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

Содержание

• ВЫВОДЫ

1. Длительная эксплуатация обыкновенных черноземов в зерноларовых севооборотах с короткой ротацией без применения удобрений приводит к падению йх плодородия, фиксируемого снижением содержания гумуса на 1617% и понижению их потенциальной продуктивности более чем вдвое из-за несбалансированности питания: постоянный дефицит фосфора и снижение обеспеченности азотом по мере удаления от парового поля.

2. Нашими исследованиями установлено, что бездефицитный баланс гумуса и нормальный режим питания зерновых культур можно поддерживать при минимальных затратах ежегодным внесением соломы, получаемой с урожаем зерновых культур порядка 3 тош"ы на гектар, в сочетании с внесением Р ()0 в паровом поле и Р20 + N3, в последующие годы. В опытах за две ротации 4-х польного севооборота эти меры обеспечивали прирост гумуса на 0,1−0,4%.

3. По данным многофакторных стационарных опытов установлена количественная зависимость содержания питательных элементов в почве в зависимости от возрастающих доз минеральных удобрений на фонах с различной обеспеченностью фосфором, что позволяет оптимизировать питание зерновых культур в зависимости от исходного запаса фосфора в почве и влагообеспеченности при минимальных затратах удобрений.

4. Прогнозирование содержания нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия с использованием производственных функций обеспечивает целенаправленное регулирование их содержания при возделывании зерновых культур. Теоретически рассчитанные по уравнениям регрессии показатели незначительно отличаются от фактических.

5. С помощью математико-статистического анализа данных разработаны регрессионные модели и алгоритмы оптимизации доз минеральных удобрений, которые позволяют оптимизировать дозы удобрений в зависимости от планируемого урожая и параметров почвенного плодородия, сделать этот метод широко доступным для использования в сельскохозяйственном производстве. В уравнение регрессии вводится цифра планируемой урожайности, из нее вычитается урожайность на контроле и делится на зональный коэффициент.

6. Установлено оптимальное содержание подвижного фосфора в пахотнвм слое обыкновенных черноземов — 9−14 мг/100 г почвы. Затраты фосфора для повышения его содержания в почве на 1 мг/100 г почвы составляют 62 кг/га р2о5.

7. Определены показатели условий в системе «погода-почва-удобрениерастение» для получения максимального урожая зерновых культур (до 30−40 и/га): влагообеспеченность на уровне 91−120% от оптимальной, среднесуточная температура в период вегетации 17−18,6°С, содержание гумуса — 6,3%, рН — 6,9, сумма поглощенных оснований — 35 мг-экв. на 100 г почвы, содержание подвижного фосфора — 9−14 мг. обменного калия — 35 мг на 100 г почвы. При этом расход воды на тонну зерна сокращается на 3,8−4,7 мм.

8. Яровая пшеница сорта Омская-9 при оптимальных показателях условий возделывания и внесения расчетных доз удобрений в типичном для зоны 1982 г. сформировала урожайность — 32,6 ц/га, при прибавке — 5,4 ц/га, а во влажном 1986 г. — 37,6 ц/га. В засушливые годы (влагообеспеченность 63,8−88,7% и среднемесячная температура 20,5−22,1"С) максимальная урожайность на варианте Р50 составляла 24,2 ц/га.

9. Выявлены различия в требовательности сортов на совокупные условия возделывания. Мягкая пшеница сорта Омская-18 более эффективно отзывалась на повышенную обеспеченности фосфором. Прибавка урожайности на фоне 10,3 мг Р205 на 100 г почвы составила 7,8 ц/га, против 5,2 у пшеницы сорта Омская-9.

Твердая пшеница Безенчукская-139 равноценно с Омской-18 реагировала на хорошую обеспеченность фосфором в благоприятных условиях и почти не отзывалась при снижении влагообеспеченности до 70% в засушливом 1991 году.

Раннеспелый сорт Иртышанка-10 в засушливом году почти не реагировал при повышении содержания фосфора с 5,5 до 7,9 мг/100 г почвы, а при дальнейшем повышении (до 9,9 мг/100 г) даже снижал урожайность.

Меньшую зависимость от погодных условий показал местный сорт яровой пшеницы Казахстанская раннеспелая. В острозасушливом 1996 г. (при влагообеспеченности 61% и среднесуточной температуре на 3,7°С выше нормы) при высоком обеспечении Р205 (13,6 мг) урожайность составила 20,5 ц/га и прибавка в сравнении с контролем- 4,4 ц/га.

10. Ячмень Медикум-85, возделываемый третьей культурой после пара, относительно высокий урожай — 32,8 ц/га — сформировал во влажном 1990 г. (влагообеспеченность — 96,5% от оптимальной, среднесуточная температура

19,5°С при норме 18,9"С). На фоне с содержанием подвижного фосфора 6,4 мг/100 г прибавка урожая зерна составила 7,2 ц/га, а от внесения МИР"К75 возросладо ! 4,2 ц/га.

11. Наибольшую отзывчивость на увлажнение показал овес Скакун, выведенный в Нечерноземье. При’повышенной влагообеспеченности в 1994 г. (114,1%) урожайность была рекордной для всех зерновых — 41,7 ц/га, при пониженной в 1995 и 1996 гг. (60,1−61%) — 9,8 и 15,7 ц/га с минимальной реакцией на фосфатный фон.

12. При повышенном содержании подвижного фосфора от нижнего уровня до среднего повышались все показатели структуры урожая (продуктивная кустистость, число зерен в колосе, вес’зерна с одного растения, масса 1000 зерен, натура зерна), а также содержание белка и клейковины в зерне. Дальнейшее повышение фосфатного уровня на качестве урожая не сказывалось.

Наибольшее влияние на качество урожая проявилось на овсе. Здесь установлено повышение показателей качества продукции от фосфатного фона и от внесения полного удобрения М7? Р25К, 5.

13. Расчет энергетической эффективности систем удобрения под зерновые культуры выявил увеличение коэффициента энергетического эффекта с 0,68 в первой ротации (Р|00 в паровом поле) до 1,25 (Р400 в паровом поле). От последействия Р|400 коэффициент энергетического эффекта во второй и третьей ротации 4-х польного севооборота увеличился соответственно с 0,98 до 1,25 и с 1,8 до 2,3. В четвертой ротации произошло снижение коэффициента энергетического эффекта до 1,1 ввиду снижения урожая зерновых по причине засухи.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Предлагается метод расчета оптимальных доз и сочетаний минеральных удобрений, разработанный на материалах многофакторных опытов.

2. Интенсификация земледелия на основе применения рекомендуемого метода позволяет повысить продуктивность пашни в 1,5 раза при минимальных дополнительных вложениях. Совпадение расчетных и экспериментальных данных гарантирует надежность его использования.

3. При планировании урожайности в конкретных условиях учитываются возможности зоны, культуры, сорта, экономические показатели.