N90-120Р60К60 1987 7,03 6,20 0,09 0,04 2,00 7,43 79 0,44 22

2004 6,21 5,63 0,12 0,06 2,20 6,10 74 0,50 18

N90-120Р60К60 + навоз, 40 т/га* 1999 6,81 5,99 0,12 0,04 1,61 7,31 79 0,33 13

2004 6,05 5,57 0,13 0,05 2,19 11,90 85 0,39 18

Полевой опыт в севообороте без многолетних трав

0 (контроль) 1996 7,39 6,70 0,06 0,01 0,89 6,98 89 0,17 15

2005 6,94 6,16 0,08 0,02 1,06 6,50 87 0,25 13

навоз, 40 т/га 1996 7,35 6,61 0,08 0,01 0,92 8,11 90 0,13 12

2005 6,92 6,37 0,08 0,01 0,99 11,70 92 0,13 12

NРК, экв.

40 т/га навоза 1996 7,38 6,68 0,07 0,01 0,90 6,67 88 0,14 13

2005 6,86 6,25 0,09 0,02 1,16 6,50 85 0,22 13

N, экв.

40 т/га навоза 1996 7,59 6,66 0,07 0,01 0,85 6,68 89 0,14 12

2005 6,88 6,28 0,09 0,02 1,16 6,30 85 0,22 13

*вариант введён в схему опыта с третьей ротации

почвы возможно при использовании органической системы удобрения.

4 АГРОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ НА

ХОРОШО ОКУЛЬТУРЕННЫХ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ

Значение удобрений в увеличении урожайности сельскохозяйственных культур доказано многочисленными опытами и подтверждено практикой земледелия. Особенно велика роль удобрений на дерново-подзолистых почвах, обладающих невысоким природным потенциалом плодородия. На слабо- и среднеокультуренных их видах, в зависимости от конкретных условий, может превалировать действие азота, фосфора или калия (Н.А.Сапожников, 1973; В.А.Прудников, М.П.Шкель, 1989; В.Н.Якименко, 1995). Относительно хорошо окультуренных почв информации пока недостаточно.

В наших исследованиях хорошо окультуренная дерново-подзолистая почва уже за счёт созданного в прошлом потенциала плодородия обеспечивала получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур зернопропашного севооборота: в среднем за три ротации 19 т/га клубней картофеля, 47 т/га корнеплодов кормовой свёклы, 29 т/га зелёной массы кукурузы, 4 т/га зерна яровых и озимых зерновых культур при среднегодовой продуктивности севооборота 5 т/га зерновых единиц. Это указывает на особую ценность данной категории почв в современном земледелии.

Наиболее высокую агрономическую эффективность обеспечивала моноазотная система удобрения. В среднем за 18 лет исследования прибавки урожая от внесения N90-120 составили на пропашных культурах 35 %, на зерновых – 24 %. Эффективность снижалась лишь в редкие для Северо-Запада жаркие и сухие вегетационные периоды, благоприятствующие процессам минерализации органического вещества почвы.

Напротив, фосфорные и калийные удобрения были, как правило, неэффективными. Продуктивность севооборота в вариантах с односторонним азотным (N90-120) и полным минеральным (N90-120P60K60) удобрением была почти одинаковой – 38,5 – 39,4 т/га зерновых единиц. Это объясняется очень высоким исходным содержанием подвижных соединений фосфора (585 – 624 мг/кг) и калия (382 – 499 мг/кг), в целом типичным для хорошо окультуренных почв. Достоверные прибавки урожая (8 – 18 %) за период исследования регистрировались лишь дважды.

Действие 40 т/га навоза на фоне полного минерального удобрения было весьма слабым (прибавка урожая относительно варианта NPK в среднем за ротацию севооборота составила всего 7 %). Оно проявлялось только на первых культурах (картофель, кукуруза), что подтверждает значительные темпы минерализации органических удобрений, вносимых в хорошо окультуренные почвы.

В меньшем по продолжительности полевом опыте на базе зернотравянопропашного севооборота также отмечена высокая среднегодовая продуктивность 1 га в неудобренном варианте – 5,1 т/га зерновых единиц. Однако возделывание клевера лугового привело к снижению окупаемости азотного удобрения, особенно на первой после него культуре – картофеле (если в первом опыте прибавки урожайности от N120 составляли в среднем 30 %, то в анализируемом – только 15 %). В то же время на озимой ржи наблюдался высокий эффект прямого действия азотного удобрения: прибавка урожая составила в среднем 49 %. Последействие моноазотной системы удобрения на остальных культурах севооборота не обнаружено. Её эффективность в целом за ротацию было значительно ниже по сравнению с севооборотом без многолетних трав, так как возделывание клевера способствовало улучшению азотного состояния почвы. Периодическое применение фосфорных и калийных удобрений, среднегодовое внесение которых составило P25K63, не давало агрономического эффекта.

В прямом действии на урожайность культур минеральные удобрения не отличались от эквивалентной по NPK дозы навоза. Прибавки урожая озимой ржи от внесения 40 т/га навоза составляла 37 %, от использования минеральных систем удобрения – 43 – 49 %, картофеля – 13 и 15 %, соответственно. Как и в первом опыте, последействие навоза было весьма слабым.

В микрополевом опыте по сравнительной оценке различных видов органических удобрений равнозначными по агрономической эффективности были подстилочный навоз и органо-глинистый сапропель. Они обеспечивали увеличение продуктивности звена севооборота на 13 – 16 %. Включение торфа в состав органического удобрения снижало продуктивность на 8 – 10 %. Ограниченным по времени было влияние на урожайность сельскохозяйственных культур зелёной массы люпина в связи с быстрыми темпами минерализации органического вещества этого удобрения.

Приведённые нами данные показывают, что изучаемые системы удобрения отличаются разной агрономической эффективностью. Хорошо окультуренные дерново-подзолистые почвы характеризуются высокими запасами подвижных соединений фосфора и калия, что предопределяет отсутствие агрономического эффекта от средних доз фосфорных и калийных удобрений. Однако хорошая окультуренность дерново-подзолистых почв не служит гарантией достаточной обеспеченности растений доступными соединениями азота. Поэтому применение на таких почвах повышенных и высоких доз азотного удобрения служит основой значительного улучшения азотного состояния почв, а значит и повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

5 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ФОРМИРОВАНИЯ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ХОРОШО ОКУЛЬТУРЕННЫХ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ

Природные условия Нечернозёмной зоны в основном благоприятствуют эффективному использованию удобрений, хотя и не всегда могут гарантировать их высокую окупаемость. В области экономики многое зависит от государственной ценовой политики, поэтому и отношение учёных к проблеме формирования хорошо окультуренных почв меняется с учётом экономической ситуации. Более устойчивой и объективной может стать агроэнергетическая оценка процесса окультуривания почв, которая позволяет всё разнообразие живого и овеществленного труда выразить в единых энергетических показателях (В.Р.Волобуев и др., 1982; Г.А.Булаткин, 1986; В.М.Володин, 1989).

Расчёт агроэнергетической и экономической эффективности окультуривания дерново-подзолистых почв лёгкого гранулометрического состава проведён на основе фактической научной информации. Полученные данные подтверждают, что окультуривание таких почв – высокозатратный процесс. Формирование 1 га хорошо окультуренной песчаной почвы в течение 34 лет потребовало 768 ГДж энергии или 404,6 тыс. рублей (без учёта стоимости собранной за эти годы побочной продукции). В структуре и энергетических, и материально-денежных затрат значительная доля приходилась на удобрения (70 – 92 %), сельскохозяйственную технику и горюче-смазочные материалы (7 – 28 %).

Накопление валовой энергии в полученных прибавках урожая обеспечит полную окупаемость 34-летних антропогенных затрат энергии за 13 лет. Вследствие значительного диспаритета цен на промышленную и сельскохозяйственную продукцию окупаемость материально-денежных затрат по окультуриванию растягивается до 21 лет.

Процесс окультуривания дерново-подзолистых почв – энергозатратное мероприятие, однако и продуктивность их хорошо окультуренных видов значительна. Высокую энергетическую эффективность обеспечивали минеральные системы удобрения, изучаемые в зернопропашном севообороте: на один затраченный МДж в вариантах N90-120 и N90-120P60K60 получено 1,8 – 1,9 МДж валовой энергии. Затраты энергии на внесение навоза превосходили затраты по применению минеральных удобрений в 1,5 раза, поэтому вариант совместного применения навоза и минеральных удобрений характеризовался более низким энергетическим коэффициентом - 1,4.

Органическая и минеральные системы удобрения, используемые в зернотравянопропашном севообороте, отличались более низкой энергетической эффективностью (энергетический коэффициент 1,0). Это напрямую связано с незначительным агрономическим эффектом при применении удобрений в севообороте с многолетними травами.

Весьма эффективным с экономической точки зрения на хорошо окультуренной дерново-подзолистой почве оказалось внесение азотных удобрений. Каждый рубль, вложенный в их применение в зернопропашном севообороте, обеспечил получение 1 руб. 47 коп. условного чистого дохода, в зернотравянопропашном – 1 руб. 12 коп. Высокая стоимость фосфорных и калийных удобрений и низкая агрономическая отдача от их применения привели к значительному снижению экономической эффективности полного минерального удобрения. Рентабельность в вариантах «N90-120P60K60» и «NPK, экв. 40 т/га навоза» составила 56 и 21 %, соответственно. Наименьшую экономическую эффективность обеспечивало применение органической и органо-минеральной систем удобрения, где стоимость полученной дополнительно продукции превышала сумму затрат лишь в 1,03 – 1,27 раза.

Таким образом, в многолетних полевых опытах на хорошо окультуренной дерново-подзолистой почве установлено, что с точки зрения агроэнергетической и экономической эффективности наиболее приемлемой можно считать систему удобрения, базирующуюся на одностороннем внесении азотных минеральных удобрений. И всё же, несмотря на это, недопустимо пренебрегать использованием фосфорных, калийных и органических удобрений, так как их внесение способствует поддержанию высокого потенциала плодородия хорошо окультуренных почв.

Целинные подзолистые и дерново-подзолистые почвы лёгкого гранулометрического состава Северо-Западного района Российской Федерации имеют типичное морфологическое строение: А0 (Ад) – А1 (А1А2) – А2В (А2) – В – ВС – С. Гумусовый горизонт целинных дерново-подзолистых почв имел мощность 9 – 16 см (у подзолистых почв он отсутствовал) и вследствие светло-серой окраски слабо отличался от расположенных под ним оподзоленных горизонтов. Исключение составляла остаточно-карбонатная почва, имеющая серую окраску горизонта А1 вследствие более высокого содержания гуминовых кислот в составе гумуса.

Основное морфологическое отличие слабоокультуренных почв заключается в наличии пахотного слоя мощностью 14 – 20 см, сформированного из прежних горизонтов А0 (Ад), А1 (А1А2) и А2 (А2В).

Формирование средне- и хорошо окультуренных дерново-подзолистых почв обусловлено ослаблением подзолообразовательного и усилением дернового процессов. Это нашло отражение в изменениях морфологических признаков почвенного профиля, имеющих одинаковую направленность независимо от генезиса материнских пород. Мощность пахотного слоя средне- и хорошо окультуренных видов возросла на 7 – 20 см. Под ним сформирован горизонт А1А2 мощностью 8 – 26 см на стадии средней окультуренности и горизонт А1 мощностью 5 – 18 см на стадии хорошей окультуренности. Окультуривание почв на флювиогляциальных песках привело к исчезновению сплошного подзолистого горизонта. Во всех изученных объектах отмечено опускание нижней границы подзолистого (подзолисто-иллювиального) горизонта на 8 – 36 см.