Эколого-агрохимическая оценка разных методов определения доз удобрений под сахарную свеклу на черноземе выщелоченном лесостепи ЦЧЗ

Сахарная свекла — важнейшая техническая культура, имеющая большое народнохозяйственное значение. В сложных условиях, сложившихся сегодня в аграрном комплексе она может стать культурой, стабилизирующей экономику хозяйств. Потенциал ее огромен. Как показывают научные исследования и практика, в основных свеклосеющих районах России практически во все годы можно получать 35−45 тонн корнеплодов и 4,5−6,0 тонн сахара с одного гектара (Сергеев Г. Я., 1995). Однако, уровень свеклосахарного производства не в полной мере соответствует потенциальной возможности этой культуры. По данным В. И. Куракова (1992), урожай сахарной свеклы в сельскохозяйственных предприятиях ЦЧЗ составляет 20−28 тонн с гектара. Одной из основных причин низкой продуктивности этой культу-pbi, наряду с другими, является несоблюдение доз и соотношений элементов питания, нарушение сроков их внесения.

Среди агротехнических приемов важнейшим остается внесение органических и минеральных удобрений.

Система удобрения сахарной свеклы изучена сравнительно хорошо (Алексеева E.H., 1969; Дудкина А. Г., 1971; Яценко В. Г., 1972; Гетманец А. Я., 1973; Булавин Н. И., Бухтояров Д. С. и др. 1990; Кураков В. И., 1992 и мн. др.), но подавляющее большинство исследований проводилось на базе краткосрочных полевых опытов. Причем изучение эффективности удобрений на продуктивность сахарной свеклы проведено в основном без учета их влияния на накопление токсичных веществ в продукции. Однако, по сообщениям отечественных и зарубежных ученых (Кудзин Ю.К., 1962; Алексеева E.H., 1970, Дрейкотт А. П., 1977; Щербаков А. П, 1973, 1979; Рудай И. Д., 1985; Минеев В. Г., 1991; Кураков В. И., 1992; Литвак Ш. И., 1994; Мя-зин Н.Г., 1994; Шевченко В. Е., 1994; Изменение плодородия черноземов в зависимости от интенсивности их использования, 1996 и др.) широкое использование удобрений и других химических веществ сопровождается во многих случаях неблагоприятными явлениями: химическое загрязнение окружающей среды, подавление активности почвенной биоты, изменение важнейших свойств почв и, при систематическом их применении, могут способствовать накоплению токсичных веществ в продукции (избыточное содержание нитратов, нитритов, тяжелых металлов).

Сохранение экологической обстановки при интенсивной технологии возделывания сахарной свеклы и стабилизация оптимальных параметров почвенного плодородия зависит прежде всего от научного обоснования доз минеральных удобрений. В настоящее время с этой целью применяют различные методы их определения с использованием ряда показателей.

Актуальность данной работы состоит в том, что длительное применение необоснованно завышенных или несбаласированных доз и соотношений элементов питания может приводить к ухудшению некоторых важнейших показателей плодородия почвы, снижению продуктивности севооборотов и загрязнению почвы и растительной продукции вредными веществами.

Поэтому особенно актуальна задача выбора такого метода определения доз удобрений, который обеспечивал бы наряду с агрономической и высокую экономическую эффективность и, кроме того, не нарушал бы экологическую обстановку в системе «почва — растение» .

Целью настоящих исследований явилось изучение сравнительной эффективности разных методов определения доз минеральных удобрений, последействия органических удобрений и мелиорантов под сахарную свеклу, возделываемую в зернопаропропашном севообороте на черноземе выщелоченном лесостепи ЦЧЗ, и их влияние на накопление в почве и растениях нитратов и тяжелых металлов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: — установить влияние доз минеральных удобрений, определенных разными методами, при длительном их применении на фоне последействия навоза под сахарную свеклу и кальцийсодержащих мелиорантов на физико-химические свойства почвы;

— изучить влияние удобрений и мелиорантов на некоторые агрохимические показатели почвенного плодородия;

— выявить влияние различных доз минеральных удобрений на поступление питательных веществ в растения, их вынос урожаем и коэффициенты использования элементов питания из удобрений;

— определить зависимость накопления нитратов в корнеплодах и листьях сахарной свеклы от доз применяемых удобрений;

— изучить действие удобрений на микроэлементный состав почвы и растений сахарной свеклы;

— установить эффективность доз удобрений, определенных различными методами, на урожай сахарной свеклы;

— определить длительность последействия кальцийсодержащих мелиорантов;

— дать энергетическую оценку применения удобрений под сахарную свеклу в условиях лесостепи ЦЧЗ.

Научная новизна исследований заключается в том, что впервые в условиях лесостепи ЦЧЗ на черноземе выщелоченном изучена эффективность доз минеральных удобрений, установленных различными методами, при систематическом их применении под сахарную свеклу.

Работа проводилась в длительном стационарном опыте.

Установлено влияние различных доз минеральных удобрений и кальциевых мелиорантов на запас минерального азота в почве и его динамику в течение вегетации сахарной свеклы, на характер сезонной миграции нитратного азота по профилю почвы, динамику накопления нитратов в сахарной свекле.

Определены коррелятивные связи содержания нитратов в сахарной свекле с запасами нитратного азота в почве по периодам вегетации сахарной свеклы.

Выявлено влияние длительного применения разных доз минеральных удобрений на содержание в почве и растениях тяжелых металлов.

Установлена длительность последействия кальцийсодержащих мелиорантов в севообороте.

Защищаемые положения:

— длительное применение под сахарную свеклу удобрений в дозах, установленных разными методами, способствует повышению обеспеченности почвы усвояемыми элементами питания и сохранению высокого уровня эффективного плодородия;

— при длительном применении различных доз удобрений происходит постепенное подкисление почвы;

— дефекат и карбонат кальция, внесенные под предшественник сахарной свеклы в первой ротации севооборота, на восьмой год последействия утрачивают нейтрализующее влияние на кислотность почвы, что приводит к становлению физико-химических показателей, неблагоприятных для сахарной свеклы;

— минеральные удобрения, систематически применяемые под сахарную свеклу в дозах, установленных разными методами, не увеличивают до токсического уровня содержание нитратов в основной и побочной продукции;

— длительное применение разных доз минеральных удобрений не приводит к заметному изменению микроэлементного состава почвы и растений сахарной свеклы;

— на черноземе выщелоченном тяжелосуглинистом лесостепи ЦЧЗ лучшие результаты по суммарной оценке обеспечивают дозы минеральных удобрений, установленные по результатам полевых опытов (КшРшКш) и нормативам затрат элементов питания на единицу основной продукции, применяемые на фоне последействия навоза.

Практическая значимость работы связана с тем, что проведенная сравнительная оценка разных методов определения доз удобрений позволила рекомендовать сельскохозяйственному производству использовать для сахарной свеклы метод полевого опыта и нормативов затрат, как обеспечивающие сохранение почвенного плодородия, высокую агрономическую и энергетическую эффективность и нормальную экологическую обстановку в системе «почва-растение» .

Уточнены для чернозема выщелоченного лесостепи ЦЧЗ оптимальные весенние запасы минерального азота в метровом слое почвы для получения высоких устойчивых урожаев сахарной свеклы.

Основные выводы диссертации могут быть использованы для диагностики азотного питания сахарной свеклы и разработки технологических карт возделывания этой культуры.