Азотный режим чернозема выщелоченного при дифференцированном внесении удобрений с использованием систем спутниковой навигации | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Сельское хозяйство

Опубликовано в Молодой учёный №5 (139) февраль 2017 г.

Дата публикации: 06.02.2017

Статья просмотрена: 76 раз

Библиографическое описание:

Шерстобитов С. В., Малешко В. В. Азотный режим чернозема выщелоченного при дифференцированном внесении удобрений с использованием систем спутниковой навигации // Молодой ученый. — 2017. — №5. — С. 125-129. — URL https://moluch.ru/archive/139/39161/ (дата обращения: 16.12.2018).



В данной статье представлены результаты динамики нитратного азота, его вариабельности по элементарным участкам поля в слое почвы 0–40 см в период вегетации яровой пшеницы в условиях Западной Сибири. Влияние дифференцированного внесения азотных удобрений в режиме off-line на выравненность и снижение внутрипольной вариабельности до 8,6 % по его содержанию.

Ключевые слова: нитратный азот, чернозем выщелоченный, дифференцированное внесение удобрений, элементарные участки, режим of-line, спутниковые навигационные системы, продуктивность агроценозов

Азот занимает ведущую роль в формировании продуктивности агроценозов. Культурные растения потребляют из почвы азот в виде аммиачных, нитратных и нитритных солей. В черноземных почвах Западной Сибири основной формой потребления азота из почвы считается нитратный азот [5,6,7].

Внесение минеральных удобрений с учетом биологических особенностей сельскохозяйственных культур, содержания элементов питания в почве повышает их эффективность. Однако в условиях Тюменской области ярко выражена внутрипольная гетерогенность почв по плодородию [1,2,4,3]. Данную особенность содержания элементов питания по микроучасткам поля отмечал основоположник отечественной агрохимии, академик Д. Н. Прянишников: «Определение содержания в почвах подвижных форм азота, фосфора и калия может быть использовано для дифференцировки доз и соотношений азотистых, фосфорнокислых и калийных удобрений, вносимых под одну и ту же культуру, в одном и том же поле севооборота, но на участке поля, различающимся по почвенным условиям…. Отсюда большое значение приобретает разнообразные способы учета этих изменяющихся во времени и пространстве свойств почвы в целях наиболее эффективного применения удобрений» [8].

Товаропроизводители в настоящее время вносят минеральные удобрения дифференцированно, но только по полям севооборота в усредненной форме. Технические средства, геоинформационные технологии позволяют перейти на новый уровень эффективного применения удобрений.

Целью нашей работы является: установить влияние дифференцированного внесения азотных удобрений по элементарным участкам на урожайность яровой пшеницы и азотный режим чернозема выщелоченного.

Почвенно-климатические условия и методика проведения опыта.

Почва опытного участка чернозем выщелоченный. Содержание гумуса в слое 0–30 см варьирует от 7,65 до 9,05 %. Валовое содержание азота — 0,43–0,44 %. Сумма обменных оснований высокая — 31,4–34,0, гидролитическая кислотность — 3,5–3,8 мг.-экв/100 г почвы. Плотность сложения пахотного слоя — 1,07–1,25 г/см³.

Климат в северной лесостепи континентальный, характеризуется холодной, продолжительной зимой и коротким умеренно жарким летом. Среднегодовое количество осадков 405 мм, из них 212 мм выпадает за вегетационный период. Сумма эффективных температур выше 5С колеблется в пределах 1900–2050С [9].

Вегетационный период исследований характеризовался разнообразными погодными условиями по месяцам, типичными для Западной Сибири. В 2015 году с мая по август выпало 278 мм осадков, среднесуточная температура воздуха составляла 18,9 °С, за период вегетации ГТК составил 1,0, что свидетельствует о достаточном увлажнении, расход влаги равен ее приходу, год был благоприятным для возделывания сельскохозяйственных культур. В 2016 году с мая по август выпало 149,8 мм осадков, среднесуточная температура воздуха составляла 14,9 С, ГТК-0,7, что свидетельствует о недостаточном увлажнении. В целом вегетационный период для роста и развития сельскохозяйственных культур был удовлетворительным.

Опыт включал три варианта:

1 — контроль (без внесения минеральных удобрений);

2 — внесение минеральных удобрений на планируемую урожайность яровой пшеницы 3,0 т/га с учетом среднего значения содержания азота на поле «хозяйственная доза» (традиционный способ внесения);

3 — дифференцированное внесение азотных удобрений по элементарным участкам на планируемую урожайность яровой пшеницы 3,0 т/га с учетом содержания элементов питания по элементарным участкам поля.

В каждом варианте было по 4 элементарных участка, которые размещались последовательно. Опыт заложен в производстве с применением широкозахватного посевного комплекса John Deere 730. Все наблюдения проводили в 3-х кратной повторности в каждом элементарном участке.

Аналитические работы выполнялись в лабораториях Агробиотехнологического центра ГАУ Северного Зауралья согласно ГОСТов и общепринятых методик.

Обсуждение результатов.

При закладке опыта поле было оцифровано в программе Mapinfo, разбито на элементарные участки с присвоением порядкового номера. Созданный файл в формате KML экспортировали в бортовой навигационный компьютер (БНК) «Агронавигатор». При агрохимическом обследовании поля отображалась траектория движения автомобиля внедорожника с автоматическим пробоотборником и фиксировались точки отбора почвенных проб.

Результаты исследований показали, что содержание нитратного азота перед посевом яровой пшеницы по элементарным участкам колебалось в 2015 г от 6,7 до 17,9 мг/кг почвы, в 2016 — от 8,1 до 16,8 мг/кг в слое 0–40 см, что соответствовало низкой, средней и высокой степени обеспеченности культурных растений.

Вариабельность содержания нитратного азота в слое почвы 0–40 см азота в среднем за 2 года перед посевом яровой пшеницы по элементарным участкам составила на контрольном варианте — 26,4 %, при традиционном способе внесения минеральных удобрений — 19,7 %, и дифференцированном способе — 30,0 % (табл. 1). Не выравненность содержания нитратного азота по элементарным участкам объясняется причиной антропогенного характера — неравномерным внесением органических удобрений в предыдущие годы, а также рельефом поля.

Таблица 1

Динамика нитратного азота впериод вегетации яровой пшеницы при различном способе внесения минеральных удобрений, среднее за 2015–2016гг.

Способ внесения минеральных удобрений

Перед посевом

В фазу кущения

После уборки

N-NO3*

V**,%

N-NO3

V,%

N-NO3

V,%

Без удобрений (контроль)

11,5

26,4

7,9

36,5

10,0

19,6

Традиционный способ внесения — средняя норма внесения

11,8

19,7

8,8

45,1

11,3

24,1

Дифференцированный на планируемую урожайность 3,0 т/га

12,5

30,0

12,0

48,2

14,0

13,1

V* — вариабельность, %;

N-NO3** — нитратный азот, мг/кг почвы

Дифференцированное внесение аммиачной селитры посевным комплексом в режиме off-line позволило выровнять содержание N-NO3 по элементарным участкам. Так, если пространственная вариабельность содержания нитратного азота в среднем за 2 года на варианте без внесения минеральных удобрений снизилась от посева к уборке лишь на 6,8 %, то при дифференцированном внесении аммиачной селитры на планируемую урожайность яровой пшеницы 3,0 т/га с учетом содержания N-NO3 в почве по элементарным участкам на 16,9 %. Внесение средней дозы азотных удобрений (традиционный способ) даже увеличивало пространственную вариабельность содержания N-NO3 в слое 0–40 см к уборке яровой пшеницы на 4,4 %. Данная закономерность снижения пространственной вариабельности по содержанию нитратного азота в почве при дифференцированном внесении аммиачной селитры ярко прослеживалось в 2016 году (табл. 2). Локальное внесение аммиачной селитры посевным комплексом John Deere на планируемую урожайность яровой пшеницы 3,0 т/га по элементарным участкам позволило снизить вариабельность содержания N-NO3 с 35,2 % при посеве до 24,8 % — в фазе кущения и до 8,6 %– к уборке.

Таблица 2

Динамика нитратного азота (мг/кг почвы) впериод вегетации яровой пшеницы по элементарным участкам, 2016г.

Способ внесения минеральных удобрений

элементарного участка

Перед посевом

В фазу кущения

После уборки

N-NO3

V,%

N-NO3

V,%

N-NO3

V,%

Контроль (без удобрений)

3

12.6

16,8

6.4

54,2

5.2

26,6

7

14,2

8,0

8,7

12

11,1

5,9

8,3

17

16,4

16,5

10,5

среднее

13,6

9,2

8,2

Традиционный способ внесения — средняя норма внесения

9

14,3

18,8

8,9

68,6

14,5

38,2

14

16,3

20,6

15,6

19

10,1

8,0

7,4

21

14,3

4,0

7,8

среднее

13,8

10,4

11,3

Дифференцированный на планируемую урожайность 3,0 т/га

4

8,1

35,2

13,2

24,8

9,7

8,6

8

10,6

10,8

10,3

13

16,8

14,9

11,4

18

9,1

8,2

11,7

среднее

11,1

11,8

10,8

Усредненная же норма аммиачной селитры на все поле (традиционный способ внесения минеральных удобрений) приводит к увеличению пространственной вариабельности содержания N-NO3 с 18,8 % при посеве, до 38,2 % — к уборке. При этом, колебания в содержании нитратного азота в почве по элементарным участкам поля к периоду завершения вегетации культурных растений на 2 варианте составляли от 7,4 до 15,6 мг/кг почвы, а при дифференцированном внесении удобрений — от 10,3 до 11,7 мг/кг почвы.

Эффективность использования спутниковых навигационных систем при внесении минеральных удобрений в земледелии следует оценивать с учетом экономии финансовых, материальных ресурсов и влиянием на продуктивность агроценозов [10]. Опыты показали, что в 2015 году получена близкая к планируемой урожайность яровой пшеницы. Даже при снижении нормы аммиачной селитры на 10–15 % при дифференцированном внесении азотных удобрений урожайность яровой пшеницы составила 3,14 т/га и была выше варианта с традиционным способом внесения удобрений на 0,13 т/га. При себестоимости 1 тонны зерна 5467 рублей с традиционным внесением аммиачной селитры рентабельность производства его составила 46 %, а с дифференцированным внесением удобрений по элементарным участкам — 56 %. Однако, в 2016 году научно — производственный опыт дифференцированного внесения азотных удобрений не обеспечил рост урожайности яровой пшеницы относительно традиционного способа. Урожайность яровой пшеницы при дифференцированном внесении аммиачной селитры на планируемую урожайность 3,0 т/га составила 3,81 т/га, что выше планируемой на 27 %, но была ниже варианта усреднённой нормы минеральных удобрений на 0,69 т/га. Причиной этому явилось неравномерное внесение органических удобрений в производственных условиях и особенности рельефа — вариант традиционного способа внесения охватывал большую часть понижения поля, что обеспечивало более благоприятное увлажнение культурных растений. Ранее проведённые исследования на данном поле в 2012–2014 гг. подтверждают данное явление [10]. Так, в фазу кущения яровой пшеницы на варианте с традиционным способом внесения минеральных удобрений — в 2013 году содержалось продуктивной влаги в метровом слое больше на 20 мм, а в 2014 году на 69 мм, чем на элементарных участках с дифференцированным внесением минеральных удобрений. Этот факт ещё раз говорит о том, что при внесении минеральных удобрений с использованием спутниковой навигационной системы следует учитывать и другие факторы почвенного плодородия, которые могут находиться в минимуме. В наших опытах это обеспеченность продуктивной влагой в период вегетации культурных растений.

Заключение

Дифференцированное внесение азотных удобрений при посеве в режиме off-line по элементарным участкам с использованием спутниковых навигационных систем приводит к оптимизации минерального питания культурных растений. Содержание нитратного азота в слое 0–40 см по элементарным участкам к уборке выравнивается до 9,7–11,7 мг/кг почвы, а пространственная вариабельность его содержания в почве снижается до 8,6 %.

Дифференцированное внесение азотных удобрений на планируемую урожайность приводило к снижению нормы аммиачной селитры на 10–15 % по элементарным участкам поля и обеспечивало рост урожайности яровой пшеницы на 10 % по сравнению с традиционным способом внесения минеральных удобрений. Однако, для эффективного использования дифференцированного внесения минеральных удобрений следует учитывать и другие факторы почвенного плодородия (такие, как состояние увлажнения).

Литература:

  1. Абрамов Н. В. Агрохимия в системе точного земледелия /Сохранение и развитие агрохимического наследия академика Д. Н. Прянишникова в Сибири // VII Сибирские агрохимические Прянишниковские чтения. Новосибирск. 2015. — С. 147–157.
  2. Абрамов Н. В. Внесение минеральных удобрений с использованием космических систем / Н. В. Абрамов, С. А. Семизоров, С. В. Шерстобитов // Мир инноваций, 2015. № 2. — С. 9–18.
  3. Абрамов Н. В. Земледелие с использованием космических систем / Н. В. Абрамов, С. А. Семизоров, С. В. Шерстобитов // Земледелие, 2015. № 6. — С. 13–18.
  4. Абрамов Н. В. Земледелие с использованием спутниковых навигационных систем/ Земледелие и селекция сельскохозяйственных растений на современном этапе / Н. В. Абрамов, С. А. Семизоров, С. В. Шерстобитов // Международная научно — практическая конференция. Казакстан. Астана — Шортанды. 2016. — С. 3–15.
  5. Гамзиков Г. П. Азот в земледелии Западной Сибири / — М.: Наука, 1981. — 268 с.
  6. Надежкина Е. В. Дополнительное использование азота почвы в привнесении азотных удобрений / Агрохимия. 2006. № 3. — С. 5–13.
  7. Назарюк В. М. Баланс и трансформация азота в агроэкосистемах / В. М. Назарюк // — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. — 257 с.
  8. Прянишников Д. Н. Избранные сочинения. Т.1 — М.: Колос, 1965. — 721 с.
  9. Иваненко А. С. Агроклиматические условия Тюменской области / А. С. Иваненко, О. А. Кулясова // Учебное пособие. Тюмень: ТГСХА, 2008. — 206 с.
  10. Шерстобитов С. В. Дифференцированное внесение азотных удобрений с использованием систем спутниковой навигации: автореферат для... канд. с. — х. наук. М., 2015. — 22 с.
Основные термины (генерируются автоматически): яровая пшеница, нитратный азот, дифференцированное внесение, удобрение, аммиачная селитра, планируемая урожайность, традиционный способ внесения, кг почвы, участок, элементарный участок поля.


Ключевые слова

чернозём выщелоченный, нитратный азот, дифференцированное внесение удобрений, элементарные участки, Режим линии, спутниковые навигационные системы, продуктивность агроценозов

Похожие статьи

Урожайность зерна пшеницы в звене севооборота под влиянием...

Средняя урожайность на варианте без удобрений составила 1,52 т/га, а прибавка от ежегодного внесения фосфорного удобрения в дозе 40 д.в. кг/га составила 9,9 %, при совместном внесении

Влияние минеральных удобрений на урожайность яровой пшеницы.

Изменение элементов плодородия агрочернозема выщелоченного...

При внесении минеральных удобрений под планируемую урожайность 6.0 т/га нитратного азота удвоилось, а по сравнению с контролем содержание его увеличилось почти в 4 раза. Наибольшее количество нитратного азота...

Питательный режим почвы при возделывании яровой твёрдой...

Азотные удобрения (аммиачную селитру) вносили весной перед посевом. Почва опытного участка – чернозем обыкновенный, малогумусный, среднемощный, среднесуглинистый. Повторность опыта 3-х кратная, размер делянок 1100м2.

Агроэкологические особенности использования минеральных...

Внесение научно необоснованных высокодозированных азотных удобрений, в виде нитратного азота, который легко растворяется в

Структура урожая предшественников риса в зависимости от норм минеральных удобрений и способов обработки почвы.

Повышение экономической эффективности производства зерна за...

Традиционное внесение удобрений (100 кг аммиачной селитры) увеличивает урожайность до 25 ц/га, что положительно влияет на стоимость зерна — 16250 руб. — на 3250 рубля больше варианта без применения удобрений.

Современное состояние и пути решения агрохимических проблем...

Также было установлено, что основные запасы нитратного азота как без полива, так и при

Систематическое отсутствие внесения азотно-фосфорных удобрений в первые годы при

Исследования показали, что внесение навоза 40 т/га увеличило урожайность зерна кукурузы...

Формирование урожайности ярового рыжика в зависимости от...

На участках с большим дефицитом азота в почве растения рыжика развиваются очень медленно и часто превращаются в карликовые. Однако, внесение азота несколько удлиняет вегетационный период рыжика.

Влияние экологически чистых органических удобрений...

Внесение комплекса удобрений способствовало обогащению почв питательными веществами. В верхних слоях почв, в процессе денитрификации нитратные соединения азота восстанавливаются до нитратов и свободного азота.

Урожайность культур и плодородие почвы в севооборотах...

Урожай зерна яровой пшеницы на варианте без удобрений составил 1,56 т/га, при внесении удобрений – 1,71-1,87 т/га.

Неучтенные потери азота мало изменялись во времени, составляли 14-18% и были максимальными для нитратной формы азота.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Урожайность зерна пшеницы в звене севооборота под влиянием...

Средняя урожайность на варианте без удобрений составила 1,52 т/га, а прибавка от ежегодного внесения фосфорного удобрения в дозе 40 д.в. кг/га составила 9,9 %, при совместном внесении

Влияние минеральных удобрений на урожайность яровой пшеницы.

Изменение элементов плодородия агрочернозема выщелоченного...

При внесении минеральных удобрений под планируемую урожайность 6.0 т/га нитратного азота удвоилось, а по сравнению с контролем содержание его увеличилось почти в 4 раза. Наибольшее количество нитратного азота...

Питательный режим почвы при возделывании яровой твёрдой...

Азотные удобрения (аммиачную селитру) вносили весной перед посевом. Почва опытного участка – чернозем обыкновенный, малогумусный, среднемощный, среднесуглинистый. Повторность опыта 3-х кратная, размер делянок 1100м2.

Агроэкологические особенности использования минеральных...

Внесение научно необоснованных высокодозированных азотных удобрений, в виде нитратного азота, который легко растворяется в

Структура урожая предшественников риса в зависимости от норм минеральных удобрений и способов обработки почвы.

Повышение экономической эффективности производства зерна за...

Традиционное внесение удобрений (100 кг аммиачной селитры) увеличивает урожайность до 25 ц/га, что положительно влияет на стоимость зерна — 16250 руб. — на 3250 рубля больше варианта без применения удобрений.

Современное состояние и пути решения агрохимических проблем...

Также было установлено, что основные запасы нитратного азота как без полива, так и при

Систематическое отсутствие внесения азотно-фосфорных удобрений в первые годы при

Исследования показали, что внесение навоза 40 т/га увеличило урожайность зерна кукурузы...

Формирование урожайности ярового рыжика в зависимости от...

На участках с большим дефицитом азота в почве растения рыжика развиваются очень медленно и часто превращаются в карликовые. Однако, внесение азота несколько удлиняет вегетационный период рыжика.

Влияние экологически чистых органических удобрений...

Внесение комплекса удобрений способствовало обогащению почв питательными веществами. В верхних слоях почв, в процессе денитрификации нитратные соединения азота восстанавливаются до нитратов и свободного азота.

Урожайность культур и плодородие почвы в севооборотах...

Урожай зерна яровой пшеницы на варианте без удобрений составил 1,56 т/га, при внесении удобрений – 1,71-1,87 т/га.

Неучтенные потери азота мало изменялись во времени, составляли 14-18% и были максимальными для нитратной формы азота.

Задать вопрос