люпина узколистного люпина на зерно и удобрение
Глава 2. Условия и методы проведения исследований
2.1. Метеорологические условия
2.2.Почвенные условия
2.3. Цель, задачи и методика исследований
2.4.Возделываемые культуры и агротехника в полевых опытах
Г лава 3. Эффективность использования соломы в качестве удобрения в
севообороте с люпином
3.1. Влияние соломы и сельскохозяйственных культур звена севооборота
на свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы
3.1.1. Изменение агрохимических свойств почвы
3.1.2.Изменение микробиологической активности почвы
3.2. Влияние приемов использования соломы озимой пшеницы на урожайность и качество зерна узколистного люпина
3.3. Последействие соломы и люпина при выращивании картофеля
и ячменя
3.4. Оценка ресурсовосстанавливающей роли люпина и соломы в звене севооборота на основе баланса 14РК
Глава 4. Эффективность приемов использования узколистного люпина на
удобрение под зерновые культуры в звене севооборота
4.1. Свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы при различных
способах люпинопользования
4.1.1. Изменение агрохимических свойств почвы
4.1.2.Изменение микробиологической активности почвы
4.2. Эффективность приемов использования люпина на удобрение в звене зернового севооборота
4.3.Баланс №К в севообороте с люпином
Глава 5. Экономическая и энергетическая оценка приемов люпинопользования
Основные выводы
Рекомендации производству
Приложение
Литература

Введение
Опыт ведения земледелия свидетельствует, что высокая продуктивность пашни обеспечивается осуществлением всей системы организационно-агротехнических мероприятий, основой которой является высокий уровень плодородия, создаваемого агроценозами, комплексным применением органических и минеральных удобрений, химических мелиорантов и средств защиты растений (89).
При этом во всех регионах страны решающее значение в воспроизводстве плодородия почв и получении стабильно высоких урожаев имеет использование биоресурсов в земледелии, включая их повторное применение в круговороте веществ в виде навоза, различных компостов, корне-пожнивных остатков, некормовой соломы с привлечением природных и техногенных источников органического вещества и специального посева сиде-ратов.
В связи с начавшимся глобальным потеплением климата и постепенным перемещением сельского хозяйства в северные широты Нечерноземная зона РФ приобретает приоритетное значение в подъёме АПК страны. Нечерноземье располагает богатым ассортиментом бобовых культур, широким спектром доступных приемов биологизации земле-деия и мощными биоресурсами природного, промышленного и коммунально-бытового органического сырья для удобрений. Вместе с тем зона наиболее отзывчива на техногенные приемы интенсификации земледелия и их сочетания с приемами билогизации (96,97,235).
Биологизация тесно связана с расширением видового и сортового состава культур, увеличением доли бобовых растений - азотонакопителей в структуре севооборотов и повышением их урожайности (244). Наиболее мощным фактором биологизации земледелия является научно обоснованный севооборот, действие которого усиливается сбалансированной системой удобрения с применением навоза, сидератов, возрастающих количеств некормовой соломы и использованием техногенных средств (117,156,125). При построении севооборотов в биологизированных системах земледелия возникают трудности в удовлетворении потребности растений в азоте, поэтому в их структуре следует иметь бобовые культуры, обогащающие почву азотом, среди которых в последнее время стал широко использоваться узколистный люпин, площади которого в Нечерноземье за последнее десятилетие возросли в десятки раз и продолжают из года в год увеличиваться (237).
Г1о данным ВИУА, ВНИИ люпина и ВНИПТИОУ, эта культура среди зернобобовых обладает наибольшей азотфиксирующей способностью - до 200 кг/га биологического азота (224,236,177). Обновленный узколистный люпин, в силу своего агробиологического потенциала, может стать важнейшей ресурсосберегающей культурой биологизации земледелия в XXI веке (237). Предстоит как можно полнее использовать уникальную способность люпина с участием клубеньковых бактерий, его экссудатов и эндотрофной микоризы (тройного симбиоза) фиксировать и активизировать азот и углерод воздуха, синтезировать пищевой и кормовой белок, сохранять и повышать плодородие почв, продуктивность фитоценозов и последующих культур в севооборотах. Новые сорта узколистного люпина устойчивы к болезням, растрескиваемости бобов, имеют высокую белковость семян (35-38%), низкую алкалоидность (0,03-0,05%), высокую продуктивность зерна (3-5 т/га) и зеленой массы (более 60 т/га) (122,235). Кроме того, введение узколистного люпина в севообороты улучшает фитосанитарное состояние посевов (24,144,191). Люпин является одной из лучших парозанимающих культур, хорошим предшественником для большинства полевых культур Нечерноземной зоны (17,52,145,184,274).
Благодаря высокой азотфиксирующей способности и индифферентости к почвенному плодородию все виды люпина не нуждаются в азотных удобрениях, практически не

отзываются на внесение фосфорно-калийных удобрений в силу своей биологической способности использовать труднодоступные соединения фосфора и калия почвы и последействие удобрений (188,224).
Применение соломы озимых зерновых культур положительно влияет на рост общей продуктивности растений люпина. Важнейшим энергетическим источником для жизнедеятельности клубеньковых бактерий и эндотрофной микоризы являются соединения углерода, которыми богаты соломистые остатки зерновых культур (1,57).
За последние годы в связи с увеличением производства зерна выход соломы злаковых культур возрос до 70-80 млн.т, а в перспективе, с учетом потребности в зерне - до 110-140 млн.т. Уже к 2010 году до 30-50% соломы может быть использовано на удобрение, а в дальнейшем, с улучшением структуры кормовой базы, - до 70-80%.
В ржаной и пшеничной соломе в 2 раза меньше кормовых единиц, чем в луговом сене и в 5-7 раз меньше переваримого протеина. Поэтому солома будет заменяться сеном, вытесняться из кормовых рационов и оставаться на удаленных полях. Вместо бесхозяйственного и экологически вредного сжигания соломы и стерни предстоит освоить научно обоснованные эффективные технологии и приемы ее использования в качестве удобрения.
В результате удобрения соломой происходит трансформация менее ценной биомассы (соломы) в более дорогостоящую и востребованную продукцию, достижение при этом высокой окупаемости затрат через вновь получаемое зерно, картофель и другую продукцию при улучшении баланса органического вещества в почве и её физикохимических свойств.
Основными причинами ограниченного применения соломы на удобрение в нашей стране являются несовершенство технологий и технических средств для ее внесения в почву. Для сельского хозяйства особый интерес представляет использование злаковой соломы под бобовые культуры, так как этот агроприем способствует росту плодородия почв и повышает продуктивность севооборота. Недостаточно изучен вопрос технологий применения соломы под новые высокопродуктивные сорта узколистного люпина.
Помимо высоких достоинств как кормовой культуры, узколистный люпин является одним из перспективных бобовых сидератов в земледелии Нечерноземной зоны (22,71,176,237). Исследования показывают, что бобовые сидераты - это многоэлементнос органическое удобрение, хорошо сбалансированное по биогенным макро- и микроэлементам с благоприятно размещенной корневой системой по почвенному профилю (70,81,109). Через запаханную фитомассу, пожнивные остатки, а также в результате перевода части запасов питательных веществ пахотного и подпахотного горизонтов в более лабильное состояние, сидераты положительно воздействуют на все агрономически важные свойства почвы (агрохимические, физические, микробиологические и фитосанитарные). Их надземная масса и экссудаты формируют эффективное плодородие, а более устойчивые к разложению корне-пожнивные остатки - также и потенциальное плодородие почвы (243,275).
Научная новизна работы включает фундаментальные обобщения и эффективные прикладные агрохимические и технологические разработки. Впервые на легких дерново-подзолистых почвах Центрального Нечерноземья в звеньях севооборота осуществлена сравнительная экспериментальная комплексная оценка продукционной, ресурсовосстанавливающей, агрохимической и экономической эффективности основных направлений использования безалкалоидного узколистного люпина совместно с соломой на зерно, си-дерат в пару под зерновые колосовые культуры и зеленую массу в занятых парах. Установлены агроэкономические преимущества использования люпина в качестве самостоятельной зернобобовой культуры и на сочный корм в паровом поле, в сравнении с применением на удобрение в пару. Научно обоснована смена приоритетов в люпинопользова-нии - с экстенсивного сидерального направления, рекомендованного для алкалоидного люпина, на интенсивное кормовое - для новых безалкалоидных сортов.

6. Сидеральный пар: измельчение, запашка
7. Сидеральный пар: измельчение, дискование, запашка
8. Сидеральный пар: измельчение, дискование, запашка через 7 дней
9. Сидеральный пар: измельчение, дискование, запашка через 14 дней Повторность 4-х кратная, площадь делянки 50 кв.м.
Полевые опыты закладывались и проводились в соответствии с методикой предложенной Б.А.Доспеховым (76), Растительные и почвенные образцы подвергались химическому анализу, который выполнялся согласно общепринятым методам (157).
В растительных образцах определяли:
- сухое вещество (ГОСТ 25548-87);
- сырую золу (ГОСТ 26226-84);
- общий азот по Кьельдалю (ГОСТ 13496.4-93); нитратный азот ионометрически (ГОСТ 13496.19-86);
общий фосфор фотометрически и общий калий пламенно-фотометрически (ГОСТ 26894-85);
- кальций и магний тригонометрически (ГОСТ 26894.10-88);
- крахмал по удельному весу на весах Парова;
- витамин С по Плешкову (ГОСТ 24566-89).
В почвенных образцах определяли: влажность (ГОСТ 28268-89);
- pH сол. по методу ЦИНАО (ГОСТ 26483-85);
гидролитическая кислотность по Каппену в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-84);
- общий азот титриметрически по методу ЦИНАО (ГОСТ 26107-84);
- нитратный азот ионометрически (ГОСТ 26951 -86);
- обменный аммоний по методу ЦИНАО (ГОСТ 26489-85);
- общий фосфор фотометрически (ГОСТ 26717-85);
- общий калий пламенно-фотометрически (ГОСТ 26718-85);
- подвижный фосфор и калий по Кирсанову (ГОСТ 26821-91);
- общий и водорастворимый гумус по Тюрину (ГОСТ 26213-91);
- численность групп микроорганизмов по Теппер (240).
2.4. Возделываемые культуры и агротехника в полевых опытах
Озимая пшеница возделывалась по различным парам. Обработка почвы проводилась с учетом запланированных для исследований элементов технологий заделки сидсрата в почву. Основная обработка почвы заканчивалась, как правило, не позднее, чем за три недели до посева. К моменту посева почва была мелкокомковатой, выровненной и уплотненной. Для этого после вспашки почву культивировали и прикатывали. Сеяли в последнюю декаду августа на глубину 4-6 см селками типа С3-3,6; затем почву прикатывали. Весной в фазе кущения посевы пшеницы обрабатывались раствором гербицида. Уборку пшеницы производили поделяночно прямым комбайнированием в фазу полной спелости с помощью САМПО - 500.
Система обработки почвы под ячмень и овес состояла из основной (по типу зяби ) обработки, весеннего боронования и культивации. Посев культур проводили в последнюю декаду апреля (1999-2000 гг.) или в первую декаду мая в остальные годы. После посева почву обязательно прикатывали Уход за посевами состоял из своевременной прополки и обработки гербицидами. Убирали урожай ячменя и овса прямым комбайнированием в фазу полной спелости.
Обработку почвы под узколистный люпин, удобряемый соломой, проводили в соответствии с отрабатываемыми элементами технологии заделки удобрения в почву. После вспашки применяли предпосевную обработку почвы, которая состояла из