Применение удобрений и прогнозирование их эффективности с использованием математических моделей в северном Казахстане

• Автор: Брушков, Алексей Иванович
• Шифр специальности: 06.01.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 54 с.; 20х15 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.
Актуальность темы. С распашкой 22 млн. гектаров целинных и залежных земель Северный Казахстан из зоны кочевого животноводства превратился н крупную зерновую житницу Казахстана, каковой она, с известными отступлениями, остается и на сегодняшний день. При сложных природных условиях, которые длительное время сдерживали более интенсивное сельскохозяйственное использование этих территорий, возникла необходимость научных разработок по повышению продуктивности пашни, повышению урожайности зерновых культур и стабилизации ее по годам. Наряду с разработкой новых приемов зональной агротехники в решении этих задач немалую роль должно сыграть и научно-обоснованное применение удобрений.
Характерной чертой преобладающих в зоне черноземных и каштановых почв является недостаток фосфора. Содержание калия повсеместно довольно высокое, а подвижные формы азота регулярно пополняются за счет минерализации гумуса и свежих органических остатков.
Исходя из этих условий, и было избрано направление исследований, начатых в зоне с первых лет распашки целины. Автор настоящей работы, с избранным направлением выхода на математические модели, подключился к ним с 1975 г.
На современном этапе развития агрохимической науки особую актуальность приобретают вопросы оптимизации условий питания сельскохозяйственных культур е учетом количественных связей в многофакторной системе: почва - погода - удобрение - растение (урожай и его
$чество) с использованием математических моделей.
I. ? ’
I Применение фосфорных удобрений обеспечивает ежегодную прибавку
„ :
о - Дожая зерновых культур от 1,5-3 До 5-<6 д/га, окупаемость 1 кг действующего
р- дества составляет 10-15 кг зерна. Несбалансированность минерального ания является одной из причин снижения эффективности удобрений и
еефпзкновения нежелательных экологическихситуаций.

Существующие рекомендации по применению удобрений сводятся к применению минеральных доз Р203 в рядки и Р„0 - один раз за ротацию севооборота в паровом поле. Внесение более высоких доз, а также использование азотных удобрений зачастую не окупается.
В намеченных исследованиях планировалось применить новые методики для этих вопросов путем прогнозирования доз и сочетаний минеральных удобрений на основе математических моделей.
Цель и задачи исследования. Основной целью исследования являлось прогнозирование эффективности минеральных удобрений в почвозащитных технологиях возделывания зерновых культур на обыкновенных черноземах с использованием математических моделей.
Предусматривалось решение следующих задач:
• разработать математические модели прогнозирования действия
удобрений на изменение содержания основных элементов питания в пахотном и подпахотном слоях обыкновенного чернозема при внесении возрастающих доз минеральных удобрений и их сочетаний в 4-х польном севообороте;
• определить оптимальный фосфатный уровень и затраты фосфорных удобрений для увеличения содержания Р205 на 1 мг/100 г почвы;
• разработать математические модели прогнозирования эффективности различных доз и сочетаний минеральных удобрений на фонах с
различной обеспеченностью подвижным фосфором на урожайность, структуру и качество основной и побочной продукции яровой пшеницы, овса и ячменя;
• выявить экологическую безопасность применяемых доз и сочетаний минеральных удобрений; --ЛЛ
• определить экономическую и энергетическую эффективность
применения возрастающих доз и сочетаний N. Р, К под яровую пшеницу, ячмень й овес в зависимости от обеспеченности
обыкновенных черноземов подвижным фосфором.

выше 60%, что отвечает требованиям стандарту. Отмечена высокая зависимость этого показателя от погодных условий, в то время как минеральные удобрения особого влияния не оказывали.
Анализ производственных функций по содержанию клейковины в зерне пшеницы показывает, что максимальный уровень ее в паровом поле при высокой обеспеченности растений азотом и с содержанием подвижного фосфора от 7,3 до 10,1 мг/100 г почвы. Действие вносимых минеральных удобрений обнаружено по существу только на третьей пшенице, где отмечается повышение содержания от 1,0 до 4,7%.
Более четкая зависимость качества зерна проявилась на сорте Безенчукская-139 (по массе 1000 зерен, натурному весу, стекловидности и содержанию белка).
Одной из задач нашей работы было изучение зависимости содержания биогенных элементов в зерне и соломе яровой пшеницы от доз и сочетаний минеральных удобрений. Анализ показывает, что на паровом предшественнике в зерне яровой пшеницы сорта Омская-9 было заметно меньше фосфора, чем на второй и третьей пшенице. Это явление связано с эффектом разбавления (Прево, Оланье, 1964). С увеличением содержания подвижного фосфора в почве с 4,2 до
11,4 мг/100 г повышалось содержание фосфора в зерне пшеницы с 0,78 до 1,15%. Полученные результаты подтверждаются и данными других авторов (Туева, 1966). Содержание калия в зерне яровой пшеницы имеет тенденцию незначительного увеличения в зависимости от обеспеченности пахотного слоя подвижным фосфором. Данные показывают, что .наибольшее содержание калия в зерне пшеницы, возделываемой по пару, - 0,55% на фоне с обеспеченностью подвижным фосфором 7,4 мг/100 г; на второй и третьей пшенице - 0,53, 0,47% при содержании подвижного фосфора соответственно 13,8 и 10,1 мг/100 г.
Более сильное влияние оказали погодные условия в засушливые годы (1983, 1984 гг.) на первой и второй пшенице содержание калия в зерне яровой пшеницы - 0,55-0,53%, во влажные (1985, 1986 гг.) на третьей пшенице после пара содержание калия снизилось до 0,47%.