Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Подсолнечник - важнейшая масличная культура России. Урожайность подсолнечника определяется климатическими условиями вегетационного периода, режимом минерального питания, густотой посевов и их засоренностью [3]. На его долю приходится 75 % площади посева всех масличных культур и до 80 % производимого растительного масла. В семенах современных сортов и гибридов подсолнечника содержится до 56 % светло-желтого пищевого масла с хорошими вкусовыми качествами и до 16 % белка. Средняя урожайность семян подсолнечника в России в настоящее время находится не на должном уровне и составляет всего 0,74 т/га. Значительное повышение продуктивности подсолнечника может быть достигнуто при подборе скороспелых сортов и гибридов, строгом соблюдении технологии возделывания культуры [4].

Ростовская область имеет наибольшую долю в производстве семян подсолнечника в России (около 20 %) [5].

В Октябрьском районе Ростовской области компанией ООО «ЕВРОДОН» организовано производство индюшиного мяса. В связи с этим в зоне расположения птицефабрики скапливаются большие объемы индюшиного помёта, и это вызывает уже в настоящий момент серьёзную опасность загрязнения окружающей среды. Но птичий помет является «местным» хорошим органическим удобрением с высокой концентрацией основных элементов питания для растений.

Целью исследований являлось изучение влияния способов заделки и доз перепревшего индюшиного помёта на урожайность подсолнечника.

Полевые опыты проведены в 2010-2013 гг. на опытном поле ДонГАУ в учхозе «Донское». Повторность опыта - 4-х кратная, площадь делянки - 36 м² (6 м * 6 м). Агротехника подсолнечника - общепринятая для зоны. Предшественник - озимая пшеница. Высевали гибрид подсолнечника Юпитер F1. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный.

В опыте использовали перепревший индюшиный помет на подсолнечной лузге (ИПП) компании ООО «ЕВРОДОН», расположенной в Октябрьском районе Ростовской области. Химический состав помета в среднем за 3 года составил:азот общий - 4,00 %; фосфор общий, P₂O₅-4,60 %; калий общий, K₂O - 4,50 % на сухое вещество.

Схема опыта представлена в таблице. Индюшиный помет вносили осенью под основную обработку почвы: вспашка на глубину 25-27 см и минимальную обработку дискатором на глубину 8-10 см. Закладка полевых опытов проводилась в соответствии с требованиями методики опытного дела [2] методикам опытов с удобрениями [6],[7].

Погодные условия в годы проведения исследований существенно отличались. Наиболее благоприятным по условиям влагообеспеченности был 2011-2012 сельскохозяйственный год. Превышение количества осадков по сравнению со среднемноголетними данными (468,5 мм) составило 37,5 мм. Выпадение осадков в 2010-2011 гг. было на уровне среднемноголетних данных. Наименьшим количество осадков было в 2012-2013 сельскохозяйственном году. Их недобор составил 57,2 мм. Во все годы исследований отмечено превышение среднемноголетних температур на 0,8-2,6⁰С.

Наибольшее количество продуктивной влаги в метровом слое почвы перед посевом подсолнечника было в 2012 году по фону с минимальной обработкой почвы, которое в метровом слое почвы 158,6 мм. Преимущество перед фоном вспашка составило 8,8 мм. В 2011 году запас влаги в слое почвы 0-100 см составил 127,9-132,8 мм небольшое преимущество по накоплению влаги было по фону с минимальной обработкой. В 2013 году перед посевом содержание влаги в метровом слое почвы было меньше, чем в предыдущие. По вспашке её накопилось на 10 мм больше, чем по дискованию: 125,1 и 114,7 мм. За три года перед посевом существенных различий запаса влаги в почве по фонам с минимальной обработкой почвы и вспашкой не было.

В течение вегетации подсолнечника в 2011 и 2013 годах отмечено снижение продуктивной влаги до фазы цветение, к уборке количество влаги в почве возрастало. В 2012 году происходило снижение количества продуктивной влаги в почве от посева до момента проведения уборки. Существенных различий во влиянии способа обработки почвы на содержание влаги в течение вегетации подсолнечника в целом за три года не отмечено. Содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы в среднем за период бутонизации-цветение в 2011 г. было в пределах 65,7-34,5, в 2012 г. - 46,4-41,9 мм. В 2013 году условия влагообеспеченности были крайне неблагоприятными. По вспашке содержание влаги в почве находилось на уровне 20,7-7,5,  а по дискованию - 10,4-7,8 мм.

Суммарное количество минерального азота в почве (нитратной и аммонийной формы) перед посевом подсолнечника в слое почвы 0-40 см в разные годы сильно варьировало. На контрольном варианте по фону обработки почвы дискованием в 2011 г. оно составило 77,9, а в - 2012 и 2013 гг. 193,1 и 191,0 кг/га (табл. 1).

Таблица 1

Динамика минерального азота в слое почвы 0-40 см под подсолнечником, кг/га

При обработке почвы плугом результаты меньше, особенно в 2013 г. Различия обусловлены главным образом количеством нитратного азота.

Применение помёта вызвало существенное повышение содержания N мин. в почве. В 2011 г. пик отмечен на варианте с дозой 20 т/га. При дальнейшем увеличении дозы количество минерального азота понизилось. На вариантах с органическим удобрением запасы N мин. на фоне двух обработок почвы выровнялись. В 2012 г. для достижения максимума - 257-276 кг/га было достаточно 10 т/га помёта по обоим фонам. При увеличении дозы свыше 10 т/га происходило снижение содержания минерального азота. Более резким оно было по вспашке, на варианте с 25 т/га - до 160,8 кг/га. В 2013 г. содержание минерального азота на фоне дискование повышалось при увеличении дозы до 25 т/га, хотя различие по сравнению с вариантом, где было 20 т/га несущественны - 308 и 311 кг/га. Наиболее высокие значения получены на этих же вариантах и по фону вспашка  296 и 274 кг/га. По-видимому, в условиях недостатка влаги в почве весной до посева подсолнечника в верхнем слое его потребление почвенной микрофлорой было меньше, чем в другие годы.

В начале вегетации происходило существенное уменьшение запаса минерального азота в почве во все годы, но особенно сильно в 2013 г. Изменения обусловлены в основном снижением содержания нитратной формы азоты. В 2013 г. и в дальнейшем количество N мин. было самым низким за все годы исследований. Более всего различалось содержание азота в почве в 2012 и 2013 гг. и объясняется условиями увлажнения. В 2013 г. при крайне низкой влажности почвы процессы минерализации как почвенных запасов органического вещества, так и органики помёта были подавлены. Поэтому различия вариантов с помётом по сравнению с контролем незначительны, чаще всего не более 10-11 кг/га или отсутствовали. В 2012 г. в цветение по фону дискование они достигали 41-42 кг/га. К уборке во все годы происходило восстановление запаса минерального азота в почве, но чёткой закономерности во влиянии на этот процесс способа обработки почвы и доз помёта, которые бы устойчиво повторялись в разные годы, нет.

В среднем за 2011-2013 гг. отмечено преимущество в содержании минерального азота по фону дискование как на контроле, так и на вариантах с применением помёта.

Максимальные значения достигнуты по обоим фонам при внесении 20 т/га помёта - 227-247 кг/га. Уменьшение запаса N мин. в 40-сантиметровом слое почвы при повышении дозы помёта с 20  до 25 т/га невелико. В дополнение к уже высказанным гипотезам можно отметить возможность угнетения почвенной аммонифицирующей и особенно нитрифицирующей микрофлоры при увеличении концентрации минерального азота или других веществ, содержащихся в помёте.

Характерная особенность режима минерального азота в почве в период посев-бутонизация заключается в том, что при очень большой крутизне снижения его запаса в почве на фоне дискования на всех вариантах с помётом произошло незначительное уменьшение по сравнению с контролем, которое нарастало с увеличением дозы. По фону вспашка проявился обратный процесс. Под действием помёта количество минерального азота существенно увеличивалось. Уже при внесении 10 т/га N мин. было больше, чем на любом из вариантов по фону дискование. Пик был достигнут при внесении 15 т/га, лишь потом началось снижение. Это позволяет сделать вывод о том, что по фону вспашка условия в осенний и ранневесенний периоды на всех этапах минерализации помёта были хуже, чем при мелкой обработке почвы. Помёт при его запашке к началу вегетации, по-видимому, разложился в меньшей степени, чем при дисковании в основном в связи с меньшим прогреванием почвы на глубине более 10 см. К посеву неминерализованной оставалось большая доля помета, заделанного глубже при вспашке, нежели при дисковании. Поэтому в период от посева до фазы бутонизации при интенсивном нарастании температуры почвы по фону вспашка, где сохранилось больше субстрата для микрофлоры, конечный результат процесса минерализации был выше по сравнению с фоном дискование.

В фазу цветение в целом закономерности изменения содержания N мин. под влиянием помёта менее выражены. Его общий уровень по двум фонам различался мало. Он также оставался в пределах 50-85 кг/га, но здесь прослеживается тенденция небольшого увеличения содержания минерального азота с повышением доз помёта, то есть минерализация помёта продолжалась.

В среднем за вегетацию подсолнечника в 2011 г. по фону дискование содержание  N мин. на контроле составило 65,2 кг/га, по вспашке - 50,1 кг/га. Применение помёта вызвало существенное повышение обеспеченности почвы минеральным азотом. На обоих фонах максимум достигнут от наибольшей дозы - 101 и 118 кг/га. Прирост по фону вспашка на всех вариантах был выше, чем по дискованию.

В 2012 г. общий уровень содержания N мин. в почве был выше. Максимальные значения отмечены на варианте с 15 т/га помёта. Они примерно одинаковы - 161 и 164 кг/га. Кривая снижения этого показателя при повышении дозы до 20 и особенно 25 т/га очень крутая. По фону вспашка уровень N мин. опустился ниже контроля. В 2013 г. закономерности изменения содержания минерального азота сходны с тенденциями, имевшими место в 2011 г. Максимальные значения получены при внесении 25 т/га помёта. Прирост был выше на фоне вспашка - достигал 67 кг/га.

В среднем за три года в целом за вегетацию подсолнечника содержание N мин. на контроле по фону дискование составило 83,2, а по вспашке 74,1 кг/га. Под влиянием помёта количество минерального азота повышалось до 115,4 и 119,1 кг/га. В обоих случаях наибольшее влияние на эту характеристику почвы оказывало применение помёта в дозе 20 т/га.

Уровень урожайности подсолнечника на контрольном варианте зависел в первую очередь от погодных условий, складывавшихся в течение вегетации - в мае - августе. В лучшем по увлажнению 2011 году она была в пределах 1,54-1,58 т/га. При меньшем увлажнении и более высоких температурах в 2012 г. получено 1,32-1,30 т/га семян. В острозасушливом 2013 г. урожай подсолнечника был крайне низким - 0,60-1,10 т/га (табл. 2).

Таблица 2

Урожайность подсолнечника в 2011-2013 гг., т/га

Меньшее значение имело количество минерального азота в почве к посеву подсолнечника. Содержание аммонийного, нитратного и их сумма были наибольшими в 2013 г.

Вторым важным фактором были неодинаковые условия фосфорного питания растений. Преимущество 2011 г. по урожайности подсолнечника без применения удобрений возможно было связано также с большим исходным уровнем обеспеченности почвы доступным фосфором.  К моменту посева подсолнечника в слое почвы 0-40 см содержалось 14,1 мг/кг почвы подвижного фосфора в 2012 г. - 11,7, а в 2013 г. - 9,1. При очень низком уровне обеспеченности почвы фосфором в 2013 г. получена и соответствующая урожайность.

Урожайность подсолнечника на контроле в 2011 и 2012 гг. не зависела от способа обработки почвы. Даже при очень низких значениях НСР различия в урожайности были ещё меньше. В 2013 г. урожайность подсолнечника при обработке почвы дискованием была значительно меньше, чем по вспашке. Разница составила 0,5 т/га и, естественно, математически достоверна. Объяснить такие большие различия в урожайности можно лишь совокупностью целого ряда причин.       

К началу вегетации подсолнечника запас продуктивной влаги в почве был несколько больше по вспашке, чем при проведении дискования. Запас нитратного азота в слое почвы 0 - 40 см на фоне дискование был равен 129,7, а по вспашке 74,9 кг/га, при очень низком содержании фосфора - лишь 9,1 мм. Следствием влияния этих факторов стало заметное отставание растений подсолнечника в развитии. Значительные различия в фазу бутонизации проявились по массе растений. К фазе цветение -  как по массе, так и по высоте. Во всех случаях они были значительно больше НСР опыта. Конечным итогом стали существенные отличия в урожайности семян. Преимущество фона вспашка составило 83 %.

Применение помёта в 2011 г. способствовало большому увеличению урожайности семян подсолнечника на обоих фонах обработки почвы. В обеих группах вариантов повышение урожайности продолжалось с увеличением дозы помёта до 15 т/га. Здесь получена максимальная и практически одинаковая урожайность в опыте - 2,28 и 2,29 т/га. При увеличении дозы с 10 до 15 т/га прирост урожайности был в пределах 0,24-0,36 т/га и математически достоверным. Дальнейшее повышение дозы приводило к снижению эффективности помёта. Особенно резким оно было на  варианте с дозой 25 т/га по фону дискование. Объяснить это можно следующими причинами. При внесении 25 т/га помёта в осенний и весенний периоды, по-видимому, наблюдалось некоторое угнетение почвенной микрофлоры. В большей степени оно проявилось при дисковании, когда весь помёт был размещён в верхнем 10 сантиметровом слое почвы. Минерализация помёта здесь по сравнению с вариантами, где были внесены меньшие дозы, замедлилась.

В 2012 г. применение помёта также вызвало повышение урожайности подсолнечника. Достоверными были прибавки урожайности уже при внесении минимальной дозы - 5,0 т/га. По фону дискование наблюдалось снижение урожайности, существенный рост урожайности отмечен при увеличении дозы помёта до 15 т/га, по вспашке - до 7,5 т/га. По фону дискование при увеличении дозы помёта свыше 15 т/га, по фону вспашка - свыше 10 т/га и было не столь резким, как по фону минимальной обработки почвы.

В 2013 г. урожайность на контроле по двум фонам составила 0,6 и 1,1 т/га. Применение всех видов удобрений даже при большом дефиците влаги вызвало значительное повышение урожайности подсолнечника. По фону дискование они достигали 0,50 т/га или 83 %, а по фону вспашку - 0,99 т/га или 90 %.

Несмотря на большой запас нитратного и в целом минерального азота в почве к посеву подсолнечника, основная часть вегетации проходила в условиях большого дефицита азота. Среднее содержание нитратного азота в почве за период бутонизация по фону дискование составило 13,5, а по фону вспашка - 8,5 кг/га. Значительно более интенсивное поглощение элементов питания в первой половине вегетации, накопление их в тканях и существенное увеличение вегетативной массы растений вызвало высокий прирост урожайности несмотря на засуху и отсутствие влаги в верхних слоях почвы во второй.

Достоверное увеличение урожайности семян по обоим фонам происходило устойчиво при повышении дозы помёта до 10 т/га. По фону вспашка дальнейшее повышение дозы вызывало снижение урожайности. По фону дискование медленный рост урожайности наблюдался при увеличении дозы до 25 т/га. В целом здесь прибавка по сравнению с вариантом 10 т/га составила лишь 0,08 т/га.

Анализ данных за три года исследований свидетельствует о том, что при обработке почвы путём вспашки урожайность подсолнечника без применения удобрений выше, чем при дисковании. Разница составила 0,19 т/га и математически достоверна, хотя только в 2013 г. были различия. Уровень урожайности во всём блоке вариантов с помётом и минеральными удобрениями по фону вспашка выше, чем по дискованию. Это тоже обусловлено результатами 2013 г.

Применение помёта во всех дозах, начиная с 10 т/га, обеспечило существенное увеличение урожайности по сравнению с контрольными вариантами обоих фонов. Дальнейшее увеличение дозы помёта практически не изменяло урожайности подсолнечника на фоне вспашка. По фону дискование урожайность увеличилась на 0,17 т/га при повышении дозы с 10 до 15 т/га. Однако это различие несущественно. Таким образом, по результатам трёх лет исследований оптимальной дозу помёта следует считать 10 т/га при обоих способах заделки его в почву.

Обобщение данных за 2012 и 2013 гг. показывает, что урожайность равномерно нарастает при увеличении дозы помёта до 15 т/га по фону дискование и до 10 т/га по фону вспашка. На этих же вариантах получено достоверное по сравнению с соответствующим контролем увеличение урожайности. Прибавка урожайности на вариантах с меньшими дозами была меньше НСР опыта.

Таким образом, при заделке индюшиного помёта осенью с помощью дискования оптимальная доза составляет 10-15 т/га, а по вспашке - 10 т/га.

Рецензенты:

Назаренко О.Г., д.б.н., профессор, директор Федерального государственного учреждения государственный центра агрохимической службы «Ростовский», Министерство сельского хозяйства РФ, Ростовская область, п. Рассвет.

Пимонов К.И., д.с.-х.н., профессор, профессор кафедры агрохимии и садоводства Федеральной государственной бюджетной организации высшего профессионального образования «Донской государственный аграрный университет», Министерство сельского хозяйства РФ, Ростовская область, п. Персиановский.